虚拟现实技术在高中立体几何教学中的应用展望

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 虚拟现实技术在高中立体几何教学 中的应用展望 摘 要：在虚拟现实技术作为当 今信息技术研究热潮的背景下，本文提 出将虚拟现实技术应用于高中立体几何， 解决学生学习立体几何难点的困惑；分 析了虚拟现实技术面临的挑战，并对未 来虚拟现实技术的应用趋势进行了展望。 中国论文网 /1/view-12819892.htm 关键词：虚拟现实；立体几何； 教育 一、引言 在科技不断进步、教育不断改革 的 21 世纪，传统的教学方式已无法满 足学生的需求。尤其在高中立体几何知 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 识的学习中，传统教学方式无法让学生 很好地理解多维空间。因此，虚拟技术 与教育的结合将是教学方式改革的方向。 本文研究了虚拟技术在高中立体几何中 的应用，展望了虚拟教育在数学教育中 的应用。 二、高中立体几何教学存在的问 题 1.识图、作图难 高中生对二维空间已经很清楚， 但对三维空间的无限及复杂性的认识还 远远不够。通过观察直观图，想象其几 何形状，或者是知道某物体的形状及特 征而不会用直观图描述出来，这些对高 中生来说是学习立体几何的一个难点， 也就是空间想象能力差。 2.寻找立体几何解题思路难 高中生学习立体几何的难点主要 是不会证明线线、线面、面面之间的关 系。存在这种现象的主要原因归根结底 还是因为学生对立体几何不熟悉。教学 中虽然有一些教具，但是学生遇到的题 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 型多种多样，在解题时有的教具并不适 用，而且通过这些教具讲解立体几何知 识效率很低。 三、虚拟现实技术 虚拟现实技术（Virtual Reality， 简称 VR）是仿真技术的一个重要方向， 是仿真技术与计算机图形学、人机接口 技术、多媒体技术、传感技术、网络技 术等多种技术的集合，是一门富有挑战 性的交叉技术前沿学科。 目前，国内高中教育虚拟现实技 术应用还很少，但正在逐步引入。清华 附属中学与清华同方公司合作开发了面 向中学物理、化学和生物的网络虚拟实 验室；兰州四中建立了地理数字教室， 将地球变化的虚拟现实和基于地球仪的 虚拟增强技术应用到地理教学，在球幕 投影系统上通过声光电增强学习效果。 四、虚拟技术应用于立体几何 1.VR 构建几何模型 为了解决高中生立体几何空间想 象力差的问题，我们可以首先根据虚拟 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 技术构建几何模型，使枯燥的立体几何 课堂变得生动有趣。为此，北京师范大 学“VR/AR+教育” 实验室研究了将 AR 技术应用于三视图教学。例如：有两种 卡片，一种上面写着绘制三视图；另一 种上面写着几何体的名称。当学生正确 组合这两种卡片时，便可以在电脑上看 到几何体，还可以调整摄像头的位置从 不同角度进行观察。北京育英学校七年 级学生试用了该技术，结果显示，将虚 拟现实技术应用于三视图教学后，学生 做题的准确率和效率都有了明显的提高， 并且非常喜欢这种教学方式。不同于传 统教学方式，学生不仅可以观察到从简 单到复杂不同的几何体，还能提高空间 想象力，从而提升教学效率及质量。 2.VR 解决点、线、面之间的关 系 在立体几何解题中，点、线、面 之间位置P 系的判定是立体几何学习 的一个重点和难点。在学习这个难点时， 如果在课堂上引入 VR 技术，问题便会 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 变得相对简单了。例如：学生有时候很 难看出异面直线，或者很难求出异面直 线的夹角。这时如果通过 VR 技术拖拽、 平移直线，便很容易、很直观地看出异 面直线的夹角。再比如判断线面关系时， 我们可能很难看出其位置关系。通过 VR 技术我们可以从不同的角度观察， 这样便可以在合适的角度下看出线面的 位置关系，还可以为学生证明这类问题 提供解题思路。 五、总结与展望 虚拟现实技术在数学中的应用， 不仅改变了传统的教学方式，更重要的 是突出了学生主动探究、主动学习的地 位，学生在与现实生活相似的情境下建 构属于自己的知识结构。除了建构主义 理论，有效教学理论、情境认知理论也 是虚拟现实应用于教育的理论基础。就 立体几何来说，引入虚拟现实技术将会 使学生的空间想象力大幅度提高，对空 间几何的学习兴趣越来越浓。 VR 技术可以给高中立体几何教 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 学带来很多方便之处。但是由于目前对 VR 技术的研究还不够成熟，相应的软 件还有待于研发，所以将 VR 技术应用 于教育是教育改革的发展趋势。虚拟现 实技术辅助教师