2019年信息技术应用能力提升培训心得体会

1、2019 年信息技术应用能力提升培训心得体会2019 年 7 月 1 日至 7 月 5 日，东西部协作 2019 年大通县信息技 术骨干教师能力提升培训在南京市雨花台区教师发展中心进行。 信息 技术素养观转变。 从技术应用能力转向信息素养能力， 我们不仅要利 用技术，更要利用信息素养和信息技术合作。一、人工智能驱动智慧教育二、智慧教育的理念内涵 综合已有研究，我们认为，智慧教育是指以“人的智慧成长”为 导向，运用人工智能技术促进学习环境、 教学方式和教育管理的智慧 转型，在普及化的学校教育中提供适切的学习机会， 形成精准、个性、 灵活的教育服务体系， 最大限度地满足学生的成长需要。 只有把“人

2、” 置于教育的最高关注， 发掘人的潜能，唤醒人的价值，启发人的智慧， 才能从容应对人工智能时代带来的挑战。 智慧教育不仅是教育基础设 施的信息化、智能化，而且是教育理念与教育方式的转型升级，从注 重“物”的建设向满足“人”的多样化需求和服务转变。智慧教育包括三个组成部分：一是相互融通的学习场景，利用智 能技术打通物理空间与网络空间之间的壁垒， 让万物互联， 让世界互 通，所有学生都可以在任何地方、任何时刻获取所需的任何信息；二 是灵活多元的学习方式，注重学习的社会性、参与性和实践性，打破 学科之间的界限， 开展面向真实情境和丰富技术支持的深度学习； 三 是富有弹性的组织管理， 破除效率至上的发

3、展理念， 释放学校的自主 办学活力， 利用人工智能提高教育治理的现代化水平， 让学生站在教 育的正中央。虚拟和增强现实(VR/AR技术在教学中的应用与前景展望一、虚拟现实和增强现实技术的起源、概念和应用领域(一) 虚拟现实和增强现实技术的起源虚拟现实(VirtualReality ，简称VR技术描述的就是我们现在 熟悉的“虚拟现实”。增强现实(AugmentedReality，简称AR是 指在真实环境之上提供信息性和娱乐性的覆盖。(二) 虚拟现实和增强现实的概念、特征和应用领域1. 虚拟现实技术虚拟现实，是一种基于多媒体计算机技术、传感技术、仿真技术 的沉浸式交互环境。 具体地说，就是采用计算

4、机技术生成逼真的视觉、 听觉、触觉一体化的特定范围的虚拟环境， 用户借助必要的设备以自 然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、 相互影响， 从而产生亲 临等同真实环境的感受和体验。虚拟现实具有特性， 即沉浸性 (Immersion) 、交互性 (Interaction) 构想性 (Imagination) ，是一个学科高度综合交叉的科学技术领域。 虚拟现实与人工智能 (AI) 技术及其他相关领域技术结合， 将会使其还 具有智能 (Intelligent) 和自我演进演化 (Evolution) 特征。头戴式虚 拟现实设备，即可观看虚拟现实视频介绍。虚拟现实涉及门类众多的学科，整合了很多相关技

5、术。虚拟现实 是未来科技发展的方向之一， 它可以从人的感觉系统上改变现有的空间感。虚拟现实现有的产业链大致可分为硬件设计开发、 软件设计开 发、资源设计开发和资源运营平台等几种类别。 通过虚拟现实关键技 术的突破以及“虚拟现实 +”的带动，会产生大量行业和领域的虚拟 现实应用系统， 为网络与移动终端应用带来全新发展， 将会推动许多 行业实现升级换代式的发展。 虚拟现实可以应用于国防军事、 航空航 天、智慧城市、装备制造、教育培训、医疗健康、商务消费、文化娱 乐、公共安全、社交生活、休闲旅游、电视直播等领域中。2. 增强现实技术 增强现实是在虚拟现实的基础上发展起来的一种新兴技术。增强 现实技术

6、基于计算机的显示与交互、 网络的跟踪与定位等技术， 将计 算机形成的虚拟信息叠加到现实中的真实场景， 以对现实世界进行补 充，使人们在视觉、听觉、触觉等方面增强对现实世界的体验。增强现实具有三大特点，即虚实结合、实时交互和三维配准。 增强现实具有三种呈现显示方式，按距离眼睛由近到远划分分别为头戴式(head-attached )、手持式(hand-held )、空间展示(spatial )。增强现实智能眼镜，扫描二维码可以观看MagicLeap增强现实演示视 频。增强现实的应用领域非常广泛。如在教育领域增强现实可以为学 生呈现全息图像、虚拟实验、虚拟环境等；在旅游业增强现实可以帮 助游客自助游

7、玩景区， 以虚拟影像的形式为游客讲解景区概况、 发展 历史、人文景观等内容；在零售业中增强现实技术可以实现一键试穿，在网上销售中具有极大的应用空间。增强现实在工业、医疗、军事、 市政、电视、游戏、展览等领域都表现出了良好的应用前景。二、虚拟现实和增强现实技术在教学中的具体应用 虚拟现实和增强现实技术在教学中的应用潜力巨大、前景广阔， 主要体现在运用虚拟现实和增强现实技术具有激发学习动机、 创设学 习情境、增强学习体验、感受心理沉浸、跨越时空界限、动感交互穿 越和跨界知识融合等多方面的优势。 虚拟现实和增强现实技术的应用， 能够为教育工作者提供全新的教学工具， 同时，能激发学生学习新知 识的兴趣

8、， 让学生在动手体验中迸发出创新的火花。 因此虚拟现实和 增强现实技术应用于教育行业是教育技术发展的一个新的飞跃， 它营 造了自主学习的环境，由传统的“以教促学”的学习方式演变为学生 通过新型信息化环境和工具来获取知识和技能的新型学习方式， 符合 新一轮教学改革的教育理念， 有助于学生核心素养的培养。 虚拟现实 和增强现实设备有多种， 这里分别介绍各种设备在教学中的具体应用。（一）头戴式虚拟现实和增强现实设备在教学中的应用 头戴式虚拟现实设备一般包含头戴式显示器、位置跟踪器、数据 手套和其他设备等，分为移动虚拟现实头盔和分体式虚拟现实头盔。 国外有脸谱、谷歌、微软、三星等公司的虚拟现实头盔产品

9、，国内有 微视酷、蚁视、暴风魔镜、中兴、乐视、华为、小米等 100 多种虚拟 现实头盔产品。结合国内外的研究报告以及目前虚拟现实教育实践情 况，虚拟现实和增强现实技术在生物、物理、化学、工程技术、工艺 加工、飞行驾驶、语言、历史、人文地理、文化习俗等教学中均可应 用。学生使用头戴式虚拟现实设备体验学习时具有置身真实情境的沉 浸式感觉，能给学生以绝佳的真实体验，使人如身临其境，让书本中 的内容可触摸、可互动、可感知。例如地理学科讲述关于宇宙太空星 际运行的课程时， 在现实生活中学生无法遨游太空， 如果戴上头戴式 虚拟现实设备， 就可以让学生从各个角度近距离观察行星、 恒星和卫 星的运行轨迹， 观

10、察每个星球的地表形状和内部结构， 甚至能够降落 在火星或月球上进行“实地”考察、体验星际之旅等。虚拟现实头戴 设备，手机扫描二维码观可看虚拟现实效果视频。（三）手持式虚拟现实与增强现实设备在教学中的应用手持式增强现实设备多采用移动设备与 APP软件相结合的方式。APP有视+AR AR 4D书城、幻视、视AR尼奥照照等，另外有多种 增强现实图书都有相配套的APP如机器人跑出来了实验跑出 来了恐龙争霸赛来了这套“科学跑出来”系列增强现实科普读 物有iRobotAR、iScienceAR、恐龙争霸赛来了等多个 APP它们的原 理都是采用手机摄像头获取现实世界影像， 通过手机在现实世界上叠 加虚拟形象

11、的形式，实现增强现实的特殊显示效果。有的APP中提供 了丰富的，如安全教育、科普读物、识字卡片、益智游戏等，特别适 合儿童教育。使用方法有两种：一种是手机APP与相配套的纸质图书 一起使用， 用手机摄像头扫描图书上的图片， 在手机屏幕上即可呈现 出演示效果；另一种使用方法是运用APPT载增强现实资源并与外界 实景叠加即可呈现出演示效果。增强现实特效非常逼真，利用这些APP进行学习，学习过程具有真实感、体验感、沉浸感，增强了学生 学习知识的兴趣，可以达到寓教于乐的教学效果。三、虚拟现实与增强现实技术在教学中应用的优势分析（一）虚拟现实与增强现实技术为学生自主学习提供了有利条件虚拟现实和增强现实教

12、学资源存在形式多种多样，根据采用的设备不同，可以将教学资源保存在网络运营平台、桌面式设备、移动设 备和纸质图书里， 学生可以在不同的地方采用不同的设备调用虚拟现 实和增强现实教学资源进行随时随地的自主学习。 如果学生在课堂上 有些知识点未能掌握， 可以重新学习一遍， 增加对知识的巩固和理解， 有时学生因为特殊原因未能在课堂上学习， 也可以课后弥补， 同时可 以将虚拟现实和增强现实设备作为载体采用“翻转课堂”或“微课导 学”教学模式组织教学，为学生提供自主学习条件，教师也可以从繁 重的重复性讲解中解脱出来， 有针对性地为学生答疑解惑， 有助于传 统教学方式的变革。（二）虚拟现实与增强现实技术为学

13、生提供更加真实的情景 在传统的教学课堂上，知识的传输主要通过文字、图片、声音、动画和视频的形式呈现。 遇到比较复杂的情况， 比如数学课的立体几 何、地理课的天体运动、物理课的磁力线和电力线、化学课的微观粒 子结构、生物课的细胞结构等， 教师用语言很难把这些知识点表达得 非常清晰，同时由于每个学生的理解力不同， 教学效果也会因人而异， 甚至初次学习这些知识的学生会得到“盲人摸象”般的感受。而采用 虚拟现实和增强现实技术组织教学，三维立体效果的呈现可以弥补这 样的缺憾，能够把知识立体化，把难以想象的东西直接以三维形式呈 现出来，让学生直观感受到文字所表达不出来的知识， 真实的情景可 以帮助学生对知

14、识的理解和记忆，使学生的想象变得更加丰富。（三）虚拟现实和增强现实技术能提高学生的学习兴趣由于虚拟现实和增强现实技术具有视觉、听觉和触觉一体化的感 知效果，学生具有真实情境体验、跨越时空界限、动感交互穿越的感 受，能身临其境般在书海里遨游，让书本中的内容可触摸、可互动、 可感知。身临其境的感受和自然丰富的交互体验不仅极大地激发了学 习者的学习动机，更给学习者提供了大量亲身观察、 操作以及与他人 合作学习的机会，促进了学生的认知加工过程及知识建构过程，有利于实现深层次理解。传统的学习方式让很多学生觉得枯燥乏味， 为了 应付考试不得不去死记硬背，但很多知识学生考完之后很快会忘得一 干二净，而采用虚

15、拟现实和增强现实技术组织教学， 新颖的学习方式 和丰富多彩的学习内容能够极大地提升课堂教学的趣味性，生动形象的场景会加强学生的记忆，激发学生的学习兴趣。“兴趣是最好的老师”，兴趣也是学生学习新知识的不竭动力。（四）虚拟现实和增强现实技术应用能促进优质资源均衡化我国幅员辽阔，地区之间贫富差距较大，存在教学资源分配不均 的情况。经济发达地区无论是软硬件配置，教学师资和教学资源都非 常丰富，而经济落后、地域偏远的山村学校学生连接受最基本的教育 都难以实现。各级政府和教育主管部门都在大力推进教育均衡发展， 加大教育投资力度， 而虚拟现实和增强现实技术应用将是解决城乡不 均衡问题的一把金钥匙， 有利于缓

16、解两极分化， 扩大优质资源的分享 范围，能让不再受限于地区和学校， 让教育发达地区的名教师通过虚 拟现实和增强现实课堂走进山村学校， 能通过整体优化配置， 来缩小 城乡差距，实现教育公平，同时这也是教育扶贫的较佳途径。四、虚拟现实和增强现实技术在教学应用中存在的问题 虽然虚拟现实和增强现实技术在教学中的应用可以改变传统的教 学方式、提高学习兴趣、实现教育均衡发展，但虚拟现实和增强现实 技术发展还处在初级应用阶段，在技术瓶颈、资源开发、教学内容和 推广普及等方面还存在很多问题。（一）虚拟现实设备应用中的眩晕问题 人们在使用虚拟现实设备时会出现眩晕感，从硬件结构来看，由 于现在的科技还无法做到高度

17、还原真实场景， 许多用户使用配置达不 到要求的虚拟现实产品时会产生眩晕感； 虚拟现实界面中的视觉反差 较大，实际运动与大脑运动不能够正常匹配， 影响大脑对所呈现影像 的分析和判断， 从而产生眩晕感； 虚拟现实设备的内容有相当一部分 资源是从PC电脑版上移植过来的，UI界面不能很好地匹配虚拟现实 设备，不同的系统处理上也无法达到协调统一， 画面感光线太强或太 弱都不能让用户接受； 虚拟现实设备帧间延迟跟不上人的运动， 会有 微小的延迟感，当感官与帧率不同步时也会让使用者产生眩晕感。二）虚拟现实和增强现实技术在教学中资源短缺目前虚拟现实和增强现实产业刚起步，软硬件设施不完备，开发 人员技术力量不足

18、， 很多学校未配备虚拟现实和增强现实设备； 中小 学校的很多教师还没有接触过虚拟现实和增强现实， 不知道如何在教 学中应用，更谈不上如何去开发虚拟现实和增强现实教学资源。 因此， 针对中小学教学所开发的虚拟现实资源很少， 课程资源短缺是虚拟现 实和增强现实在中小学推广的最大瓶颈。 但随着虚拟现实和增强现实 技术的迅猛发展，将虚拟现实和增强现实技术应用于教学势在必行， 未来虚拟现实和增强现实技术在教学中的应用势必带来课堂教学方 式的颠覆性改变。（三）虚拟现实和增强现实教学平台和资源的设计重形式轻内容 当前很多虚拟现实教育平台都只是在一个 3D视频或虚拟现实软 件游戏的基础上构成虚拟现实教学。 虽

19、然学生在虚拟世界玩得津津有 味，课堂气氛很活跃，学生互动、交流和讨论很热烈，表面上看学生 得到了沉浸式的体验感， 但是有些虚拟现实教育平台所提供的知识点 讲解还停留在现实世界中， 课本内容的单调、 枯燥并没有因软件的存 在而得到缓解，知识要点的讲解没有变得更加生动、 有趣和有针对性， 这种只重视形式而不重视内容、 教与学完全脱节的虚拟现实课堂只能 称为“伪虚拟现实课堂”。（四）虚拟现实和增强现实设备价格较高和技术条件限制导致普 及困难企业的前期研发成本较高、设备销售量较少，导致多数虚拟现实 和增强现实设备销售价格居高不下，很多学校因资金问题望而却步， 无力购买售价高昂的虚拟现实和增强现实设备，

20、 进而导致虚拟现实和 增强现实技术在学校的推广普及步履艰难。 大多数虚拟现实软件普遍 存在语言专业性较强、 通用性较差和易用性差等问题。 受硬件局限性 的影响，虚拟现实软件开发花费巨大且效果有限。 另外在新型传感应 用、物理建模方法、高速图形图像处理、人工智能等领域，都有很多 问题亟待解决。 三维建模技术也需进一步完善， 大数据与人工智能技 术的融合处理等都有待进一步提升。 以上诸多原因的存在制约了虚拟 现实和增强现实技术在中小学教学中的推广和普及。五、虚拟现实和增强现实技术在教学应用中的前景展望 虚拟现实和增强现实技术发展对未来教学形式的影响 随着科学技术的迅猛发展，在云计算、雾计算、物联网、“互联 网+”、大数据、人工智能突飞猛进的新时代背景下，虚拟现实和增 强现实技术与人工智能、 大数据和物联网融合， 将会让虚拟现实和增 强现实技术应用如虎添翼。随着虚拟现实