兩個(gè)鐵球同時(shí)著地教學(xué)設(shè)計(jì)范文

時(shí)間:2023-03-19 09:58:05

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篇1

摘 要: 工具性與人文性的統(tǒng)一,是語(yǔ)文課程的基本特點(diǎn),閱讀教學(xué)必須遵循這一特征。本文從心理描寫(xiě)和想象留白入手,闡述如何在閱讀教學(xué)中以語(yǔ)言實(shí)踐為核心,帶動(dòng)對(duì)課文內(nèi)容的理解和人物形象的感知,從而達(dá)到閱讀教學(xué)言意兼得、工具性與人文性的統(tǒng)一的目的。

關(guān)鍵詞: 閱讀教學(xué) 言意兼得 “兩個(gè)鐵球同時(shí)著地

《義務(wù)教育語(yǔ)文課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》指出:“語(yǔ)文課程是一門(mén)學(xué)習(xí)語(yǔ)言文字運(yùn)用的綜合性、實(shí)踐性課程。義務(wù)教育階段的語(yǔ)文課程,應(yīng)使學(xué)生初步學(xué)會(huì)運(yùn)用祖國(guó)語(yǔ)言文字進(jìn)行交流溝通,吸收古今中外優(yōu)秀文化,提高思想文化修養(yǎng),促進(jìn)自身精神成長(zhǎng)。工具性與人文性的統(tǒng)一,是語(yǔ)文課程的基本特c?!盵1]“小學(xué)語(yǔ)文教學(xué)不是語(yǔ)形教學(xué)、語(yǔ)法教學(xué)和語(yǔ)義教學(xué),而是語(yǔ)用教學(xué)。語(yǔ)用教學(xué)著眼于學(xué)生言語(yǔ)能力的發(fā)展,講求以語(yǔ)言帶動(dòng)內(nèi)容,在豐富多彩的言語(yǔ)實(shí)踐中,實(shí)現(xiàn)言意兼得?!盵2]但是在閱讀教學(xué)中,我們或陷入內(nèi)容分析的泥沼,或陷入形而上的純語(yǔ)用,這兩者皆不可取。如何在教學(xué)中做到言意兼得,探求到語(yǔ)言訓(xùn)練的“真理”呢?下面筆者以“兩個(gè)鐵球同時(shí)著地”的教學(xué)為例進(jìn)行說(shuō)明。

“兩個(gè)鐵球同時(shí)著地”是人教版小學(xué)語(yǔ)文四年級(jí)下冊(cè)的課文,這篇課文講述了意大利科學(xué)家伽利略在追求真理的過(guò)程中,敢于挑戰(zhàn)權(quán)威,對(duì)人人信奉的哲學(xué)家亞里士多德所謂的真理產(chǎn)生懷疑,經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)求證后,在人們的嘲諷與猜疑中走上比薩斜塔,用試驗(yàn)檢驗(yàn)了真理。這篇課文的教學(xué)很容易陷入內(nèi)容分析的陷阱:伽利略是一個(gè)怎樣的人?你是從哪里知道的?有的老師甚至把它上成科學(xué)課,一直分析為什么兩個(gè)鐵球會(huì)同時(shí)著地,結(jié)果是沒(méi)把科學(xué)問(wèn)題分析透,弄得學(xué)生一頭霧水,真是“你不說(shuō)我還明白,你越說(shuō)我越不清楚”,最后老師也陷了進(jìn)去,只好舉手投降。筆者緊緊扣住課文的開(kāi)頭“伽利略是17世紀(jì)意大利偉大的科學(xué)家”這條主線(xiàn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì):伽利略的偉大體現(xiàn)在哪里?并且在教學(xué)中將“語(yǔ)用”進(jìn)行到底,讓學(xué)生在得言中得意,實(shí)現(xiàn)語(yǔ)文教學(xué)工具性和人文性的統(tǒng)一。

一、發(fā)現(xiàn)秘妙,從心理描寫(xiě)探求語(yǔ)言邏輯

在語(yǔ)言訓(xùn)練之前,首先要保證學(xué)生在閱讀中發(fā)現(xiàn)語(yǔ)言的秘妙,否則,語(yǔ)言訓(xùn)練就無(wú)從談起,即使勉強(qiáng)為之,也必然是“簡(jiǎn)單粗暴”的。像這篇課文,因?yàn)樯婕翱茖W(xué),涉及“真理”的探究,就必然會(huì)讓我們想到,科學(xué)研究講究嚴(yán)密的邏輯推理。在本文中,這種嚴(yán)密的邏輯推理存在嗎?是以怎樣的方式存在的?細(xì)讀課文第三自然段,我們不難發(fā)現(xiàn),這個(gè)嚴(yán)密的邏輯推理就藏在伽利略的“心理活動(dòng)”中,也就是我們常常說(shuō)的思維活動(dòng)。請(qǐng)看段落:

“他想:如果這句話(huà)是正確的,那么把這兩個(gè)鐵球拴在一起,落得慢的就會(huì)拖住落得快的,落下的速度應(yīng)當(dāng)比10磅重的鐵球慢;但是,如果把拴在一起的兩個(gè)鐵球看作一個(gè)整體,就有11磅重,落下的速度應(yīng)當(dāng)比10磅重的鐵球快。這樣,從一個(gè)事實(shí)中卻可以得出兩個(gè)相反的結(jié)論,這怎么解釋呢?”[3]

這一段既是人物的心理描寫(xiě),從中可以體會(huì)出伽利略的人物品質(zhì)特點(diǎn),又是科學(xué)推理(猜想)的過(guò)程,包含著邏輯思維,這種邏輯的嚴(yán)密性我們可以從中發(fā)現(xiàn)一些特殊的詞語(yǔ),比如“如果”、“那么”、“但是”、“如果”、“就”、“這樣”,這些詞語(yǔ)看似不起眼,卻是語(yǔ)言表達(dá)邏輯訓(xùn)練的好材料,由此看來(lái),這一段的教學(xué)做好了,言意即可兼得,既能體會(huì)人物的品質(zhì)特點(diǎn),又能通過(guò)訓(xùn)練讓學(xué)生在語(yǔ)言表達(dá)的邏輯上取得發(fā)展。因此,筆者認(rèn)為可以用以下幾個(gè)策略進(jìn)行教學(xué):

(一)關(guān)聯(lián)閱讀――關(guān)注“想”之前的“疑”,“想”之后的“做”,體會(huì)人物追求真理的勇氣與勇于行動(dòng)的品質(zhì)。教學(xué)采取以讀代講的策略,使學(xué)生在讀中感悟伽利略的偉大:追求真理的精神是從小養(yǎng)成的,是一以貫之的。具體操作可以這樣:老師質(zhì)疑:“為什么只有伽利略會(huì)產(chǎn)生這樣的疑問(wèn)呢?”引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系上文進(jìn)行閱讀:“他在學(xué)校念書(shū)的時(shí)候,同學(xué)們就稱(chēng)他為“辯論家”。他提出的問(wèn)題很不尋常,常常使老師很難解答。”[4]課文的這個(gè)地方已經(jīng)為下了鋪墊。此段還可引導(dǎo)學(xué)生補(bǔ)白:伽利略會(huì)提出什么問(wèn)題?老師們有什么反應(yīng)?通過(guò)引導(dǎo)想象強(qiáng)化:原來(lái)伽利略敏銳的思維能力、不懼權(quán)威的勇氣是從小養(yǎng)成的。再聯(lián)系下文伽利略在“想”之后挑戰(zhàn)權(quán)威勇于實(shí)踐的行動(dòng),進(jìn)一步感知伽利略堅(jiān)持不懈的精神品質(zhì)。這樣的訓(xùn)練用語(yǔ)言帶動(dòng)內(nèi)容理解,在運(yùn)用語(yǔ)言中完成對(duì)伽利略這個(gè)人物的感性認(rèn)識(shí),既訓(xùn)練語(yǔ)言,又進(jìn)一步豐滿(mǎn)人物形象。

(二)剔骨閱讀――抽取段落中的關(guān)聯(lián)詞語(yǔ),感受語(yǔ)言與思維共舞的邏輯魅力。

這段話(huà)里,有這么幾個(gè)關(guān)聯(lián)詞:“如果”、“那么”、“但是”、“如果”、“就”、“這樣”,這幾個(gè)詞表現(xiàn)了伽利略嚴(yán)密的邏輯思維:按照亞里士多德的話(huà),可以得出兩個(gè)完全矛盾的結(jié)果,這就說(shuō)明亞里士多德的這句話(huà)肯定存在問(wèn)題。嚴(yán)密的邏輯關(guān)系如何讓學(xué)生感受呢?筆者在教學(xué)中采用師生合作、生生合作的形式,抽取“如果”、“那么”、“但是”、“如果”、“就”、“這樣”幾個(gè)詞進(jìn)行引讀,讓學(xué)生在與語(yǔ)言的親密接觸中感悟,然后讓學(xué)生試著用上這幾個(gè)詞造句,習(xí)得語(yǔ)言的同時(shí)進(jìn)一步體會(huì)思維的嚴(yán)密邏輯。這樣的閱讀過(guò)程,既使學(xué)生進(jìn)行了語(yǔ)言文字訓(xùn)練,培養(yǎng)了語(yǔ)感,避免了瑣細(xì)的分析,又使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了伽利略的偉大,有效地促進(jìn)了得言與得意的融合。

二、尋找焦點(diǎn),從描寫(xiě)留白拓展想象空間

表現(xiàn)人物特點(diǎn),往往通過(guò)語(yǔ)言和心理是最奏效的。大部分課文對(duì)人物的正面描寫(xiě)較多,但在閱讀教學(xué)中斷斷不能忽略側(cè)面描寫(xiě)的作用,也不能忽視描寫(xiě)留白,這些方面其實(shí)在課文中都暗藏“玄機(jī)”,我們可以稱(chēng)之為“焦點(diǎn)”。因此,教師引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注語(yǔ)言中的一些特別之處,往往能收到一些奇效,既服務(wù)于人物品質(zhì)特點(diǎn)的理解,又助力于語(yǔ)言訓(xùn)練的形成。

“兩個(gè)鐵球同時(shí)著地”這篇課文正是如此,有亞里士多德帶來(lái)的社會(huì)影響的描寫(xiě),有對(duì)他的學(xué)生的反應(yīng)的描寫(xiě),有對(duì)伽利略如何試驗(yàn)的簡(jiǎn)略之筆,也有“圍觀”的人們的描寫(xiě)。筆者認(rèn)為,這些側(cè)面描寫(xiě)是語(yǔ)言訓(xùn)練的好材料,好好利用它們進(jìn)行想象補(bǔ)白,可以達(dá)到一石二鳥(niǎo)的效果。

(一)緊扣“信奉”拓展想象空間。

“那時(shí)候,研究科學(xué)的人都信奉亞里士多德,把這位兩千多年前的希臘哲學(xué)家的話(huà)當(dāng)作不容許更改的真理。誰(shuí)要是懷疑亞里士多德,人們就會(huì)責(zé)備他:‘你是什么意思?難道要違背人類(lèi)的真理嗎?’”[5]

人們是怎樣“信奉”的,這些信奉表現(xiàn)在哪些方面。這段話(huà),緊緊抓住“信奉”一詞進(jìn)行教學(xué),讓學(xué)生展開(kāi)想象。其教學(xué)步驟為:(1)“信奉”可以換成“相信”嗎?(2)“人們都信奉里士多德”,有哪些人?會(huì)怎么信奉?(3)伽利略敢于亞里士多德的說(shuō)法說(shuō)明了什么?

在教學(xué)中,學(xué)生體會(huì)到“信奉”比“相信”信的程度更深,信奉亞里士多德的人從普通老百姓到達(dá)官貴人,對(duì)他的信奉達(dá)到了、頂禮膜拜的程度,沒(méi)有任何人懷疑過(guò),只有伽利略敢于懷疑。

這一個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)緊緊抓住當(dāng)時(shí)社會(huì)環(huán)境的描寫(xiě),讓學(xué)生在想象練筆中體會(huì)伽利略面臨挑戰(zhàn)的勇氣,體會(huì)他的偉大之處。

(二)緊扣“反復(fù)”拓展想象空間。

“伽利略帶著這個(gè)疑問(wèn)反復(fù)做了許多次試驗(yàn),結(jié)果都證明亞里士多德的這句話(huà)的確說(shuō)錯(cuò)了。”[6]

“伽利略帶著這個(gè)疑問(wèn)反復(fù)做了許多次實(shí)驗(yàn)”,給讀者留下了巨大的想象空間,可以引導(dǎo)學(xué)生在此進(jìn)行練筆。根據(jù)這個(gè)留白,筆者設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)小練筆:“‘伽利略帶著這個(gè)疑問(wèn)反復(fù)做了許多次實(shí)驗(yàn)’,他會(huì)到什么地方做試驗(yàn)?用什么材料?什么時(shí)間做?怎么做?請(qǐng)你根據(jù)提示寫(xiě)一次具體的試驗(yàn)。”

學(xué)生展開(kāi)想象練筆后,筆者追問(wèn):我們四十幾個(gè)同學(xué),就寫(xiě)了四十幾次不同的試驗(yàn)。然而,只有這四十幾次嗎?顯然更多,這就叫“反復(fù)做了許多次實(shí)驗(yàn)”。反復(fù)許多次實(shí)驗(yàn)都證明兩個(gè)鐵球同時(shí)著地才能叫:“亞里士多德的話(huà)的確說(shuō)錯(cuò)了。”在寫(xiě)作能力得到鍛煉的同時(shí),學(xué)生加深了對(duì)文本的理解:伽利略的偉大在于堅(jiān)持不懈和勇于實(shí)踐。

(三)緊扣“看看”拓展想象空間。

“到了那一天,很多人來(lái)到斜塔周?chē)家纯丛谶@個(gè)問(wèn)題上誰(shuí)是勝利者,是古代的哲學(xué)家亞里士多德呢,還是這位年輕的數(shù)學(xué)教授伽利略?有的說(shuō):‘這個(gè)青年真是膽大妄為,竟想找亞里士多德的錯(cuò)處!’有的說(shuō):‘等會(huì)兒他就固執(zhí)不了啦,事實(shí)是無(wú)情的,會(huì)讓他丟盡了臉!’”[7]

試驗(yàn)之前,人們的議論只有這兩種嗎?如果是你,會(huì)怎么說(shuō)呢?在此處根據(jù)人數(shù)眾多,引導(dǎo)學(xué)生想象眾人的議論。雖然不同的人有不同的說(shuō)法,但多數(shù)都是消遣、嘲笑、反對(duì)伽利略,面對(duì)千千萬(wàn)萬(wàn)人的質(zhì)疑,伽利略依然堅(jiān)持進(jìn)行公開(kāi)實(shí)驗(yàn)。這就是伽利略的偉大之處:堅(jiān)持真理需要很大的勇氣。

試驗(yàn)之后,勝利者是伽利略。人們又會(huì)怎樣議論呢?如果你就是在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的一個(gè)人,你會(huì)說(shuō)什么?自然而然,學(xué)生的發(fā)言就會(huì)集中在以下幾點(diǎn):原來(lái),即使是亞里士多德這樣的大哲學(xué)家說(shuō)的話(huà)也不是完全正確的;伽利略是多么偉大啊,他用自己的試驗(yàn)驗(yàn)證了先賢的話(huà)也不一定正確。

試驗(yàn)前后人們截然相反的兩種評(píng)論,更襯托出伽利略的偉大。這樣的教學(xué)不僅使學(xué)生進(jìn)一步感悟了伽利略的偉大,更重要的是實(shí)現(xiàn)了“時(shí)間是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)的”“要敢于懷疑”這個(gè)情感態(tài)度價(jià)值觀的教學(xué)目標(biāo),而且這個(gè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是在語(yǔ)言訓(xùn)練中完成的,是無(wú)痕的,是水到渠成的。這樣的教學(xué)可謂是一箭雙雕,一舉兩得,實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)文學(xué)科人文性與工具性的統(tǒng)一。

參考文獻(xiàn):

[1]教育部.義務(wù)教育語(yǔ)文課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)[S].北京:北京師范大學(xué)出版社,2012.

篇2

摘要:本文首先對(duì)計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本特征及其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了解釋分析,然后對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校教學(xué)中的應(yīng)用作了介紹,最后針對(duì)目前高校教學(xué)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所存在的問(wèn)題及其解決方案闡述了個(gè)人觀點(diǎn)。

關(guān)鍵字:虛擬現(xiàn)實(shí);高校教學(xué);應(yīng)用;特征;問(wèn)題;方案

中圖分類(lèi)號(hào):G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

伴隨科技突飛猛進(jìn)的發(fā)展,各類(lèi)教學(xué)媒體不斷涌現(xiàn),如今,教學(xué)技術(shù)領(lǐng)域又出現(xiàn)了一個(gè)新型教學(xué)媒體,它就是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是利用三維圖形生成、多傳感交互及高分辨顯示等計(jì)算機(jī)技術(shù)生成三維逼真的虛擬環(huán)境,使用者戴上特殊的頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備,或利用鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等輸入設(shè)備,便可以進(jìn)入虛擬空間,成為虛擬環(huán)境的一員,進(jìn)行實(shí)時(shí)交互,感知和操作虛擬世界中的各種對(duì)象,從而獲得身臨其境的感受和體會(huì)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為新的教學(xué)媒體,它的出現(xiàn)無(wú)疑將對(duì)高校教學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。本文主要探討虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本特征以及它在高校教學(xué)應(yīng)用方面的相關(guān)問(wèn)題。

1計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)的基本特征及其關(guān)鍵技術(shù)

1.1虛擬現(xiàn)實(shí)的基本特征

虛擬現(xiàn)實(shí)可以表示為4個(gè)特征:沉浸性(Immersion)、交互性(Interaction)、多感知性(Multi-Sensory)、構(gòu)想性 (Imagination) 。

(1) 沉浸性(Immersion):這是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的核心,指使用戶(hù)投入到由計(jì)算機(jī)生成的虛擬場(chǎng)景中的能力。用戶(hù)在虛擬場(chǎng)景中有“置身其中”之感。

(2) 交互性(Interaction):指用戶(hù)與虛擬場(chǎng)景中各種對(duì)象相互作用的能力,它是人機(jī)和諧的關(guān)鍵性因素。

(3) 多感知性(Multi-Sensory):由于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中裝有視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、動(dòng)覺(jué)的傳感及反應(yīng)裝置,因此,使用者在虛擬環(huán)境中可獲得相應(yīng)的多種感知,從而達(dá)到身臨其境的感受。

(4) 構(gòu)想性(Imagination):虛擬現(xiàn)實(shí)不僅僅是一個(gè)用戶(hù)與終端的接口,更要使用戶(hù)沉浸在此環(huán)境中獲取新的知識(shí),提高感性和理性認(rèn)識(shí),從而產(chǎn)生新的構(gòu)思。

基于以上特征,虛擬現(xiàn)實(shí)使操作者能夠真正進(jìn)入一個(gè)由計(jì)算機(jī)生成的交互式三維虛擬環(huán)境中,與之產(chǎn)生互動(dòng),進(jìn)行交流。通過(guò)參與者與仿真環(huán)境的相互作用,并借助人本身對(duì)所接觸事物的感知和認(rèn)知能力,幫助啟發(fā)參與者的思維,以全方位地獲取環(huán)境所蘊(yùn)含的各種空間信息和邏輯信息。

通過(guò)多種感知,獲得身臨其境的沉浸感和人機(jī)互動(dòng)的趣味性是虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)質(zhì)特征,對(duì)時(shí)空環(huán)境的現(xiàn)實(shí)構(gòu)想是虛擬現(xiàn)實(shí)的最終目的。

1.2計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵技術(shù)

計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)是多種技術(shù)的綜合,包括實(shí)時(shí)三維計(jì)算機(jī)圖形、立體廣角顯示、用戶(hù) (頭、眼) 的跟蹤、立體聲、觸覺(jué)與力覺(jué)反饋、語(yǔ)音輸入輸出等技術(shù)。

(1) 實(shí)時(shí)三維計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)

此技術(shù)的關(guān)鍵在于“實(shí)時(shí)”。例如在力學(xué)模擬系統(tǒng)中,圖像的實(shí)時(shí)刷新相當(dāng)重要,同時(shí)對(duì)圖像質(zhì)量的要求也很高,再加上非常復(fù)雜的虛擬環(huán)境,使虛擬現(xiàn)實(shí)就變得相當(dāng)困難。

(2) 立體廣角顯示

要達(dá)到立體廣角顯示,雙眼立體視覺(jué)起了很大作用,這是因?yàn)橛脩?hù)的兩只眼睛看到的不同圖像是分別產(chǎn)生的,顯示在不同的顯示器上。當(dāng)然有的系統(tǒng)也采用單個(gè)顯示器,但用戶(hù)戴上特殊的眼鏡后,也可以造成視差從而產(chǎn)生立體感。

(3) 用戶(hù)(頭、眼)的跟蹤技術(shù)

在虛擬環(huán)境中,每個(gè)物體相對(duì)于系統(tǒng)的坐標(biāo)系都有一個(gè)位置與姿態(tài),而用戶(hù)也是如此。用戶(hù)看到的景象是由用戶(hù)的位置和頭(眼)的方向來(lái)確定的。利用虛擬現(xiàn)實(shí)頭套跟蹤頭部運(yùn)動(dòng),可以根據(jù)頭部跟蹤來(lái)改變圖像的視角,用戶(hù)的視覺(jué)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)感知系統(tǒng)之間就可以聯(lián)系起來(lái)。

(4) 立體聲

在水平方向上,我們靠聲音的“相位差”及“強(qiáng)差”來(lái)確定聲音的方向?,F(xiàn)實(shí)生活里,當(dāng)頭部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),聽(tīng)到的聲音的方向就會(huì)改變。但目前在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中,聲音的方向與用戶(hù)頭部的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。

(5) 觸覺(jué)與力覺(jué)反饋

在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中,用戶(hù)可以看到一支虛擬的鋼筆。你可以設(shè)法去握住它,但你的手卻感覺(jué)不出接觸到了它,并有可能穿過(guò)虛擬鋼筆的“筆桿”,而這在現(xiàn)實(shí)生活中是不可能的。解決這一問(wèn)題的常用裝置是在手套內(nèi)層安裝一些可以振動(dòng)的觸點(diǎn)來(lái)模擬觸覺(jué)。

(6) 語(yǔ)音輸入輸出

在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中,語(yǔ)音的輸入輸出也很重要。這就要求虛擬環(huán)境能聽(tīng)懂人的語(yǔ)言,并能與人實(shí)時(shí)交互。然而,讓計(jì)算機(jī)識(shí)別人的語(yǔ)音是相當(dāng)困難的,因?yàn)檎Z(yǔ)音信號(hào)和自然語(yǔ)言信號(hào)有其“多邊性”和復(fù)雜性。

2計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校教學(xué)中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)在高校教學(xué)中主要表現(xiàn)在課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個(gè)方面:

2.1課堂教學(xué)

課堂教學(xué)是教學(xué)的主要方式,也是虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)用于教學(xué)的主要戰(zhàn)場(chǎng)。根據(jù)學(xué)科的不同,虛擬現(xiàn)實(shí)也發(fā)揮著不同的作用,主要有以下幾方面的應(yīng)用:

(1) 立體物體展示

在以往的教學(xué)環(huán)境中,為了更形象地使學(xué)生感受三維實(shí)物的信息,主要采用圖片展示、實(shí)物展示、軟件動(dòng)畫(huà)這樣一些方法,但這些都很難使學(xué)生更全面的了解其三維屬性。

通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí),可以構(gòu)建一個(gè)與實(shí)物同樣的三維物體,如采用3dsMAX建模,存儲(chǔ)為VRML格式,然后利用VRML播放器可以得到很好的展示效果,輔助教師教學(xué)。

(2) 立體空間展示

立體空間是指在現(xiàn)實(shí)世界中真實(shí)存在或存在過(guò)的空間。教學(xué)中,有時(shí)需要向?qū)W生展示這些空間時(shí),由于條件的限制,不可能讓學(xué)生進(jìn)入這些空間。

以往教學(xué)中,可能只能夠通過(guò)教師的描繪來(lái)激發(fā)學(xué)生的想象,在其頭腦中創(chuàng)建出這個(gè)虛擬的空間來(lái)。

使用虛擬現(xiàn)實(shí),不僅能在學(xué)生頭腦中建立這些空間,而且可以使其看得見(jiàn)、聽(tīng)得見(jiàn),甚至可以摸得著。比如:太空給我們呈現(xiàn)的是一個(gè)神秘而陌生的世界,如何感受身體在太空中的感覺(jué)是很多人夢(mèng)寐以求的事情。通過(guò)進(jìn)入虛擬現(xiàn)實(shí)制作的虛擬空間,我們可以感受宇宙里的奧妙,可以體會(huì)人體在失重狀態(tài)下的感受,也可以在月球上做鐵球和乒乓球同時(shí)著地的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證伽俐略的結(jié)論。

(3) 虛擬場(chǎng)景構(gòu)造

虛擬場(chǎng)景是指在現(xiàn)實(shí)生活中可能出現(xiàn)的一些場(chǎng)景,通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在不同的時(shí)間或地點(diǎn)表示出來(lái)。

虛擬場(chǎng)景的構(gòu)造在高校語(yǔ)言教學(xué)中應(yīng)用非常廣泛。以往教師只能通過(guò)言語(yǔ)的講述、圖片的展示或錄像的收看來(lái)創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境,學(xué)生只能被動(dòng)地接受。個(gè)別情境老師描繪的和學(xué)生理解的可能相去甚遠(yuǎn)。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí),學(xué)生可以和國(guó)外友人親切交談,也可以感受美國(guó)總統(tǒng)競(jìng)選時(shí)演講的現(xiàn)場(chǎng)氣氛。這些場(chǎng)景都是常規(guī)課堂上所無(wú)法給予的。

2.2科學(xué)實(shí)驗(yàn)

高校一般在現(xiàn)有的條件下,許多實(shí)驗(yàn)是無(wú)法進(jìn)行的:

① 根本不可能做的實(shí)驗(yàn),如核反應(yīng)、地震波傳播、火山噴發(fā)等實(shí)驗(yàn)。

② 不能讓學(xué)生做的實(shí)驗(yàn),如涉及到放射性物質(zhì)或有毒物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。

③ 受實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)限制、實(shí)驗(yàn)成本昂貴而無(wú)法普及的實(shí)驗(yàn),如著名的“風(fēng)洞”實(shí)驗(yàn) (2009年Volvo公司僅對(duì)建于1986年的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行改造就花費(fèi)了2億元人民幣)。

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),在計(jì)算機(jī)上建立虛擬實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生可以走進(jìn)這個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)室,身臨其境般的操作虛擬儀器,結(jié)果可以通過(guò)儀表顯示身體的感受反饋給學(xué)生。這種實(shí)驗(yàn)既不消耗器材,也不受場(chǎng)地等外界條件限制,可重復(fù)操作,直至得出滿(mǎn)意結(jié)果,有效地解決實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)驗(yàn)效果之間的矛盾。

3目前高校教學(xué)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所存在的問(wèn)題及其解決方案

3.1高校教學(xué)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所存在的問(wèn)題

隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的高速發(fā)展,計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)憑借其獨(dú)特優(yōu)勢(shì),已逐漸被高校教學(xué)廣泛應(yīng)用,但與此同時(shí)也暴露出了諸多問(wèn)題。

(1) 計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)與高校教學(xué)實(shí)際需求脫節(jié)

目前的虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)設(shè)計(jì),多停留在設(shè)計(jì)人員和制作人員的主觀判斷和個(gè)人喜好上,沒(méi)有能夠深入到學(xué)生群體,對(duì)其知識(shí)結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)方法、興趣點(diǎn)等進(jìn)行深入調(diào)研。

(2) 開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng),使用周期短,項(xiàng)目不能及時(shí)應(yīng)用到高校教學(xué)中

計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)是一個(gè)大的工程,需要很多專(zhuān)業(yè)技術(shù)的整合。因此,其制作周期往往比較長(zhǎng)。

隨著知識(shí)更新和信息刷新速度的加快,出現(xiàn)了這樣的現(xiàn)象:一個(gè)教學(xué)系統(tǒng)在最需要它的時(shí)候,制作沒(méi)有完成;等制作完成了,它的很多內(nèi)容、數(shù)據(jù)已經(jīng)過(guò)時(shí)了,或者教授它的設(shè)備已經(jīng)換代了。這樣,由于開(kāi)發(fā)周期控制不好,就導(dǎo)致了人力和資源的浪費(fèi),導(dǎo)致本來(lái)很好的教學(xué)系統(tǒng)錯(cuò)過(guò)了發(fā)揮作用的時(shí)機(jī)。

(3) 開(kāi)發(fā)隊(duì)伍不完善,阻滯計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)在高校教學(xué)中的使用

高校目前的虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)制作中,開(kāi)發(fā)隊(duì)伍往往是由軟件設(shè)計(jì)編程人員組成,或由他們?yōu)橹黧w,而其他專(zhuān)業(yè)人員卻不完備。這些人員受工作特點(diǎn)影響,側(cè)重于用編程方式實(shí)現(xiàn)效果,在界面設(shè)計(jì)、圖像處理、模型建構(gòu)等諸多方面缺乏專(zhuān)業(yè)技能,導(dǎo)致開(kāi)發(fā)制作周期大幅度延長(zhǎng),同時(shí)為制作過(guò)程增加了很多不必要的困難。

3.2問(wèn)題的具體解決方案

針對(duì)上述問(wèn)題,我們可以從以下幾方面著手來(lái)解決:

(1) 充分調(diào)研,從學(xué)生角度進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)

充分的調(diào)研是項(xiàng)目成功的前提,開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)人員要深入到學(xué)生群體中,了解他們需要什么樣的教學(xué)系統(tǒng),主要包括:現(xiàn)有文化程度、曾經(jīng)用過(guò)什么學(xué)習(xí)系統(tǒng)、對(duì)哪些功能滿(mǎn)意或不滿(mǎn)意、希望有什么樣的學(xué)習(xí)過(guò)程、喜歡什么樣的交互方式等。通過(guò)一定的調(diào)查研究,就可以針對(duì)學(xué)生各方面特點(diǎn)對(duì)項(xiàng)目的整體形式、結(jié)構(gòu)和內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)。

(2) 模塊化設(shè)計(jì)、開(kāi)放性系統(tǒng)

虛擬現(xiàn)實(shí)本身特點(diǎn),導(dǎo)致其項(xiàng)目制作難度大、制作周期較長(zhǎng),這就要求設(shè)計(jì)人員要盡可能縮短制作周期、延長(zhǎng)使用周期?,F(xiàn)今知識(shí)的更新周期越來(lái)越短,要保證教學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)容能夠適時(shí)跟上知識(shí)的更替,就必須實(shí)行模塊化、開(kāi)放性系統(tǒng)制作思路。

模塊化就是將項(xiàng)目的各部分劃分為多級(jí)子模塊,將任務(wù)由整化零,分成各模塊并行完成,從而縮短制作周期;每一模塊自成整體,擁有統(tǒng)一規(guī)范的接口,方便今后根據(jù)需要對(duì)模塊進(jìn)行局部升級(jí),延長(zhǎng)其使用周期。

開(kāi)放性系統(tǒng)是指給用戶(hù)提供簡(jiǎn)單的更新功能,預(yù)留給教師專(zhuān)供今后更新的模塊,以便在一些可能會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)變化的地方,教師可以根據(jù)需要自行更新,同樣也延長(zhǎng)了項(xiàng)目的使用周期。

(3) 統(tǒng)籌規(guī)劃,建立完善的開(kāi)發(fā)思路和制作群體

在制作之初,就必須建立完備的制作群體。任命專(zhuān)門(mén)的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)制定完備的計(jì)劃,并在以后的項(xiàng)目制作過(guò)程中協(xié)調(diào)各專(zhuān)業(yè)制作人員;具有一批相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)家負(fù)責(zé)為項(xiàng)目設(shè)計(jì)情景和任務(wù);擁有一批滿(mǎn)足特殊要求的制作人員,以編程人員為主,再配備必要數(shù)目的動(dòng)畫(huà)、美工、音頻處理人員。這些人員要了解虛擬系統(tǒng)對(duì)各方面素材的特殊要求,各司其職,互相協(xié)同,互相交流,專(zhuān)業(yè)整合,發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢(shì)從而保障任務(wù)的順利完成。

4結(jié)束語(yǔ)

由于高校中虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)的實(shí)踐性和創(chuàng)造性,為學(xué)生提供了一個(gè)自主、交互和直觀的學(xué)習(xí)環(huán)境,為教學(xué)的創(chuàng)新提供了新的空間、平臺(tái)和可能性,豐富了教學(xué)的實(shí)踐形式和多樣性。我們相信,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與高校教學(xué)的不斷整合,必將更好地服務(wù)于教學(xué),使教學(xué)效果達(dá)到質(zhì)的飛躍,這將對(duì)高教事業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生積極而深遠(yuǎn)的影響。

參考文獻(xiàn):

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