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感受脚下的震颤或观看海底裂开:虚拟现实技术将地理课程带入生活

技术工程 2022-04-03 21:54:18

Feel tremors under your feet or watch an ocean bed split open: VR tech brings geography lessons to life虚拟现实技术为学习体验增添了一丝真实感,让学生沉浸在地球过程的各种场景中,如果没有第一手经验,这些场景很难想象。相信它:新加坡国立大学当你听到地震发生的消息时,你正站在一所公寓里。突然,你感觉到自己的身体在摇摆,地面开始震动,震动的强度越来越大,直到墙上的架子和桌子上的东西都掉了下来。这种情况持续了10秒钟,震耳欲聋,你有一种强烈的冲动想蹲下来藏起来。然后,就像它们来得一样快,震动逐渐消失。

摘下你的耳机,你混乱的环境消散了,你发现自己回到了新加坡国立大学安全稳定的地面上——谢天谢地。

通过使用虚拟现实(VR)技术和振动平台,也称为摇板,学生们很快不仅可以通过幻灯片了解地震,还可以体验地震。

新加坡地理系副教授陈峰杰说,这对新加坡的学生来说尤其令人大开眼界,因为新加坡不存在地震。

Feel tremors under your feet or watch an ocean bed split open: VR tech brings geography lessons to life模拟场景包括从室外环境看到的大地震。鸣谢:新加坡国立大学新加坡位于环太平洋火山带之外,因此没有地震和火山爆发等自然灾害,新加坡国立大学的本科生现在可以通过学习创新基金(LIF-T)支持的项目直接体验地震。

基于虚拟现实的学习环境不仅填补了地震教育中实地工作有限的空白,还模拟了导致地震的地球过程,如板块构造运动。

“野外工作包括访问特定的地点,但你能看到的最好的东西是地表的裂缝、断层线或火山。因此,有一些地震的迹象,但它是静止的,因为,当然,当地面震动时,你不会想在那里,”冯教授说。

但他说,达到这一步并不容易,由于供应链中断,新冠肺炎将该项目推迟了近一年。

该团队还必须克服另一个障碍——创造他们,在某些情况下,全人类,都没有亲眼目睹的虚拟场景。

Feel tremors under your feet or watch an ocean bed split open: VR tech brings geography lessons to life虚拟现实技术描绘了一个分离的板块边界场景,让学生们可以近距离见证地球的变化过程。鸣谢:新加坡国立大学如何摇动:重现看不见的事件

作为一名台湾人,冯教授经历过几次地震,最近一次是去年12月,当时他正在台湾度假,在一次与同事的紧急会议上,他抓住桌子长达10秒钟。

虽然他知道地震是如何发生的,但他没有见过数百万年前发生的或者发生在人类无法到达的地方的许多地球过程。

以大洋中脊的形成为例。它们出现在水下深处的不同板块边界,在那里构造板块分开,创造了新的海底。随着板块分离,地球内部的熔融岩石上升到海底,产生火山爆发,进而引发地震。

在虚拟现实中表现深水中的分歧板块边界具有挑战性,因为“没有人在现实中真正看到过这一点,所以我们不得不根据出版的材料想象它们的样子,”他说,并补充说,该团队就如何描绘这一现象进行了多次讨论,以促进学习地震概念。最终,他们决定模仿潜水到海底的体验。

还有一个问题是确保领域知识专家——新加坡国立大学团队——和图形设计人员相互理解。这需要在过程中进行各种各样的修改,以确保描述准确且引人入胜。

技术强化学习:教育的未来

这个项目是冯教授第一次涉及虚拟现实,但他很快就学会了诀窍。通过LIF-T赠款,他与新加坡国立大学IT部门的高级经理John Yap取得了联系,他不仅在虚拟现实的技术问题上帮助了他,还就潜在的陷阱向他提供了建议。这些风险包括如果节目超过三分钟,学生可能会注意力不集中,感觉不舒服,或者感到眩晕。

他还联系了机械工程的Marcelo教授和Lee博士,他们在系统集成方面提供了帮助,尤其是提供感知反馈的VR同步和提供物理反馈的振动板。现在,随着这些障碍的跨越和系统的建立,该团队将很快在学生身上测试该系统,以评估虚拟现实环境在改善学习方面的有效性。

虽然还没有扩展项目的具体计划,但该团队已经有了一些创建新场景的初步想法。它们包括模拟自然灾害,如海啸后的地震,或者自然灾害如何影响建筑环境

虽然这样的VR环境不会完全取代幻灯片,但肯定会让学习变得更加身临其境。

“我们的最终目标是增强学生在课堂上的体验,为地球科学概念添加一点现实主义色彩,这些概念有时很难想象,尤其是当它们发生在数百万年之后。我们把它压缩到几秒钟内,”他说。

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