跨学科虚拟现实教学：Jeffrey Vadala教授的创新课程

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在宾夕法尼亚大学（2024USNews美国大学排名：6）的“创造虚拟世界”课程中，Jeffrey Vadala教授通过多学科的教学方法，带领学生们深入探索虚拟现实的世界。课程内容涵盖了人类学、考古学、心理学、神经科学和哲学等多个领域，学生们不仅学习了虚拟现实文化的案例研究，还掌握了Unreal Engine和Unity等图形技术的技能。Vadala教授的研究兴趣可以追溯到2005年，当时他在玛雅遗址进行空间分析，并使用虚幻引擎重建古代玛雅人的生活场景。后来，他利用虚拟现实重建了弗吉尼亚北部的一个种植园遗址和阿兹特克首都特诺奇蒂特兰。来到宾夕法尼亚大学后，他开始探索虚拟现实在神经科学研究中的应用，研究建筑空间如何影响人类的感知、体验和认知。学生们的最终项目包括一个护士休息室、费城唐人街的历史记忆空间、模拟太平洋垃圾带的环境、探索动物伴侣减轻焦虑的空间等。Vadala教授认为，现在是进入虚拟现实领域的最佳时机，学生们的项目不仅有助于学术研究，还能在职业生涯中受益。

Jeffrey Vadala的跨学科教学方法

Jeffrey Vadala教授的教学方法独特且富有创新性，他将多个学科的知识融入到虚拟现实的教学中。这种跨学科的方法不仅丰富了学生的学习体验，还为他们提供了多角度思考问题的能力。在他的课程中，学生们不仅学习了虚拟现实技术的基本操作，还通过人类学和考古学的视角，了解了虚拟现实在文化和历史重建中的应用。例如，Vadala教授曾利用虚拟现实技术重建了古代玛雅人的生活场景，这不仅为考古学研究提供了新的工具，也为学生们展示了虚拟现实技术的广泛应用。

Unreal Engine和Unity在创建虚拟空间中的应用

在虚拟现实技术的教学中，Unreal Engine和Unity是两款重要的图形引擎。Epic Games的CEO蒂姆·斯威尼曾表示，在我们有生之年，计算机将能够实时生成与现实完全无法区分的图像。Unreal Engine不仅用于视频游戏，还广泛应用于电影、建筑、军事模拟和元宇宙建设。Quixel公司通过扫描自然和人造环境来创建数字资产，这些资产被用于视频游戏、电影和电视节目中。例如，《巴比》、《蝙蝠侠》和《曼达洛人》等作品都使用了Unreal Engine创建虚拟场景。虚拟制作技术在电影和电视行业的应用越来越广泛，其优势包括成本效益、安全性和天气控制等方面。然而，在模拟现实世界时，虚拟制作技术仍面临许多挑战，如流体动力学、布料和人类动作的模拟。

虚拟现实在神经科学研究中的应用

虚拟现实技术在神经科学研究中的应用也越来越广泛。研究人员开发了一种名为WAVE的突破性虚拟现实技术，以增强舞蹈编排的学习。这种技术使用波浪状的模型舞者可视化，使学习者能够在没有事先排练的情况下预见和执行舞蹈动作。这种方法在虚拟现实中教授复杂、流畅的舞蹈动作（如现代舞）方面显示出很大潜力。WAVE技术允许舞者以波浪状序列看到即将到来的动作，从而改善实时编舞学习。尽管该技术在较慢节奏的舞蹈风格中已被证明有效，但在更快的动作和多样化的舞蹈风格中仍需进一步改进。

虚拟现实项目对学生学术和职业发展的影响

虚拟现实项目对学生的学术和职业发展有着深远的影响。研究表明，将沉浸式技术（如虚拟现实和增强现实）整合到STEM（科学、技术、工程、数学）教育中，可以显著提高学生的表现和参与度。通过在Scopus和Web of Science数据库中进行详细搜索，研究人员识别出2002年至2023年间发表的相关同行评审期刊文章。研究发现，AR是研究最多的技术，其次是VR。大多数研究报告了对学生参与度和表现的积极影响，尽管增加的有效性较少被观察到。相当一部分研究专门调查了表现和参与度的结合，强调了沉浸式技术在教育中的多方面好处。

结论

综上所述，Jeffrey Vadala教授在宾夕法尼亚大学的“创造虚拟世界”课程，通过跨学科的教学方法，带领学生们深入探索虚拟现实的世界。Unreal Engine和Unity等图形技术在创建虚拟空间中的应用，为学生们提供了丰富的学习资源和实践机会。虚拟现实技术在神经科学研究中的应用，展示了其在教育和研究中的巨大潜力。虚拟现实项目对学生的学术和职业发展有着深远的影响，沉浸式技术在STEM教育中的整合，显著提高了学生的表现和参与度。现在是进入虚拟现实领域的最佳时机，学生们的项目不仅有助于学术研究，还能在职业生涯中受益。通过不断探索和创新，虚拟现实技术将继续在教育、研究和职业发展中发挥重要作用。