基于VR技術(shù)的小學(xué)科學(xué)教學(xué)探析

【摘 要】VR+教學(xué)是新時代教育技術(shù)發(fā)展的重大飛躍，也是實現(xiàn)教育現(xiàn)代化、落實新課程改革的重要方式。VR技術(shù)在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的有效應(yīng)用，變抽象知識為形象，促進學(xué)生更好的學(xué)習(xí)，理解，提高了教學(xué)效益。本文結(jié)合一次外出學(xué)習(xí)聽課所得，對VR技術(shù)在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用策略進行了探析。

【關(guān)鍵詞】VR技術(shù);小學(xué)科學(xué);教學(xué)應(yīng)用

VR是Virtual Reality的英文縮寫，也就是我們常說的虛擬現(xiàn)實。它是在計算機軟硬件技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感技術(shù)、機器人技術(shù)和人工智能技術(shù)的支持下產(chǎn)生的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。它是多媒體技術(shù)的應(yīng)用升級，當人們戴上3D立體眼鏡和數(shù)據(jù)手套時，所面對的是一個全新的三維模擬現(xiàn)實的新世界，人們仿佛能夠看到、聽到、聞到、感覺到新的世界，并且能夠通過相應(yīng)設(shè)備實現(xiàn)實時的信息交互。當前，VR技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用在教育教學(xué)領(lǐng)域，并且取得了很好的教學(xué)效果。在小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)中，VR技術(shù)可以把科學(xué)知識、科學(xué)實驗、科學(xué)探索等立體、直觀地展現(xiàn)出來，幫助學(xué)生進行認知、理解和體驗，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，提升了科學(xué)教學(xué)效果。

一、運用VR進行新課導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

新課導(dǎo)入一直都是教學(xué)環(huán)節(jié)中非常重要的。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，良好的新課導(dǎo)入對于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有著很好的促進作用。傳統(tǒng)的新課導(dǎo)入中，教師一般會通過口頭講述、多媒體圖片展示、多媒體視頻展示等方式進行新課導(dǎo)入，這些新課導(dǎo)入效果雖然起到了一定的作用，但是卻不能讓學(xué)生身臨其境地體驗相關(guān)科學(xué)知識。VR虛擬現(xiàn)實的應(yīng)用為科學(xué)課程新課導(dǎo)入提供了更多的可能，教師可以運用3D模擬影像系統(tǒng)和影像資源、VR教學(xué)模擬器、VR問答系統(tǒng)等進行新課導(dǎo)入，教師可以根據(jù)科學(xué)課程內(nèi)容引入相關(guān)資源，在讓學(xué)生利用VR系統(tǒng)體驗之后、運用VR系統(tǒng)完成相關(guān)簡單的練習(xí)，進而提升新課導(dǎo)入效果。

例如，在教學(xué)《天氣》時，教師可以將與天氣相關(guān)的各類資源導(dǎo)入到3D模擬影像系統(tǒng)、VR教學(xué)模擬器中，讓學(xué)生利用3D頭戴設(shè)備等感受哈爾濱的冰天雪地情境、上海陰雨綿綿情境、三亞陽光明媚溫暖的情境，之后再將本地前一周天氣的情況模擬成3D影像，讓學(xué)生繼續(xù)感受本地一周天氣的狀況;同時，教師還可以將氣溫、風力、風向、降水、云量等數(shù)據(jù)模擬成具體的3D影像，讓學(xué)生立體地感受有關(guān)天氣的各類數(shù)據(jù)。通過這樣的方式進行新課導(dǎo)入教學(xué)，能夠讓學(xué)生身臨其境地感受天氣情境，更好地了解與天氣相關(guān)的各類數(shù)據(jù)，從而提升本課的導(dǎo)入效果，為繼續(xù)教學(xué)做好充分準備。

二、運用VR開展情境教學(xué)，增強學(xué)生學(xué)習(xí)體驗

VR具有創(chuàng)建可視化虛擬環(huán)境，借助相關(guān)環(huán)境下的具象，提升臨境真實感受的能力。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師可結(jié)合課程需要，應(yīng)用VR技術(shù)給學(xué)生帶來真實的學(xué)習(xí)情境，從而有效吸引學(xué)生的注意力，提升學(xué)生對課程活動的參與率。在這樣的可視化虛擬環(huán)境中，學(xué)生有所發(fā)現(xiàn)，深入理解，增強了學(xué)習(xí)體驗。

例如，在教學(xué)《食物鏈和食物網(wǎng)》時，教師引入VR技術(shù)，當學(xué)生戴上VR眼鏡時，他們可以立刻置身于驚險刺激的海洋生物捕食現(xiàn)場：大片大片的硅藻自在地在他們眼前飄蕩，突然出現(xiàn)了一只磷蝦，正在大口大口地想把吃硅藻掉。這一切場景是那么的真實，以至于不少學(xué)生下意識地伸手去要抓磷蝦，但是，就在他們伸手的同時，一條鱈魚沖了過來，一口就將磷蝦吃進了肚子。戴上VR眼鏡的學(xué)生被眼前的一切震撼了，課堂上不禁“哇”聲一片，學(xué)生們激動不已。其實，許多教學(xué)環(huán)節(jié)到不了的太空、下不去的海底，感受不到的時空變化……都可以通過VR設(shè)備，讓學(xué)生去體驗。他們甚至能像鳥一樣飛翔到天空，像宇宙飛船一樣遨游至太空，去探索太陽系八大行星，瞧一瞧它們與太陽的距離，它們的大小，排列等。有了VR的課堂可以變得更加靈動，學(xué)習(xí)變得更加有價值，更重要的是，有了體驗，就容易理解科學(xué)知識了。

三、運用VR模擬課外探索，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果

小學(xué)科學(xué)學(xué)科包含了物理、化學(xué)、生物和自然地理等初中學(xué)科的基礎(chǔ)入門知識，不僅包含有相關(guān)的理論知識，還有很多科學(xué)探索內(nèi)容，這些科學(xué)探索內(nèi)容往往需要去野外探索，同時還可能會存在一些未知的風險，所以導(dǎo)致這類教學(xué)活動很難開展，只能通過多媒體系統(tǒng)展示圖片和視頻。但是，這種教學(xué)方式會使學(xué)生無法真切體會課外探索的樂趣，不能通過課外探索獲取課本上沒有的知識。VR虛擬現(xiàn)實的應(yīng)用能夠解決這些問題，教師可以運用虛擬現(xiàn)實模擬課外探索，讓學(xué)生通過3D虛擬影像置身于自然環(huán)境中，在這些“自然環(huán)境”中去觀察、探索和認知。

例如，在教學(xué)《在星空中（一）（二）》時，由于這類課程受到時空的限制，很難開展課外探索，所以教師可以利用虛擬現(xiàn)實模擬星空夜景，指導(dǎo)學(xué)生頭戴VR眼鏡去觀察不同季節(jié)的星空，尋找北極星等天體，從而獲得更加立體、真實的認知。在教學(xué)《為什么一年有四季》時，教師同樣可以運用虛擬現(xiàn)實3D模擬系統(tǒng)模擬四季的自然現(xiàn)象、模擬四季成因等，讓學(xué)生真切感知到春季時的鳥語花香，夏季時的知了聲聲，秋季時的碩果累累，冬季時的白雪飄飄等，更好認識由于太陽直射角度的變化引起的四季變化，提高探索的效果。

總之，要實現(xiàn)VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的有效應(yīng)用，教師應(yīng)該根據(jù)小學(xué)科學(xué)課程內(nèi)容、教學(xué)目標等，科學(xué)合理地運用。此外，教師還要通過搜集引入虛擬現(xiàn)實教學(xué)資源，運用虛擬現(xiàn)實開展實驗教學(xué)，運用虛擬現(xiàn)實拓展科學(xué)知識，更好地提高VR虛擬現(xiàn)實運用到小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的效果。

參考文獻：

[1]許亞椿，高翔.VR技術(shù)在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究評述[J].教育與裝備研究，2019（8）.

作者簡介：孫海清，男，江蘇徐州人，徐州市云興小學(xué)，中小學(xué)一級教師。