VR+教育，創(chuàng)新的火花正在迸發(fā)

饒嚴(yán)斌

教學(xué)目標(biāo)

知識與能力：在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生親手DIY制作VR紙盒眼鏡，了解VR眼鏡的成像原理；同時(shí)利用VR紙盒眼鏡進(jìn)行初步的資源體驗(yàn)，感受VR技術(shù)的三個特點(diǎn)——沉浸感、交互性和想象力。

過程與方法：讓學(xué)生通過“動手動腦”相結(jié)合的自主探究，完成對VR成像原理知識的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和科學(xué)探索能力。

情感、態(tài)度與價(jià)值觀：學(xué)生通過親手制作VR紙盒眼鏡、分析討論VR成像原理，體會到動手實(shí)踐的快樂，激發(fā)科學(xué)興趣和求知欲。

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：VR紙盒眼鏡的制作方法、關(guān)于瞳距的基本常識。

教學(xué)難點(diǎn)：VR的成像原理。

教學(xué)方法

講授法、演示法、小組討論法、動手操作法。

教學(xué)過程

1. 復(fù)習(xí)回顧（8分鐘）

師：同學(xué)們，大家好！很高興又和大家見面了。在今天的新課開始時(shí)，我想先檢查一下，上次課回去之后大家有沒有完成我們第一講的“拓展思考”和“探究收獲”，有沒有人能回答我下面的兩道小問題？

（1）回顧第1講的“拓展思考”——VR視頻等于3D電影嗎？（3分鐘）

師：同學(xué)們回答得不錯，問題的答案當(dāng)然是“不等于”！重要的事情說三遍“No！No！No！”為什么呢？我們一起列個小表格對比一下吧！（PPT展示表格）

（2）回顧第1講的“探究收獲”——舉例說明VR技術(shù)最大的三個特點(diǎn)是什么。（5分鐘）

師：大家回顧一下上次我們觀看的VR應(yīng)用視頻片，是不是可以試著總結(jié)一下VR技術(shù)的三個特點(diǎn)呢？

第一個特點(diǎn)就是上次我們說的一個成語——“身臨其境”，它指的就是VR所具備的“沉浸感”。所謂“沉浸感”，就是指VR是現(xiàn)實(shí)或想象中事物的全方位的立體仿真。比如，我們看到視頻片中所展示的VR手術(shù)直播、房間設(shè)計(jì)、旅游景點(diǎn)等。

第二個特點(diǎn)是什么呢？剛才我們在比較3D電影和VR視頻時(shí)提到過。大家猜一猜？對了！就是VR可以互動，我們把這個叫做“交互性”。它可以讓人與虛擬出來的環(huán)境進(jìn)行互動。比如，我們可以利用手柄、數(shù)據(jù)背心、觸感槍等親身體驗(yàn)士兵們與敵人的戰(zhàn)斗。

第三個特點(diǎn)，同學(xué)們來看看這幅圖片（出示圖片），這幅圖片展示的是藝術(shù)家們在VR的Tilt Brush應(yīng)用中利用手柄進(jìn)行藝術(shù)創(chuàng)作、服裝設(shè)計(jì)。這說明VR能激發(fā)人的想象力。VR不僅僅是一個嶄新的演示形式，更是一個我們?nèi)祟愓J(rèn)識世界、認(rèn)知世界、改變世界，讓夢想插上騰飛翅膀的新工具和新途徑。

2. 導(dǎo)入新課（2分鐘）

師：下面我們進(jìn)入新課吧！大家看，今天小航的表哥答應(yīng)他要一起動手來DIY一套VR眼鏡，就是老師PPT上顯示的小紙盒（展示PPT）。表哥說只要自己拼裝好，配上手機(jī)后就能觀看VR影片。真的是這樣的嗎？難道小小紙盒可以神奇變身？

教師帶領(lǐng)學(xué)生拆封VR紙盒眼鏡套裝。

3. 新課講授（23分鐘）

（1）觀察VR鏡片（10分鐘）

師：大家知道嗎，VR眼鏡之所以能給使用者那么逼真、炫酷的視覺效果，一大功臣就是鏡片啦！然而，大家知道VR鏡片的工作原理嗎？我們先來好好觀察一下（播放PPT，顯示方法一、二）。

讓學(xué)生們按照方法提示觀察1分鐘，然后請2～3名同學(xué)講一講觀察的情況，總結(jié)VR鏡片的特點(diǎn)。

師：我們通過觀察，可以發(fā)現(xiàn)VR鏡片的特點(diǎn)就是“中央厚、邊緣薄”，能夠?qū)︼@示的圖像進(jìn)行放大。請各位同學(xué)動腦筋想一想，這樣的鏡片我們把它叫做凸透鏡，還是凹透鏡？

不要著急，我們一起來看看什么是凹透鏡、什么是凸透鏡，然后你再給老師答案。（展示PPT）

凸透鏡是根據(jù)光的折射原理制成的。凸透鏡是中央較厚，邊緣較薄的透鏡。凸透鏡分為雙凸、平凸和凹凸（或正彎月形）等形式，凸透鏡擁有放大作用。遠(yuǎn)視眼鏡是凸透鏡。凹透鏡亦稱為負(fù)球透鏡，鏡片的中央薄，邊緣厚，呈凹形，所以又叫凹透鏡。凹透鏡對光有發(fā)散作用。凹透鏡所成的像總是小于物體的直立的虛像。近視眼鏡是凹透鏡。

師：說到這里，同學(xué)們可以告訴老師VR鏡片是哪種鏡片吧？（學(xué)生齊聲回答）對了！凸透鏡。VR鏡片實(shí)際上是兩片特殊的凸透鏡。它和普通的凹透鏡當(dāng)然完全不同，但是和普通的凸透鏡有什么區(qū)別呢？請大家再仔細(xì)觀察。（播放PPT）

剛剛我們提到了透鏡的兩個表面至少是球面的一個部分。球面鏡可以理解為兩個表面是兩個球體的一部分，非球面鏡是兩個表面中的一個表面不是球體。一般普通的凸透鏡兩面都是球面。而在VR鏡片的研究領(lǐng)域，含有非球面鏡的鏡頭在邊沿的清晰度上有較大提高，并且在畸變控制上也有較大提高。所以，目前大多數(shù)VR鏡片采用的都是非球面凸透鏡。這就是VR鏡片和普通的凸透鏡的區(qū)別。（播放PPT）

（2）瞳距（8分鐘）

師：說完VR眼鏡的成像原理，我想有的同學(xué)會問：“老師，那如果是近視眼怎么辦？是戴著近視眼鏡看VR視頻嗎？”其實(shí)，目前市面上流行的VR眼鏡大多數(shù)都已經(jīng)能支撐600度以內(nèi)的近視眼人群觀看。盡管每個人的視力各不相同，但是只要在選擇VR眼鏡時(shí)或者是利用VR眼鏡觀看的過程中根據(jù)自己的瞳距進(jìn)行調(diào)整，那么完全就不必要戴著近視眼鏡觀看。所以接下來，我們來了解一下自己的瞳距吧！

瞳距，簡單說就是兩只眼睛瞳孔之間的距離。（播放PPT）我們知道，人的瞳距不是固定不變的，小孩的瞳距小，成人的瞳距大，而且隨著年齡的增加，一個人的瞳距也在發(fā)生變化，直至成年。那么，一般人的瞳距是多少呢？一般成年男性的瞳距在60mm～73mm之間，成年女性的瞳距在53mm～68mm之間。

下面，請大家跟著老師演示的簡便方法，測測自己大概的瞳距（和助教展示）。第一步：被測者眼睛望向正前方，在測量者的指揮下，用自己的兩手進(jìn)行測量；第二步：保持兩手間的間距不變，將兩手之間的間距定位在紙上；第三步：用直尺測量間距的距離，即可得出大概的瞳距。

（3）三維立體圖（5分鐘）

帶領(lǐng)學(xué)生完成研學(xué)手冊第8頁的“看一看、猜一猜”任務(wù)，了解眼睛的神奇功能，完成三維立體圖的觀察。

4. 實(shí)踐指導(dǎo)（10分鐘）

師：請大家跟著老師的演示開始DIY自己的VR紙盒眼鏡吧！（完成制作后，如果還有時(shí)間，可以在助教的幫助下讓學(xué)生分組體驗(yàn)VR手機(jī)視頻。）

5. 課堂總結(jié)（1分鐘）

簡要總結(jié)今天的所學(xué)內(nèi)容，主要把VR鏡片實(shí)際上是兩片凸透鏡以及它的成像原理再帶領(lǐng)學(xué)生回顧一遍。

6. 課后作業(yè)（1分鐘）

（1）要求學(xué)生完成課堂上沒有完成的探究任務(wù)（練習(xí)），下次課檢查。

（2）提醒學(xué)生下次課帶好自制的VR眼鏡。

（作者單位：北京慈航教育科技股份有限公司 北京市西城區(qū)白紙坊小學(xué)）