VR技術在中職生物教學中的應用

曹方

摘 要：隨著我國的教育教學體制不斷改革，對中職生物教學提出了更高的要求。一方面，教師要傳授給學生基礎的生物知識，提升學生的生物文化素養；另一方面，教師要采用高效的教學方法，不斷提高生物教學效率。為了實現上述目標，教師可以應用VR技術。文章將具體探討VR技術的內涵、傳統中職生物教學的不足之處及應對舉措，希望能為相關人士提供一些參考。

在中職教育體系中，生物課程占據著非常重要的位置。為了深化學生對生物知識的了解，教師可以應用VR技術，實現抽象知識的具象化轉化。

一、VR概述

1.內涵

所謂VR技術，就是虛擬現實技術。經濟社會不斷發展，網絡信息技術水平不斷提升。虛擬現實技術是網絡信息技術發展的產物，以互聯網作為依托，可以對虛擬世界進行模仿，帶給體驗者如臨其境的感受[1]。在虛擬現實技術的作用下，三維動態視景形成，體驗者能完全進入虛擬環境之中，感受主體與客體的交互。虛擬現實技術是美國學者最先研制成功的，這一技術與計算機仿真技術、傳感器技術等密切相關，可以建構出虛擬的信息環境，豐富用戶的情感體驗。虛擬現實技術改變了現實環境，使現實世界和虛擬世界融合在一起。就目前來看，虛擬現實技術已經被廣泛應用在各個領域，如計算機領域、經濟領域、軍事領域等。來自不同區域的參與者可以進入一個共享空間，在共享空間中進行交流和互通。虛擬現實技術呈現了若干虛擬對象，參與者可以對虛擬對象進行客觀評價，實現對象設計的優化。

2.虛擬現實技術與教育的融合

隨著時代的不斷更迭，虛擬現實技術和教育領域的融合越來越緊密，更多教育學家將虛擬現實技術應用在學習環境的創設上，對傳統教學課堂進行了重構。虛擬現實技術的教育應用如下所示：第一，虛擬現實技術能夠創設具體的教學情境。第二，虛擬現實技術能容納學習者的技能實訓。第三，虛擬現實技術支持各類語言的學習。第四，虛擬現實技術對特殊教育具有突出的裨益作用。在未應用虛擬現實技術之前，學習者的感官能力發展受到限制；在應用虛擬現實技術之后，學習者的感官能力得到發展，身心感受被聯結在一起。技術是社會發展的動力支持，在未來虛擬現實技術的潛能將得到更好開發。為了提升教育的技術附加值，教師可以把握虛擬現實技術的內涵，發揮虛擬現實技術的優勢。

3.技術平臺和發展前景

虛擬現實技術以互聯網作為基礎，計算機成為虛擬現實技術的重要平臺。在信息技術發展之初，信息處理環境并未得到優化，人們需要適應計算機的發展，與計算機達到工作上的同頻。在現代技術理念的影響下，計算機的適應性得到增強，人類可以參與到信息處理環節，獲得身臨其境的體驗。信息處理系統建立在多維數字空間之中，而多位數字空間的構建就以虛擬現實技術作為核心。

我國推行社會主義市場經濟體制，社會主義市場經濟體制具有極強的自發性。企業以實現經濟效益的最大化作為目標，彼此之間的競爭日趨激烈。國內智能手機企業越來越多，很多企業都將著眼點放在虛擬現實技術上，將手機生產和VR技術聯系在了一起，推出了現代化的VR設備。在將虛擬現實技術應用到教育領域的過程中，也應該關注虛擬現實技術的發展前景，發揮現代設備的重要價值。

二、當前中職學校生物教學的不足之處

1.理論脫離實際

對中職生物知識進行分析，可以發現一切生物知識都是從現實生活中生發而來的，以生活實踐作為基礎[2]。如果脫離實踐，中職生物知識就會成為無本之木。因此，在實際教學過程中，教師應該引領學生分析理論與實踐的關系，讓學生在生活中發現生物知識、認識生物知識、應用生物知識。很多教師忽視了學生的學習特點，在學生還沒有充分理解基礎知識、脫離現實生活的情況下，讓學生展開想象，進行自主創新，致使學生的學習能力無法得到提升，中職生物教學陷入困境。

2.教學觀念滯后

教師是學生的引導者，在學生的學習過程中起著至為關鍵的作用。在教學體制改革的背景下，中職生物課程面臨一些變化，教師需要尊重學生的主體地位，為學生提供適時引導。學生的成長環境不同，學習方法迥異，教師在教學過程中需要秉持因材施教的原則，采取差異化的教學方法。長期以來，我國推行應試教育，很多教師被束縛在傳統教學體系的桎梏下，忽視了學生的學習需求。部分教師以自我為中心展開授課，極大壓抑了學生的學習積極性，影響了中職生物教學水平的提升。

3.教學手段落后

應試教育存在極大弊端，為了彌補應試教育的不足，我國推行教育體制改革，促進了教育行業的發展。網絡信息技術飛速發展，其與教育領域的融合更加緊密。虛擬現實技術的應用越來越廣泛，對課堂教學有著重要的裨益作用，滿足了教學體制改革的要求。值得注意的是，很多年長教師沒有對現代教育技術進行學習，仍然采用口傳身授的教學方法。這些教師沒有應用虛擬現實技術等創設教學情境，僅是在課堂上對學生進行理論灌輸，使學生逐漸失去學習興趣，甚至對中職生物課堂產生抗拒心理。

4.教學內容失衡

中職生物具有綜合性的特征，教師不僅要對學生進行理論講解，還要引導學生進行實際訓練。很多教師偏重理論課程，認為理論知識的學習最為重要，可以提升學生的試卷成績，因此在實際教學過程中忽視實驗教學，割裂了理論知識與生物實驗的關系。由于教學內容失衡、理論教學和實踐教學比例失調，學生并不能獲得全面發展，核心素養教育的目的也無法實現。

三、將VR技術應用在中職生物課堂中的必要性

1.深化理論認知

將虛擬現實技術應用在中職生物課堂，可以深化學生對知識的認知。很多生物知識都具有抽象性特征，學生在理解知識時會遇到很大阻礙。中職學生的學習能力相對薄弱，難以辨認教學重點，對教師傳授的重點知識進行自主吸收。為了加深學生對中職生物理論知識的理解，教師可以引入虛擬現實技術，讓學生在具象事物中認識生物知識。虛擬世界對學生來說有著很強的吸引力，可以調動學生的學習興趣。學生在認識圖像時會增強自己的感受性和模仿性，對理論知識進行自主吸收。長期以來，中職生物教學都是以課堂作為主要陣地，這會加大學生的心理壓力，甚至會對生物學習產生厭倦心理[3]。虛擬現實技術豐富了生物課堂的內容，緩解了學生的學習壓力，使學生收獲了事半功倍的學習效果。

2.提高教學效率

將虛擬現實技術應用在中職生物課堂，可以激發學生對學習的興趣。興趣是最好的老師，只有激發學生的學習興趣，才能讓學生真正投入生物課堂之中。傳統教學模式以口傳身授的理論灌輸為主，壓抑了學生的學習興趣，阻礙了學生學習能力的提升。虛擬現實技術彌補了傳統教學模式的不足，充分調動了學生的自主學習積極性。生物知識與現實生活相連，虛擬現實技術將理論知識和學生的生活實際聯系在一起，達到了化抽象為具體的目的。同時，虛擬現實技術明確了課程的學習重點和學習難點，達到了化復雜為簡單的目的。從這個角度來看，在中職生物課堂中應用虛擬現實技術，可以激發學生的學習興趣，提升中職生物的教學效果。

四、將VR技術應用在中職生物課堂的重要舉措

1.進行虛擬演練

生物具有綜合性特征，教師不僅要傳授給學生基礎的理論知識，還要引導學生進行實驗，讓學生在實驗中檢驗生物知識的正確性。在教學過程中，教師可以應用虛擬現實技術，模擬真實的實驗環境。虛擬實驗環境的創設離不開以下幾個要素：第一是實驗工具，第二是實驗資料，第三是實驗單元，第四是實驗流程。為了讓學生獲得更好的實驗體驗，教師應該采用半真實半虛擬的方式，引入實物模型，讓學生應用實物模型進行實驗。在正式開展虛擬實驗之前，教師應該對實驗數據進行采集，建構生物實驗模型，并對各項參數進行設置，形成虛擬化的實驗環境。在正式進行實驗時，教師應該引導學生進入虛擬器材庫，對實驗儀器進行選擇，自主配備試劑等，同時調整參數獲得不同的實驗結果。以解剖實驗為例，學生可以挑選合理的實驗設備，對人體皮膚表層進行解剖，觀察肌肉和骨骼。隨著實驗的不斷推進，學生可以選擇放大功能來細致觀察人體結構、細胞等。在虛擬現實技術的作用下，學生不僅可以看到心房心室的構造，還能聽見血液流動的聲音。

2.應用VR軟件

虛擬現實技術在教育領域中的應用越來越廣泛，催生了一系列虛擬現實教育軟件，教師可以發揮軟件的作用，對生物教學情境進行模擬。虛擬現實技術打破了時間和空間的限制，中職生物教學不僅局限在課堂，還可以擴展到學生的日常生活中。在布置課后作業時，教師可以利用虛擬實驗室軟件，讓學生在具體指導下自主設計實驗、完成實驗。虛擬實驗不僅能加深學生對生物理論知識的認識，還能培養學生的自主實踐意識，促進學生的全面發展，因此教師應該充分發揮虛擬現實技術的重要價值。以減數分裂實驗為例，減數分裂這一教學內容具有抽象性特征，學生只有對蝗蟲精母細胞的減數分裂過程進行觀察，才能充分理解減數分裂的內涵。虛擬實驗室模擬了精子的形成過程，教師可以布置實驗任務，讓學生對減數分裂的階段性特征進行分析，從而幫助學生發現規律。

3.利用VR設備

在虛擬現實技術的助力下，各種VR設備出現，改變了人們的生活方式和娛樂方式，也改變了學習者的學習方式。中職生物教材的很多場景無法再見，學生的認知結構建構會面臨阻礙。當遇到這種情況時，教師可以充分發揮虛擬現實技術設備的作用，讓學生穿上數據衣，戴上數據手套，感受真實環境。以人類與環境的關系為例，教師在講解這一部分內容時，可以帶領學生進入虛擬自然世界之中，如原始社會、農耕社會、工業社會等，讓學生把握時代的變化。

綜上所述，在教學體制改革的背景下，傳統中職生物教學方法逐漸落后于時代發展的潮流。為了提高教學效率，教師應該發揮虛擬現實技術的重要價值。

參考文獻：

[1]顧鳳梅.基于VR技術的生物課堂演示實驗教學模式的構建[J].寧波教育學院學報，2011（5）：138-140.

[2]平 瑞，胡 斌，牛永斌.基于VR-GIS的塔中地區油氣勘探與生物遺跡地質信息系統框架設計[J].河南理工大學學報（自然科學版），2007（4）：382-384.

[3]李春海，鄭潮順，陳建宇，等.在體脊柱側凸VR模型構建方法及其臨床意義[J].中國骨與關節損傷雜志，2017（7）：748-749.