手機VR眼鏡在中學生物教學中的應用

周榮莉 段瑩晶 范麗仙 王重力

摘要 以手機VR眼鏡作為實現虛擬現實技術的工具，簡要介紹其使用方法及在中學生物教學中的應用，綜合了VR生物教學資源信息，并論述了手機VR眼鏡在中學生物教學中的重要意義。

關鍵詞 手機VR眼鏡 生物教學 課程資源

中圖分類號C633.91

文獻標志碼B

在中學生物教學中存在大量微觀、抽象的立體模型結構，如DNA雙螺旋結構、蛋白質結構、人體各部分結構，但這些結構通常以二維平面圖的形式在課本中呈現，其抽象性的特點給學生的理解造成了很大的障礙，無法調動學生的思維與感覺器官。VR技術作為虛擬現實技術的工具，其具有交互性、沉浸感和構想性等特征，所傳遞的信息不僅僅是圖像、聲音、文本的簡單組合，而是一種“擬真”的聲像信息、觸覺信息和運動感知的統一，可以將二維平面教學內容轉變為三維立體交互，充分調動學習者的思維和感覺器官，改變傳統教學枯燥、生硬、被動的現狀。VR技術所帶來的“身臨其境”的感覺與建構主義理論中的“情境”要素不謀而合。手機VR眼鏡使用便捷、價格優惠，教師將其運用于教學中，可以有效提高教學效率。

1 手機VR眼鏡及其使用

1.1 手機VR眼鏡簡介

VR是虛擬現實技術（Virtual Reality）的簡稱，VR眼鏡即虛擬現實頭戴式顯示設備，分為外接式頭顯設備、一體式頭顯設備、移動端頭顯設備三類。手機VR眼鏡則是移動端頭顯設備。

手機VR眼鏡特有的頭盔或護目鏡似的外觀切斷了觀看者與外在世界的聯系，從而呈現出圍繞觀看者展開的虛擬世界。其原理是在佩戴頭戴式顯示設備時，通過雙眼正視差在腦海中產生向手機屏幕后延伸的縱深感與立體感，并結合仿真技術與多種計算機技術、網絡技術創造出的一種嶄新的人機交互方式，將人對外界的視覺、聽覺封閉，引導用戶產生一種身在虛擬環境中的感覺。

1.2 手機VR眼鏡的使用方法

VR教學資源主要有視頻及應用軟件。用戶可以通過轉動頭部、移動身體等肢體行為來360。的觀看視頻，交互方式有藍牙手柄及虛擬光標兩種。VR應用軟件不僅可以實現場景的360。的觀看，更重要的是可以控制場景的變化，如拖動物體等。下面主要介紹用手機VR眼鏡的觀看VR視頻的操作。

1.2.1 下載VR視頻播放軟件

首先在手機上下載安裝VR視頻播放軟件，如橙子VR、暴風魔鏡VR等。

1.2.2 設置

打開所下載的視頻播放軟件，點擊“我的”找到設備，設置自己的VR設備，在本地視頻中找到下載的VR視頻，點開時視頻視角為原圖，選擇360切換，此時視角從原片向360轉變，屏幕分立。

1.2.3 安裝調節

VR手機眼鏡有安裝手機的卡槽，將手機安裝到卡槽中，適配3.5-6.0英寸屏主流智能手機。通過頂部旋鈕：調節焦距與瞳距，使視野清晰。

1.2.4 控制

VR手機眼鏡的控制方法有藍牙手柄及虛擬光標兩種。藍牙手柄是使用搖桿移動和扳機鍵進行挑選操作及確定;目前市面上VR眼鏡的視頻應用軟件都有自帶的頭控功能，這種功能就是為了防止手柄丟失或找不到時方便控制手機而使用的功能。打開APP的頭控功能屏幕的中央就會發現一個虛擬光標，通過轉動頭部來控制虛擬的移動，選擇內容時只需要將虛擬光標移動到選項上并停留數秒，系統就會自動判定點擊進入這個選項內。

2 VR生物教學資源的準備

VR生物教學資源目前可通過以下兩種方式獲取：VR視頻網站、手機VR應用軟件。

2.1 VR視頻網站

VR技術在生物教學中的應用是全球化的，相應的教學資源在國內與國外的網站內均可搜索。國內可利用百度搜索引擎輸入關鍵詞“VR生物視頻”，國外則可用Google或“必應”國際版中輸入關鍵詞“VR biology”，均能檢索出大量VR生物教學資源。除通過搜索引擎獲取資源以外，也能通過專業的VR教學資源網站（表1）下載，如國內的萌科VR教育網站（ http：//www.gkk.cn/）免費提供基礎教育各科目的VR課件;國外的Designmate網站（https：//www.design-mate.com/）提供與人體、基因、蛋白質等有關的生物學VR視頻及軟件。若搜索到的教學資源無法下載，也可采用錄屏軟件錄制后使用，但錄制的資源無法提供交互式的體驗，僅作為視頻觀看。

2.2 手機VR應用軟件

VR視頻播放軟件及特定的生物教學App內均有部分VR生物教學資源，可利用手機軟件商店搜索相應的VR應用軟件，安裝后在應用軟件內檢索下載。如橘子VR中有名為“人體的秘密”“生物課也可以如此有趣”等視頻資源;蘋果手機應用商店中名為NAMOO的VR軟件內有與植物生活相關的教學資源，集教、學、玩為一體，可應用于初中生物的教學。

3 手機VR眼鏡在中學生物教學中的應用及其意義

3.1 手機VR眼鏡在中學生物教學中的應用

3.1.1 微觀知識教學中的應用

生物學作為一門研究生物結構、生理行為、遺傳發育等內容的學科，具有許多對微觀世界的探索，因其復雜、抽象且沒有直接經驗支撐而成為教學難點，如分子與細胞水平的內容、遺傳表達的內容等。針對此類教學難點，手機VR眼鏡應用其中能幫助學生直觀地感受微觀世界，將抽象內容形象化，在頭腦中形成相應知識的立體模型，從而易化難點。

3.1.2 科學實驗教學中的應用

中學生物學注重對學生科學思維與科學探究能力的培養，因此科學實驗是生物教學過程中必不可少的環節。傳統的實驗教學通常以教師為中心，采用在講臺上進行實驗演示或多媒體播放實驗演示視頻的方式。前者需要教師攜帶大量實驗用具到教室，且因難以操作只能演示一遍，學生無法重復觀看;后者學生雖可重復觀看，但無法真正觀察實驗現象，對學生的吸引力及感知度都有所下降。在科學實驗教學中應用手機VR眼鏡，可做到以實驗本身為中心來突破傳統實驗教學的缺陷，發揮學生的主體作用，讓學生直接感知實驗過程，增加其沉浸感與實驗體驗，從而獲得良好的實驗教學效果。

3.2 VR眼鏡在中學生物教學中運用的意義

3.2.1 激發學習者的學習興趣，強化學習者對知識點的理解

傳統的課堂教學依賴于板書、多媒體的演示，無法完全吸引學習者注意。手機VR眼鏡將學習者視覺、聽覺封閉于特定的空間，讓學習者有交互式體驗，從思維、行動多方面參與到教學中，注意力高度集中，能夠引起學生的興趣。VR技術適合運用于對復雜、抽象的知識難點進行解答。例如，DNA的轉錄、翻譯、人體結構等，運用VR技術，抽象性的知識點可以通過在虛擬世界中建模的方式，構造出實例，從而幫助學生更有效地去學習和掌握該知識點。

3.2.2 豐富了教學手段

不同的教學用具在教學活動中起到的效果不盡相同，VR技術運用于課堂中，極大地豐富了教學手段。教師依據教學內容、教學對象的特點選擇合理的教學手段，有效地改進教育教學的方式，讓學生更樂意投入到教學活動中去。

3.2.3 教學場景多樣化

VR眼鏡在教學中的應用使學生的視野更加開闊，而不僅僅局限于課堂。自然科學的研究對象多樣，包含動物、植物、有機分子、人體生理過程、生態等，大多數情況下利用圖片、音視頻展示給學生，沒有真實的體驗。VR技術模擬出真實的場景，讓學生不受空間的限制就能領略非洲大草原的風光、暢游浩瀚的海洋，從課堂到草原、海洋、森林，教學場景變得更加地多樣化。同時，教師還可應用VR技術構建出虛擬的實驗室，有效降低實驗成本，彌補實驗條件、實驗場地的不足，實驗的可操作性增強，使大量實驗不需要實驗室也可完成演示和操作。

4 小結

近年來VR技術發展迅猛，VR教學將會更加深刻地影響未來的教學方式。手機VR眼鏡作為一種教學輔助工具，打破教育的時間、空間限制，實現了教育資源共享，給學生提供了更豐富的學習資源。

在教學中，教師可申請專項經費在多媒體教室中，建立VR眼鏡的共用接口，上課時全班都可以同時觀看。這是最理想的方式，可以盡快讓學生使用在觀察和建立概念的過程中。這需要教師積極努力爭取學校領導和主管部門的支持才有可能實現。單只手機的VR眼鏡，只能作為興趣愛好，介紹給學生。有條件的學生可以自行購買，作為課外學習的工具。教師可以鼓勵他們盡量與同學分享，使大多數學生能體驗和使用。

但目前VR技術在教育領域的發展相比于游戲等領域相對落后，建模技術存在著一定障礙，可用教學資源相對較少，虛擬的效果還存在不足，真實性與實時性有待加強。此外，許多中學無法實現手機進校園，在課堂中實現手機VR眼鏡的使用可能有一定難度。

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