基于創客的中小學虛擬現實技術課程探究

吳麗華　蒲悅　馮建平

摘 要：創客教育、STEM教育走進基礎教育課堂，虛擬現實技術的加入使學生能更加直觀地理解抽象知識，有了更好的學習體驗。為了使學生更好地掌握和運用虛擬現實技術，提高創新意識和創新能力，文章以創客教育理念為基礎，結合虛擬現實技術的特點，從課程論角度出發，探討虛擬現實課程設計的目標、內容、學生學習活動方式及其評價等問題。

關鍵詞：虛擬現實技術課程；創客教育；課程設計

1 虛擬現實技術與創客教育

1.1 創客教育與虛擬現實技術

創客教育、STEM教育走進基礎教育課堂，以提高學生的信息素養、創新意識和創新能力。目前國內創客教育普遍被認為是運用創客的理念與方式改造教育，強調做中學，學生通過親自動手在任務中與其他成員之間相互配合學習，主動發現問題進而提高解決問題的能力，培養創新意識。虛擬現實技術借助VR、AR、MR創設情境，很快速走進中小學，也出現了很多精彩案例，如用zSpace教育系統開展學科實驗探索；通用技術課中，在“汽車駕駛與保養”模塊中用虛擬現實技術建立三維模型，模擬汽車駕駛的真實環境和路線；小學信息技術課引入3D One設計軟件通過3D建模和3D打印制作作品。

創客教育與虛擬現實都基于學生興趣，讓學生在自由的學習環境中通過對項目或任務的探究，以小組合作的學習方式進行，自主的解決實際問題，在設計、修改、交流中不斷思考與實踐，從而掌握知識，提高創新意識和創新能力[1]。

1.2 虛擬現實技術課程的獨特價值

虛擬現實技術的特點是：（1）有很好的情景沉浸性，在虛擬現實課程的教學過程中，每個教學任務以真實情景為基礎，VR創造的虛擬環境使學生有身臨其境的感覺，學生更容易沉浸在情境中，發散思維，主動設計造物。（2）有很好的互動體驗性，虛擬現實技術提供更加人文的人機交互方式，學生通過多感官感知，在虛擬環境中與物體交互，全方位、立體的觀察和操作實驗。（3）有很好的趣味性，虛擬現實技術的呈現方式也多種多樣，可以與很多硬件軟件兼容，實現更多更有趣的作品，學習過程是不斷探索發現的，學習內容開放且靈活。

VR課程作為創客課程的重要組成部分，其理念延續創客教育，在傳統的K12學科教育以外為學生提供部分教育思維和模式。利用虛擬現實技術特有的優勢設計課程，可以更好地實現創客教育價值，發展中小學學生科技意識，加強學生探究學習、項目學習的指導，鼓勵高年級學生科學利用跨學科的知識在實踐中解決問題，從宏觀上更新科技教育內容，促進創客教育發展[2]。

2 虛擬現實課程的課程設計

虛擬現實課程作為創客教育的具體依托和表達，其獨特優勢在技術和思維上為學生提供新的學習內容和學習方法。筆者按照泰勒目標模式闡述的課程開發的4個基本問題：教育目標的確立、選擇教學經驗、教學有效組織和確定目標得以實現來具體探討虛擬現實課程設計。

2.1 課程目標

通過對創客教育的了解和虛擬現實技術課程本身的特點，筆者認為虛擬現實課程與通用技術課程聯系緊密，其目標在于培養學生。（1）技術意識：學生在掌握技術的同時，在利用技術解決實際問題的過程中對技術有著自己的理解和感悟，自己形成對技術宏觀結構，以及對技術的發展和對與技術相聯系的一切事物有著自己的見解，并保持客觀學習的態度。（2）工程思維：從項目的角度出發，在對作品的設計、執行、反思、調控中系統的分析和比較權衡，進行整體把握。進而提高自己的判斷力、掌握控制整個系統的基本方法以綜合決策。（3）創新設計：在學生學習虛擬現實平臺的過程中，將軟件硬件結合，虛擬與現實結合，利用技術的手段發揮主觀創造力，在構思和實踐中解決現實問題，制作出作品。（4）圖樣表達：學生通過對圖形樣式的簡單理解，用計算機語言實現三維建模，圖形與文字合理轉換表達出自己的想法。（5）物化能力：學生可以通過3D打印將虛擬抽象的物品轉化成現實確定的方案產品，在不斷了解硬件和所需材料的基礎上，經過自己的加工和改造優化產品，獨立思考與操作。虛擬現實課程目標不僅注重基礎性模仿、陳述性知識的學習，更注重在學習的過程中學生思維和動手能力的表達與提高。

2.2 課程內容

虛擬現實技術應在課程目標的導向下選取合適的課程內容。創客教育理論中代表的“做中學”理論認為：所學知識應與現實生活相連接，使學生對于事物有直觀感受。因此虛擬現實課程不是一個具體孤立的“計算機軟件教學課”，而是從生活實際出發，在創客教育理論的指導下融合多門學科實操課程，兼顧學習者特點，具備趣味性和探究性。情景學習理論認為教師與學生之間不僅僅是講授與學習的關系，是一個師生共同體。在同一個創造空間中互相促進，激發靈感，實現創意作品。因此在項目的設計中，教師不應局限于某個學科問題，要真正體現出前沿科學技術與生活的緊密聯系，展示出虛擬現實技術的特色和巧妙，調動學生進入情境快樂的沉浸在學習中，更好地補充分科課程的局限和邊界感[3]。

3 虛擬現實課程模式設計與評價

3.1 項目式教學的虛擬現實課程

以貼近生活的實際問題出發的項目為主題，按照創客教育理念，學生在項目中創造性的學習，教師提供與項目相關的材料和知識儲備，在綜合考慮學生需求、興趣、和項目的意義，可操作性等方面確定一個項目，在充裕的時間中，學生有機會在項目中計劃、執行、調試，項目設計多學科，需要學生綜合調動以往所學的知識的同時，又有一定的空間進行想象、發揮創造力，在學習的過程中組成小組，與伙伴合作提供項目的解決方案，在不斷探究學習中感悟共享，收獲知識，提高能力。

在項目學習中學生的自由度更高，動手實踐占比重較大，在解決一系列難度進階、多元復雜的問題中學生充分的發揮獨立性和團隊協作精神，在交流分享中形成系統的認知，樂于學習[4]。

3.2 學習評價

虛擬現實技術的課程評價不僅僅是從學生的作品及知識的掌握情況出發進行的簡單結果的表現性評價，而是由“知曉”“理解”到“運用”“表現”多角度評價，創客課題就是對整個活動的過程與結果的綜合評價。

學習評價是面向學生和教師的多元評價，對于教師來說，在課堂中接收的信息，觀察學生在項目中的探究情況，引導學生解決問題從而促進教會反思優化教學。而學生除了作品為導向的結果之外，在學習過程中遇到問題的積極解決，反思后對作品進行的改進和分享，連續調整促進自身發展[5]。

針對學生本身，個人評價和小組的評價并重，學生個人評價可以從個體在學習活動中的態度、思維表現、采用的知識技術的準確度、信息搜集和運用能力等方面進行評價，小組評價主要針對小組的整體合作、組內分工配合、個人參與程度、協作和諧程度等方面進行評價。

4 虛擬現實技術課程展望

VR課程作為新技術快速得到廣泛的重視和引入，在未來VR技術將漸漸走進中小學，成為學生必須掌握的基本技能之一，目前創客教育相關教學體系剛剛起步，漸漸規范，VR課程需要持續探討研究。為了提高學生綜合素養、提高基礎教學教學效果、促進基礎教育改革需要我們在未來的學習和教學工作中不斷努力。

[參考文獻]

[1]教育部辦公廳.關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見[Z].教育部辦公廳，2015.

[2]何克抗.論創客教育與創新教育[J].教育研究，2016（4）：12-24.

[3]李藝，鐘柏昌.談“核心素養”[J].教育研究，2015（9）：17-23.

[4]祝智庭，孫妍妍.創客教育：信息技術使能的創新教育實踐場[J].中國電化教育，2015（1）：8-9.

[5]靳昕，蔡敏.美國中小學“21世紀技能”計劃及啟示[J].外國教育研究，2011（2）：50-54.