VR技術(shù)應(yīng)用于地理教學(xué)的研究述評

馬鑫 吳樂知

摘要：VR技術(shù)作為一種新興技術(shù)，將為現(xiàn)代教育教學(xué)提供更為強大的技術(shù)支撐，提高教學(xué)質(zhì)量。本研究通過對VR技術(shù)應(yīng)用于地理教學(xué)中研究的相關(guān)文獻進行了查閱總結(jié)，提出了今后的研究展望，為該領(lǐng)域的研究提供了一定的方向及借鑒意義。

關(guān)鍵詞：VR技術(shù)；地理教學(xué)；研究述評

中圖分類號：G633.55 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）30-0174-02

隨著科技水平的提高和信息技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)將是21世紀最重要的技術(shù)，運用其來實現(xiàn)教學(xué)過程成為必然趨勢，教育培訓(xùn)必將發(fā)生質(zhì)的飛躍。信息技術(shù)與教育的結(jié)合一直是教育研究者探討的焦點問題。地理是一門具有悠久歷史的基礎(chǔ)自然學(xué)科，其研究對象具有時空多維性，其科學(xué)規(guī)律難以把握。新課程改革對地理教學(xué)提出了新的要求，強調(diào)“信息技術(shù)在地理教學(xué)中的應(yīng)用”，不僅要滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，還要滿足學(xué)生探索自然奧秘、認識社會生活環(huán)境、掌握現(xiàn)代地理科學(xué)技術(shù)方法等需求，構(gòu)建富有多樣性、創(chuàng)造性和新穎性的地理課堂[1]。

一、VR技術(shù)簡介

虛擬現(xiàn)實技術(shù)（簡稱VR）是在信息技術(shù)飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用過程中興起的新技術(shù)。借助于虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以創(chuàng)建任何虛擬的環(huán)境，并通過交互的方式實現(xiàn)人與虛擬環(huán)境的體驗與互動。虛擬現(xiàn)實技術(shù)借助計算機系統(tǒng)，集合了仿真技術(shù)、傳感技術(shù)、三維技術(shù)、人工智能、圖形語音等技術(shù)，使虛擬而成的環(huán)境通過一定的裝置以三維立體的形式展示出來，具有交互性、臨場性、多感知性的特征，用戶借助外置裝置與虛擬環(huán)境進行交互體驗，仿佛置身于真實的環(huán)境中，增強了用戶的體驗感、真實感[2-3]。通過對地理時間、地理空間及地理過程的虛擬，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生的理解，從而提高教學(xué)效率。

二、文獻來源

運用文獻法，本文在中國知網(wǎng)以“虛擬技術(shù)、地理教學(xué)”為主題搜索相關(guān)文獻，選取2005—2018年5月發(fā)表的文獻，匯總整理后，剔除若干與VR技術(shù)在地理教學(xué)中應(yīng)用不相關(guān)的文獻，共檢索到46篇（圖1）。

三、VR技術(shù)應(yīng)用于地理教學(xué)的研究現(xiàn)狀

VR技術(shù)將是21世紀最重要的技術(shù)，會深刻影響人類的各個方面，特別是將其應(yīng)用于教育中，會改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，給教學(xué)帶來巨大的改變。從總的數(shù)量上來看，由于虛擬技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用還不成熟，對虛擬技術(shù)在地理教學(xué)中的相關(guān)研究較少，但部分學(xué)者看到了VR技術(shù)的特性，對于VR技術(shù)應(yīng)用于地理教學(xué)中的研究也呈現(xiàn)總體上升趨勢，尤其是2014年以來增加較多。本文主要從以下兩個方面來綜述地理教學(xué)的研究現(xiàn)狀。

1.關(guān)于VR技術(shù)應(yīng)用于地理教學(xué)中理論基礎(chǔ)的研究。綜合文獻資料，從不同的方面研究了虛擬技術(shù)能夠應(yīng)用于地理教學(xué)中的理論基礎(chǔ)。學(xué)者們主要從地理學(xué)科的特點分別結(jié)合學(xué)習(xí)理論和VR技術(shù)的特點兩方面來論證VR技術(shù)對于地理教學(xué)的促進作用。如曹富祥等（2007）從中學(xué)地理教學(xué)的學(xué)科特色和教學(xué)現(xiàn)狀結(jié)合教育心理學(xué)的學(xué)習(xí)理論論證了VR技術(shù)應(yīng)用于中學(xué)地理教學(xué)的可靠性，指出了VR技術(shù)深入地理課堂教學(xué)的必然趨勢。王小紅等（2008）從當前地理教學(xué)中的現(xiàn)實問題著手，論述了VR技術(shù)能彌補教學(xué)條件的不足，打破空間、時間對地理教學(xué)的限制等問題以及其有著多種應(yīng)用形式（如地理課件制作、虛擬地理實驗室等），從而來提高地理教學(xué)質(zhì)量。高嵩（2016）結(jié)合高中地理課程的特點和VR技術(shù)的特性，得出VR技術(shù)在高中地理教學(xué)中，能改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，使地理課堂具有新奇性、多感知性、交互性、主體參與性和實效性。張冰等（2017）運用VR技術(shù)的虛擬時間、虛擬空間和虛擬過程三個方面來設(shè)計教學(xué)案例，闡明了VR技術(shù)應(yīng)用于地理教學(xué)的重要意義，并通過調(diào)查問卷分析了VR技術(shù)在地理教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了將VR技術(shù)引進地理教學(xué)中的對策。張述林（2018）結(jié)合加涅的信息加工學(xué)習(xí)理論和現(xiàn)象教學(xué)原理分別提出了VR技術(shù)在地理學(xué)科內(nèi)教學(xué)的三種應(yīng)用模式和學(xué)科間融合的應(yīng)用模式。

2.關(guān)于VR技術(shù)應(yīng)用于地理教學(xué)中案例運用的研究。王月等（2010）論述了VR技術(shù)在地球概論課程教學(xué)中的意義，以及通過實例論證了VR技術(shù)運用于地球概論的第一章天球坐標的重要性，并舉一反三，提出VR技術(shù)應(yīng)用于地理科學(xué)的各個分支學(xué)科的可能性。何娜等（2015）對幾個高校地理教學(xué)中常用的地理知識（如地震、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、潮汐等）與VR技術(shù)相結(jié)合的簡單概括，說明了VR技術(shù)作為一種新的教學(xué)手段在高校地理學(xué)科教學(xué)中有非常重要的作用。蔡敏（2015）通過查閱文獻以及問卷調(diào)查，得出了虛擬實驗技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中的可行性，并通過設(shè)計具體教學(xué)案例，結(jié)果表明虛擬實驗技術(shù)對中學(xué)地理教學(xué)有著顯著的作用，能有效提高教學(xué)效率。黃恩強（2017）通過對VR技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用優(yōu)勢的論述，將其運用到具體的教學(xué)案例中，得出VR技術(shù)能改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式及提高其學(xué)習(xí)能力。李建華等（2018）結(jié)合VR技術(shù)，設(shè)計了“水循環(huán)”和“以美國為例的商品谷物農(nóng)業(yè)的趣味因素分析”兩節(jié)內(nèi)容的教學(xué)過程。

四、研究展望

教育一直是國家研究的重點，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，教學(xué)手段的多樣化能極大地提高教學(xué)效率，VR技術(shù)在地理教學(xué)中應(yīng)用的研究也越來越受到教育領(lǐng)域的重視，已經(jīng)開始在部分地區(qū)投入使用，但目前由于各種因素，該領(lǐng)域的研究尚處于初級階段，存在許多尚未解決的問題。本文就從以下幾個方面來展望VR技術(shù)應(yīng)用于地理教學(xué)的研究，為今后的研究提供一定的方向。

1.多角度研究VR技術(shù)應(yīng)用于地理教學(xué)中的可行性。目前，國內(nèi)VR技術(shù)在教育領(lǐng)域方面的發(fā)展還處于起步階段，尚未形成一種普遍的、便捷的教學(xué)手段，學(xué)者們也僅從VR技術(shù)的特點來研究其可行性，暫無研究VR技術(shù)應(yīng)用于地理教學(xué)中所需的條件，以及在推廣中將會面臨的困難。今后可以嘗試研究VR技術(shù)引入地理教學(xué)中的資金和技術(shù)需求，以及教師在應(yīng)用VR技術(shù)時所需要的教學(xué)技能，為提高教師的技術(shù)水平，推廣VR技術(shù)在地理教學(xué)中的應(yīng)用提供一定的理論支持。

2.實證研究VR技術(shù)應(yīng)用于地理教學(xué)中的優(yōu)勢。盡管多篇論文論證了VR技術(shù)應(yīng)用于地理教學(xué)中有著相比于傳統(tǒng)教學(xué)方式的獨特優(yōu)勢，但僅是簡單地進行了描述，沒有說服力，這是研究的不足之處。在今后的研究中，可以將傳統(tǒng)教學(xué)模式與運用VR技術(shù)教學(xué)模式進行教學(xué)實驗研究，以及進行VR技術(shù)的不同模式之間的比較，從實踐中論證VR技術(shù)的優(yōu)越性和不足之處，同時教學(xué)實踐者們在教學(xué)過程中能夠?qū)⑾冗M技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合，相互取長補短，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點，有效解決一些教育問題，從而優(yōu)化教學(xué)過程，提高教學(xué)質(zhì)量。

3.深入研究VR技術(shù)在地理教學(xué)中的適用內(nèi)容。在中學(xué)的地理課程主要分為自然地理、人文地理和區(qū)域地理三個主題，地理知識復(fù)雜多樣，這就需要我們對地理知識有全面的了解，深入思考什么樣的地理事物適合運用VR技術(shù)來輔助教學(xué)，什么地理事物不適合使用VR技術(shù)進行講解；同時，結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容，充分利用VR技術(shù)營造直觀、實時、生動的數(shù)字化地理教學(xué)環(huán)境，設(shè)計合理有效的教學(xué)案例并運用于課堂教學(xué)中。

4.關(guān)注VR技術(shù)應(yīng)用于地理教學(xué)中出現(xiàn)的問題。當前的研究中，僅僅是從理論層面來說明VR技術(shù)在地理教學(xué)中的可行性，缺乏強有力的數(shù)據(jù)作為論證支撐。由于經(jīng)濟原因和師資力量的限制，VR技術(shù)只是在極少學(xué)校試用，青島市首次將VR技術(shù)引入到課堂教學(xué)中，在生物和地理學(xué)科嘗試使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，其在教學(xué)當中的實際效果還需要去研究。隨著科技的發(fā)展，VR技術(shù)融入課堂教學(xué)將越來越普遍，并不局限于生物和地理學(xué)科，所以需要去探討虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實際應(yīng)用中各方面的作用，對“教”和“學(xué)”所產(chǎn)生的深刻影響，以及在運用過程中所產(chǎn)生的各種問題，以此來加大VR技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用深度和廣度，并去思考和解決這一新事物出現(xiàn)所帶來的新問題、新挑戰(zhàn)。

參考文獻：

[1]高嵩.VR技術(shù)在高中地理教學(xué)中的應(yīng)用[J].新課程研究：上旬，2016，（7）：117-118.

[2]張冰，朱林珍，張愛國.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在地理教學(xué)中的應(yīng)用[J].中學(xué)地理教學(xué)參考，2017，（3）：40-42.

[3]蔡敏.虛擬實驗技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].福建師范大學(xué)，2015.