VR讓小學科學課更精彩

劉董莉 曹秀紅

摘要：VR技術應用于小學科學教學，可以將抽象的科學概念通過形象立體模型展現，讓學生更深入地理解，提高科學教學實效。本文主要探究如何將VR技術與小學科學教學相融合，讓小學科學課堂更加生動、精彩，包括搜集和引入虛擬現實教學資源、運用虛擬現實開展實驗教學以及拓展科學知識。教師可以根據當前的具體科學教學內容、教學目標和小學生的認知能力，合理地選擇和運用相應的教學策略。

關鍵詞：VR虛擬現實;小學科學;策略

現代信息技術已經與教育教學進行了深度融合，在智能硬件設備、互聯網、大數據和人工智能的支持下，不僅催生出了微視頻和微課、在校教育和網絡教育等現代化教學方式，還形成了以VR虛擬現實為代表的更加智能、有趣、生動的現代化教學方式。VR技術以其非常好的沉浸感、交互性與智能操作系統，已經在福州、青島、合肥等城市開展了VR科技進校園的活動，使知識內容更加立體、真實、生動，學生可以獲得和傳統多媒體、平面視頻不一樣的感受，幫助學生在真切的感受中理解知識內容。VR與小學科學具有非常緊密的聯系，能夠幫助學生更好地學習科學知識、提高科學知識的學習效果。

一、搜集引入虛擬現實教學資源

在小學科學教學中應用虛擬現實教學，教師首先應該搜集引入虛擬現實教學資源，包括硬件資源和軟件資源：硬件資源主要包括所有支持VR的硬件設備，比如VR頭顯、3D桌面、鍵鼠等外接設備等，這些需要學校提供;軟件資源包括各類與小學科學教學相關的虛擬現實應用系統、教學軟件和3D影像。教師可以在學校的支持下，搜集和應用相應的虛擬現實教學資源。

例如，在小學科學（五四制青島出版社）三年級“有趣的浮沉現象”的課程教學中，主要的教學目標包括以下幾個方面：一是認識生活和生產實踐中的各類浮沉現象，并根據觀察提出假設和猜想;二是利用簡單的器材進行實驗，在觀察和數據整理中探究物體浮沉原因，理解水與浮沉的相關聯系;三是利用浮沉知識解決實際生活中的問題。

針對以上教學目標，教師可以借助學校提供的虛擬現實交互系統搜集和引入虛擬現實教學資源，主要包括以下幾個方面：一是與浮沉相關的3D影像資源，幫助學生利用VR設備和系統更好地認識浮沉現象，比如“曹沖稱象”的動畫模擬，與輪船航行、浮橋、救生圈、魚鰾以及在死海游泳的相關情境;二是與浮沉相關的模擬體驗系統，讓學生通過VR設備真實體驗浮沉現象;三是與浮沉相關的實驗模擬資源，讓學生通過VR觀察、體驗浮沉實驗，為實際實驗操作打基礎;四是與浮沉相關的問題資源，教師可以將浮沉現象、浮沉原理、水對浮力的作用等問題輸入VR問答系統中，指導學生在學習之后檢測。教師搜集、引入豐富的虛擬現實資源，能夠有效提升浮沉課程的教學效果。

二、運用虛擬現實開展實驗教學

在小學科學教學中，教師應用虛擬現實技術，可以為學生提供一個立體、生動的真實環境，吸引學生積極主動地參與學習與探究，更好地幫助學生自主、合作與探究學習科學知識，利用虛擬現實能夠極有效地降低實驗室的成本投入，讓學生獲得與真實科學實驗一樣的體會，得到同樣的教學效果。在小學科學教學中運用虛擬現實開展中實驗教學，一般可以應用VR頭顯和3D桌面：VR頭顯的沉浸感和虛擬性比較強，但是無法完成比較細致的、需要細膩操作的內容;3D桌面也需要借助3D眼鏡、利用計算機屏幕形成虛擬3D影像，雖然沉浸感不如VR頭顯，但是互動性較強，能夠完成一些細節操作。教師可以綜合利用這些設備開展實驗教學，從而提高實驗教學效果。

例如，在“土壤的種類”一課的實驗教學中，主要的實驗是“不同種類土壤滲水快慢實驗”，實驗形式是分組進行，主要實驗器材是各種土壤、漏斗和廣口瓶等，但是由于黃土、黑土、紅壤和褐土等土壤不容易獲取，所以傳統的實驗教學很難達到想要的效果。虛擬現實的應用能夠解決這些問題，教師可以將有關該實驗的3D模擬影像資源輸入虛擬現實系統中，指導學生利用VR頭顯和3D桌面完成土壤的滲水性實驗，讓學生更加真切地感知不同土壤的滲水快慢。

在“觀察螞蟻”“研究魚、青蛙、蟾蜍、烏龜等動物特點”的實驗中，由于這些實驗需要用到很多動物的標本，比如爬行類動物浸制標本、蛙發育順序標本等，由于這些標本較難獲取，所以傳統的實驗教學中很難開展;運用虛擬現實能夠有效開展該實驗教學，教師可以利用3D模擬影像系統幫助學生觀察、認識和總結相關內容，提高實驗教學效果。在一些較為危險的科學實驗中，同樣科學利用虛擬現實展開教學，比如“水的沸騰實驗”中，運用VR模擬影像可以模擬水的沸騰過程，指導學生利用3D桌面完成相關操作，有效避免了危險。

三、運用虛擬現實拓展科學知識

VR虛擬現實在小學科學教育教學中的應用有多種方式，比如3D動感影院、科學知識問答系統、AR學習互動、VR科學實驗操作、VR科學知識搶答競賽系統等，教師可以根據科學課程的實際教學內容，運用虛擬現實拓展科學知識，引導學生更好地認知自然現象、學習科學實驗操作、提高科學探究能力等。

例如，在“我們的營養”的課程教學中，主要是讓學生認識糖類、蛋白質、脂肪、水、維生素等營養物質以及它們對我們身體的重要作用和獲取方式;教師可以結合這些內容運用虛擬現實展開教學，利用3D動感影院等展示與之相關的拓展知識，比如各種營養物質的消化過程、不同食物的營養元素成分等。

四、結語

總之，VR作為一種新技術，將開創全新的小學科學教與學的模式，構建真實的環境，為學生帶來場景式體驗和便捷的場景互動，有效提升了小學科學的學習效益。

參考文獻：

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（責編張欣）