VR技術與科學課教學的有效融合

顧曉春

小學科學涉及的領域較多，包括生命科學、技術工程、物質科學等。正因如此，小學科學的教學方式和技術支持亟須更新。VR技術的出現在很大程度上解決了這一難題，教師利用VR技術實現了混合式教學模式，利用多種類的教學手段，打破時空的界限，讓學生的學習方式朝著信息化、科技化的方向前進。VR技術與小學科學教學的深度融合，在發揮技術特性的同時，還為我國的科學教育增添了力量。

一、實現混合式教學，更新教學模式

所謂混合式教學模式，就是改變傳統的教師主導課堂、“灌輸式”教學模式、學生只能被動接受的狀態，利用VR技術為學生提供立體可視化的直觀交互式學習空間，用多種教學元素刺激學生的感官，激發學生的創造性思維，讓學生開始對小學科學的神奇之處產生興趣。VR技術下的小學科學課堂是一種虛實結合的創新模式，它不改變已有的班級狀態，在教師實際的教學活動中，利用相應的設備儀器，將教材內容“放置”在虛擬環境之中，在此基礎上，組織學生進行科學實驗或操作。

例如，教科版小學科學六年級上冊《杠桿的科學》一課，該課主要向學生介紹了杠桿的定義、原理和具體操作方法。教師在進行本節課的授課時，如果只是借助教材中的文字和圖片，學生在理解時就會缺乏立體感;但如果只是加入視頻，學生也會缺乏參與感。杠桿是機械化的操作工具，缺乏基本的操作，杠桿原理也就失去了生命。這時，教師就可以利用VR虛擬技術，模擬出杠桿撬動物體的狀態，讓學生親自“觸摸”杠桿，并將物體撬動。如此，學生對于教材中的阻力點、用力點和支點都有了具體化的認知，杠桿的原理和具體使用方法的掌握也就輕而易舉，單調的課堂“活”了起來，學生自然會對小學科學的學習產生興趣，教學效率也會隨之提高。

二、開展多樣化教學，更新教學手段

與傳統的教學手段相比較，VR虛擬技術改變了單調枯燥的課堂環境，克服了教師授課、學生筆記的低效教學弊病，保證了學生也能夠參與課堂教學，同時，這一保證的實現也豐富了固有的教學形式，采用探究式和啟發式的創新教學方式。探究式教學方式提倡以問題為中心，展開有針對性的虛擬環境構造，鼓勵學生進行自主探究，實現和諧的人機互動關系;啟發式教學，VR技術給學生帶來了身臨其境般的科學環境、良好的人機互動模式，通過自身的各個感覺器官獲得形象生動的學習素材，讓學生拓展實際生活的眼界，延伸到無限的科學世界，拓展自己的學習思維，將思維、行為習慣、情感等等融合到VR技術下的小學科學中。

例如，教科版小學科學六年級下冊《地球的衛星——月球》，這一課作為學生進行之后月球知識學習的開始部分，奠定了學生對該知識的興趣和探索欲望，是極其重要的一課，教師為了奠定基礎，就可以利用VR虛擬技術，構建月球的虛擬環境，引導學生對月球構造、月球生命、月亮運行軌跡等的探究欲望。教師在進行環境模擬時，還可以模擬出月亮圓缺的變化過程，引導學生探究其變化的規律，再根據自己的生活經驗或者預習的教材，將月相進行排序，啟發學生對月球奧秘的思考。在模擬的月球環境中進行月球知識的學習，會讓學生更具有代入感，更能領會教材中的知識點，同時由于VR技術還實現了課堂的外延，給學生留下了探索宇宙的懸念，是啟發創造式思維的教學手段。

三、突破時空界限，更新學習方式

將傳統的黑板式教學變為白板式多媒體交互教學，將“灌輸式”單向教學模式變為師生互動式信息交流，科學技術一直在推動教育的革新與發展。VR虛擬技術的出現，為學生提供了一個高效便捷的學習環境，創設高效虛擬化的教學空間和沉浸式學習模式，讓學習不再受到時間和空間等客觀因素的限制，給予學生更多的學習可能，突破傳統教學中的障礙，實現教學資源的可持續利用。科技的目的不是取代傳統，而是實現兩者之間的優勢互補，為教師的教學和學生的學習提供多元化、科技化的選擇，實現師生的參與和交流，發展學生的實踐能力和創造能力。

例如，教科版小學科學五年級上冊《地球內部運動引起的地形變化》，介紹地球運動主要包括由地殼和地幔運動引起的地震和火山，這些地球運動受到時間和空間等因素的影響，學生不可能親身經歷，并且由于是地球“內部”的運動，單憑肉眼無法看出，這時教師就可利用VR虛擬技術，向學生展示模擬空間下的地球內部運動，感受大陸板塊之間的碰撞、分離和平移帶來的地球變化等。在模擬結束后，學生對教材知識有了深刻的了解，同時對各種地球運動造成的災害的基本處理方法有了初步的了解。在VR技術的幫助下，小學生的科學知識范圍不斷向外拓展。

綜上所述，VR技術與教育的結合是未來發展的潮流，小學科學的教學也是技術的受益者，教師利用VR技術實現多種教學模式的融合，創新教學手段，將多樣化的教學方式滲入VR虛擬教學空間，打破了時間和空間對教學的限制，完成了技術與科學課程的整合，提高了小學教學效率，培養了學生的科學素養和創新思維，為國家高素質科學人才的培養提供了技術支持。