VR技術在小學科學教學中的應用策略分析

江源

摘要：虛擬現實技術在小學科學中的應用能使學生在課堂中占主動地位，增強其觀察能力和分析能力，還能幫助學生將科學知識與現實生活相結合，達到理論充分融入實踐的效果，在高度還原現實的虛擬世界進行學習和交互，提高課堂的趣味性和生動性，滿足新課程標準要求，使學生能樹立正確的科學價值觀，也推動了小學教育教學的科學性發展。

關鍵詞：VR技術;小學科學教學;應用策略分析

一、VR技術概述

（一）VR技術概念

VR技術即虛擬現實技術，1989年JaronLanier提出，融合了傳感技術、計算機技術、仿真技術以及微電子技術等多種學科技術，能創造一種使參與者身臨其境的虛擬環境，并對參與者施加聽覺、視覺和觸覺感受。

（二）VR技術特點

1、沉浸性

虛擬現實技術能充分還原現實場景，參與者通過穿戴設備能在虛擬情境中直觀感受和實時反饋，有助于增強參與者的觀察能力和自主學習能力。沉浸理論最早由美國心理學家MihalyCsikazezentmihal提出，其概念是當人們參與活動時可以專注的融入其中，并能收獲快樂和滿足。我國學者認為沉浸式教育要充分利用技術手段幫助學生貼近自然，激發其對知識的興趣，進一步觀察、探究、獲取以及掌握知識。

2、真實性

傳統的計算機技術能給參與者視覺和聽覺上的沖擊感，而虛擬現實技術在此基礎上增加了觸覺感知、運動感知、力覺感知甚至嗅覺和味覺感知等，使虛擬情境更加貼近現實，參與者仿佛置身其中。在小學科學的課堂中應用VR技術能使枯燥乏味的理論知識生動直觀地展現在眼前，通過真實的感官刺激使學生化被動學習為主動學習，拓寬學生的想象空間和認知范圍，提高教學效率。

3、交互性

虛擬現實技術能實現人機交互，并能在交互的同時給予實時反饋。現階段，教育教學要求“以生為本”，應提高學生的自主學習能力。小學生活潑好動，在課堂上容易注意力不集中，而VR技術的互動性能使學生通過交互汲取知識，使學生手腦合一，全身心投入科學知識的學習中。

二、小學科學課程的特點及問題

（一）小學科學課程的特點

小學科學課程屬于小學階段的基礎課程，學生可以通過自學、互學以及群學等方式了解科學知識，為日后的學習奠定基礎。小學科學既要求學生充分掌握理論知識，又要求學生親自參與到生活化課堂中，并進一步進行課外實踐，使學生養成正確的學習習慣，增強其探究能力和思考能力，在遇到問題時能充分利用所學知識。同時，各學科之間要相互滲透，培養學生的發散思維。

（二）傳統小學科學課程的問題

傳統小學科學課程的教學存在諸多問題，主要體現在以下幾個方面。

1、教學環境

傳統小學科學課程教學環境中缺少交互性，教師主要應用多媒體技術進行文字、圖片和視頻音頻的播放，雖然教學效果較好，但是難以達到VR技術的水平，學生在這種模式下學習容易產生厭倦心理，加之小學生年紀尚小，活潑好動，常會出現注意力不集中，知識理解不到位的情況，若無法激發其學習興趣，則教學質量難以得到提升。

2、教學方式

傳統小學科學教學方式較為守舊，教師要通過鼠標點擊播放PPT，學生參與度不夠，無法與課件進行互動。此外，很多科學實驗環節多為教師口頭講解或者是簡單的視頻播放，學生只需要記錄實驗步驟和結果，這種固化的教學方式相悖于新課程標準提出的理念，不利于學生的個性化發展，很難讓學生將所學的理論知識應用到實踐生活中。

3、教學資源

傳統的科學教學資源有限，而科學又過于注重實踐性和操作性，若缺少對應的實驗設備和器材，學生很難進行實驗操作。現階段，很多學校的實驗器材不足，一些珍貴的器材無法重復利用，造成了大量的浪費。后續實驗器材的保養和維修也要浪費大量的人力、財力和物力，所以很多實驗都難以落實到位。

4、教學活動

教學活動過于枯燥是傳統小學科學課程中的主要問題，活動過于常規化，理論知識的講解也過于乏味，而且很多科學課程都圍繞課堂中書本的講解為主，教學活動展開較少或單一，學生對科學知識充滿探究心理，若教學活動無法滿足其需求則會導致教學效率大大降低。

5、教學評價

傳統的教學評價多為教師評價學生，針對學生的課堂學習情況進行總結分析，但是這種評價環節中教師占據主體地位，學生難以提出自己的問題和見解，并且不了解學生對教學方式和內容的適配程度，學生之間互動也較少，評價方式過于單調，難以達到評價的最終目的。

三、VR技術小學科學教育應用分析

（一）教學環境虛擬性

戴爾經驗之塔理論提出教學應有具體的經驗，并從具體經驗逐漸向抽象經驗延伸。虛擬現實技術能利用語音識別、視覺呈現、觸覺反饋等手段營造良好的學習環境，增強學習環境中的真實感。小學科學教育的主要目的是使學生掌握簡單的科學知識，樹立正確的科學價值觀，為生物、物理、化學等學科的學習做好鋪墊。但在傳統的課堂教學中，理論知識過于抽象化，學生難以直觀接觸到自然場景。VR技術能解決實踐過程中成本過高及場地受限等問題，使學生在反復實踐中掌握知識，獲取經驗，增強其觀察能力。

（二）教學方式多樣性

新時期，教師應扮演引導者的角色幫助學生進行自主學習，學生具有多樣性，教學方式也應多樣化，滿足“因材施教”的教學理念要求。虛擬現實技術與傳統的計算機技術相比交互性更強，不需要鼠標操作或者鍵盤輸入，僅采用手勢識別、頭眼追蹤以及語音識別就能達到教學效果，更滿足現階段智能社會的交互習慣。教師可以利用仿真環境刺激學生的感官，充分貫徹體驗式學習的特點，讓學生將抽象的科學理論知識內化，并能在思考中舉一反三，提出問題，具體探究，得出最終結論。

結束語

小學科學是小學教育教學中的重要組成部分，但傳統“填鴨式”教學枯燥乏味，難以有效落實以生為本的教學理念，大量理論知識的灌輸也容易使學生產生厭倦心理。VR技術在小學科學中的應用能更迎合學生心理，幫助學生生動直觀地消化吸收科學知識，實現課堂上的實時交互。

參考文獻：

[1]鄭碧娟.VR技術在小學科學教學應用的現狀及策略[J].基礎教育參考，2021（03）：43-45.

[2]劉曄，毛芳.小學科學VR教學技術的應用與研究[J].智力，2020（22）：37-38.

[3]孫海清.基于VR技術的小學科學教學探析[J].新智慧，2020（17）：21.