VR技術在科學教學中的實踐應用

王馮祥

【摘 要】科學教學融入VR技術，其適合性更高，學生更容易接受。教師對這項技術的助學效果有一定了解，在教學內容整合、教學情境設計、教學方法傳授、教學活動組織、教學評價升級等方面做出積極探索，以拓寬學生的學習視野，讓學生形成嶄新的學科認知基礎。VR技術是現代技術在學科教學中的創新性應用，能夠創設虛擬情境，豐富學習手段，為學生高效學習提供更多助力支持。

【關鍵詞】科學 VR技術 教學實踐

VR技術，是指虛擬現實技術，融合了傳感技術、計算機技術、仿真技術、微電子技術等多項內容，讓人產生一種身臨其境的感覺。在科學教學中滲透VR技術，教師不妨借助多種媒體手段，為學生創設真實可感的虛擬情境，對學生多種感官形成一定沖擊，激發學生主動探索科學的意識。由于小學生直觀思維比較敏感，教師在應用虛擬技術時，可以讓學生沉浸到科學觀察、科學操作、科學實踐之中，在信息整合利用中建立學科認知基礎。由于VR技術具有交互性、開放性、趣味性等特征，學生對此有更高認同感。教師要做好教學設計和組織，使學生在虛擬情境學習中培養核心能力。

一、資源整合應用VR技術

科學學科教學有不少短板，自然科學追求實踐性，而教學條件有限制，教師不能為學生帶來更多真實場景，教學與生活對接不能隨時展開，但是，教師利用VR技術便可以解決這些問題。由于學生的學科認知基礎存在差異性，教師對此需要客觀了解，以便做出積極應對。在教學設計環節，教師借助VR技術做資源整合處理，不僅能夠豐富學習信息素材，還能夠拓寬學生的學習視野，使學生建立更為廣泛的學習認知基礎。

如教學蘇教版科學四年級上冊“給動物分類”時，教師先讓學生利用虛擬現實眼鏡觀看，要求學生對看到的這些動物做判斷，并說出其名字、生活區域和突出特點。學生對動物有一定認識，自然能夠積極參與辨識活動。教師繼續引導：動物生活方式不同，外形也存在差異，你能夠給動物分類嗎？學生開始思考和討論，很快就給出一些分類標準：天上飛的叫飛禽，地上跑的叫走獸，水里游的叫魚類。教師肯定學生的思考，順勢推出專業分類標準：生物學家給動物分類，主要看動物是不是有脊椎，這樣可以分為脊椎動物和無脊椎動物。根據這個標準，你能對熟悉的動物重新分類嗎？學生再度進入熱議環節。

教師利用虛擬現實眼鏡，讓學生觀察動物，激發了學生的學習興趣。VR技術展示的信息更為逼真可感，對學生感官形成了更強沖擊。虛擬現實眼鏡雖然沒有讓學生看到更多內容，但在情境設計方面形成突破，給學生帶來更大的觸動，其助學效果是極為豐富的。

二、方法創新借助VR技術

學生信息占有量超出我們的想象，在學科教學中，由于教師利用一般技術信息不能讓學生產生心理觸動，如果教師推出VR技術，讓學生對一些抽象現象做直觀處理，讓學生與虛擬機直接對話，那么，學生的參與熱情將更高。虛擬設備采用手勢識別、頭眼追蹤、語音識別等技術，比計算機鼠標調動更為便捷，其體驗感更強。學生對新鮮事物有更強追求心理，因此，教師推出VR技術展開助學設計，勢必對學生形成心理沖擊，其學習效果更值得期待。

如果教師利用實物展開教學設計，學生的感知將更為真切，其激發作用將非常顯著。但實物往往不好找，特別是稀有的資源，更是難以尋覓，因此，教師要借助嶄新媒體手段做助學設計。如教學“常見的巖石”時，教師拿出一些石塊，要求學生觀察，說說這些巖石有什么特點。在學生觀察討論時，教師可以提供放大鏡，讓學生分析這些石塊的特點，并傳授一些觀察方法，如先敲一敲，然后聽一聽，感受這些巖石發出的聲音是清脆的還是沉悶的;還可以利用滴管，檢查這些巖石的吸水性。學生依照教師安排展開行動，對這些石塊有了更全面的了解。因為石塊資源太過單一，教師利用網絡搜集到一些圖片信息，讓學生具體觀察，再結合觀察體驗，對這些圖片進行分析。學生開始觀察和討論，教師也參與到學生互動環節中，并時不時做出一些提示，讓學生從幾個角度和方向展開觀察和思考。

教師借助網絡虛擬手段推出一些圖片信息，給學生提供更多觀察思考的機會。從學生的學習表現可以看出，教師的教學設計是比較合適的，成功激發了學生的觀察主動性。學生在生活中接觸巖石的機會極少，對一些特殊的巖石更是沒有認知。教師利用圖片展開助學設計，自然能夠形成觀察契機，讓學生在主動觀察分析中建立學科認知基礎。

三、活動組織滲透VR技術

小學生對互動性、趣味性、探索性科學活動參與熱情高，當教師組織學生參與生活觀察、游戲活動、競賽體驗等活動時，學生都會積極響應。因為現實生活條件的限制，學校教學有更多規定，學科教學不能隨意走出教室，更不能走出校門，這對科學學科教學形成了更多束縛。如果教師能夠借助VR技術組織學習活動，學生就有更多選擇。虛擬世界有太多畫面和影像是學生感興趣的，因此，教師不妨推出一些互動活動任務，激發學生的學習思維。

教師組織實踐性活動，能夠激發學生的參與熱情，促使學生在主動操作過程中建立學科認知基礎。在教學“不同的運動”時，教師先推出現場活動任務：借助身邊物品，現場展示移動、轉動、擺動、震動、滾動等運動形式。學生在生活中對這些運動都比較熟悉，自然能夠積極響應。在操作過程中，教師深入學生群體，觀察學生的操作表現，及時做出糾偏指導。為激發學生的活動熱情，教師推出游戲活動，讓學生分成小組，在教室內做“聽口令做運動”游戲，如轉身、搖頭、擺臂等動作，看誰反應更靈敏，不會出現錯誤操作。在活動延伸設計時，教師組織學生觀看視頻展示，對視頻中人物的運動方式有針對性觀察，并進行介紹分析。學生饒有興致地觀看，課堂討論氣氛也逐漸濃厚。教師再對學生的觀察討論情況做觀察評價，使課堂學習獲得豐富成效。

當教師推出一些操作活動時，學生對這些活動有更強認同感，都能夠主動參與其中，在具體運動中感受學科認知的積淀。教師推出視頻觀察任務，將學生帶入特定運動世界，讓學生對各種運動形式有了更直接的了解。學生對虛擬世界有觀察興趣，這是重要的學習契機。教師適時做出設計和組織，能夠產生更多教學成長點。VR技術應用無處不在，教師要做好篩選和創新，調動學生的多種感官。

四、評價升級利用VR技術

教學評價是教學的重要環節，教師常規評價大多是借助書面評語形式實現，這樣的評價缺少一定的溫度，使學生大多處于無感的狀態。VR技術的廣泛應用，為教師進行教學評價創造了條件。教師推出師生互評、學生互評、學生自評等評價方式，讓學生成為評價的主體，能夠讓學生及時發現自己的問題和不足。教師借助網絡互動平臺組織評價學習，能夠對學生形成多點刺激，激發學生學習科學的主動性。

在教學“導體和絕緣體”這節內容時，教師先介紹電路連接，并拿出導線讓學生觀察，說說導線的特點，對其導電性做現場檢驗。學生對教師演示實驗比較感興趣，從教師的操作中獲得不少感知體驗。為強化學生的實踐體驗，教師將學生分成幾個小組，讓學生集體合作，展開驗證實驗：這里有一些物品，先集體討論，對這些物體的導電性估猜，然后利用實驗驗證，看看誰估猜得更為精準。學生對實驗有更高期待，開始觀察和思考，其估猜過程也很順利。在實驗操作環節，教師給予必要協助，確保實驗能夠正常運行。經過一番操作，各個小組的實驗都順利完成，學生對相關物質的導電性也進行了確認。為培養學生的生活學習意識，教師設計了延伸訓練任務，讓學生回家之后，展開生活觀察和調查：哪些家用電器既有導體又有絕緣體部分？然后將調查結果發送到微信群。學生開始生活觀察，并將調查信息做微信傳遞，同時，教師對學生的學習表現做評價處理。

教師布置現場實驗操作任務，使學生從實踐操作中獲得的學習體驗更為真實，教學價值更為豐富。學生對生活中的電器做調查，借助網絡平臺展開互動討論，這是VR技術的延伸應用，其訓練效果是顯而易見的。教師對多種信息技術做創新應用，能夠產生豐富動力，為學生學習提供更好服務。

在科學學科教學設計時，教師適時滲透VR技術，整合教學資源、創新教學情境、組織教學活動、升級教學評價，能夠創造更多教學亮點，使學生接受度更高，其激發效果也更強。科學學科教學與VR技術有更多契合點，教師要科學合理運用VR技術輔助手段，成功激發學生的學習主動性，讓學生在虛擬世界中認識科學、探索科學，以彌補其生活實踐不足的問題。