基于VR技術的高中地理大單元教學實踐研究

陳影

摘要：高中地理大單元教學往往會通過創設情境，圍繞某個特定的主題或目標，將相關的學科知識進行重新整合，引導學生經歷一個相對完善的知識創生過程。VR技術可以模擬出與現實環境相似的虛擬環境，通過視覺、聽覺讓學生親身感受真實存在的地理事物、地理規律與地理原理，更好地實現與高中地理教學的融合。本文以2019年人教版高中地理必修一第六章第二節《地質災害》為例，嘗試探究VR技術與高中地理大單元教學的融合，以期為高中地理大單元教學與信息技術融合提供借鑒和參考。

關鍵詞：高中地理 大單元教學 VR技術

一、前言

VR技術提供的各種情境素材可以有效融入高中地理大單元教學中。大單元地理教學一般通過創設真實情境，圍繞整個一節課甚至一個章節的教學，將教材上涉及的一系列知識進行重新整合。目前因安全、時間、經費等因素的制約，高中地理教學中地理實驗、社會實踐、野外考察活動機會少，很多學生在學習地理的過程中表現出內驅力不足的問題。為緩解這種困境，很多教師采取各種手段設置一定的情境，試圖激發學生學習地理的興趣，但由于情境多為教師口述、圖片、短視頻展示，再加上大多數學生缺乏實際生活生產經驗，學生很難沉浸到現實的情境中去，導致教學效果不佳。VR技術應用到高中地理課堂，為大單元地理教學設計提供真實情境，從而加強學生對地理原理和地理規律的理解，擺脫戶外教學各方面的束縛。

VR技術融入大單元地理教學，將真實情境貫穿在教學中，不僅可以提高學生學習興趣和學習效率，還使地理知識與信息技術有機融合，營造輕松的地理學習環境，提升教育教學質量，為高中地理信息化教學提供一種嶄新方式。

二、高中地理教學中應用VR技術的必然性

目前，大部分高中生獲取知識的渠道主要有課堂、書本、網絡等，他們接觸生產實際的機會極少，也沒有機會參加生產活動（如農業生產），生產生活經驗和閱歷不足，嚴重影響實際生產生活中地理問題的分析;而且大部分文科學生空間理性思維、邏輯思維能力較弱，區域認知和地理實踐力等能力較差。結合這樣的學情，將師生帶入獨立的虛擬環境中，在地理課堂中滲透真實情境，還學生以真實情境的體驗。

三、高中地理教學中應用VR技術的可行性

目前我校有現代化的VR教學實驗室，可以開展容納30多人的小班教學，擁有VR技術的專業設備和大量的高中地理學科教學資源，在合肥市中小學教師信息技術應用能力提升工程2.0不斷推進的背景下，這些為VR技術融入高中地理教學和各類教研活動提供了實踐場所、設備平臺和理論支持。學校還配備了錄音筆、數碼攝像機、數碼照相機等音頻、視頻、圖片采集設備，若干臺臺式電腦，有利于各類地理資料收集和學生上課實際操作。以上這些為開展VR技術融入高中地理大單元教學提供了硬件和軟件支持。

綜合VR技術在高中地理大單元教學中的應用，現在以2019年人教版高中地理必修一第六章《自然災害》第二節《地質災害》為例，嘗試探究VR設備提供的高中地理教學資源與本部分教學內容的滲透和融合。

四、VR技術與高中地理大單元教學的融合實踐

2017年版2020年修訂的高中地理課程標準要求：運用資料，說明常見自然災害的成因和對人類活動的影響。本部分重點幫助學生理解自然災害與人類活動的關系，可以考慮結合當地常見的自然災害展開講解，這樣可以更好地讓學生結合實際生活加深理解，同時要涉及全國范圍內影響較大的自然災害，拓寬學生的視野。2019年人教版高中地理必修一第六章第二節《地質災害》，主要涉及地震、滑坡和泥石流，這些災害主要發生在山區，而我校所在的安徽合肥，地處平原地區，地震、滑坡和泥石流災害都不典型，平時同學們也幾乎沒有經歷過這樣的災害，為了讓學生身臨其境地感受地震、滑坡和泥石流發生時的真實場景，了解這些地質災害的形成過程和機制，我們運用VR技術提供的教學素材，形象地給同學們展示了地震、滑坡和泥石流災害發生的機制以及防災避險的各種措施。

在地震災害的大單元教學設計中，考慮到我們的學生大都沒有經歷過地震災害，課堂上教師為學生提供充分的觀察、體驗和感受的機會，多次讓同學們接觸VR設備中關于地震的內容，從而達到良好的教學效果。結合課程標準、學情校情，為了更好地達到制定的教學目標，這部分教學從以下四個環節展開。

第一個環節：給同學們展示一則發生在身邊的新聞。2020年11月14日，安徽省地震臺網正式測定：2020年11月14日07時50分在安徽合肥市廬江縣（北緯31.40度，東經117.30度）發生1.7級地震，震源深度10公里。同學們結合材料，思考：地震屬于哪一類自然災害？合肥是不是處在地震帶上？學生思考并回答，概述地質災害的基本情況。展示地質災害框架圖，引導學生思考：我們的家鄉——安徽合肥有哪些類型的地質災害？學生可以結合自己的生活經驗、新聞或者調查來回答。這樣的情境導入，極大地激發了學生探究地震災害的興趣。接著帶領同學們復習必修一第一章第四節關于地球的內部圈層的知識。地球的內部我們是無法用肉眼觀察的，也無法挖地三尺去研究，為了能更形象地給同學們展示地球內部的結構，同學們可以利用VR設備提供的素材在電腦上實際操作，點出各個圈層，再帶上配套的VR眼鏡觀察地球內部結構圖，這為后面學習地震知識做了鋪墊。

第二個環節：展示地震圖片和地震的相關概念，提問學生地震的相關知識（主要是檢查課前學生的自學情況）。概念包括地震、震源、震中、震中距、震源深度等，要求學生在圖中找出震源、震中、震源深度、震中距。接著，學生操作VR設備演示地震，在設備上點出震源、震中、震源深度、震中距在哪里。

第三個環節：學生觀看VR設備中地震發生時造成危害的視頻資料，歸納地震的危害。地震主要造成房屋倒塌，破壞道路、管道、通信等基礎設施，導致嚴重的人員傷亡和財產損失;地震還會誘發崩塌、滑坡、泥石流、火災、海嘯、有毒氣體泄漏、疫病蔓延等次生災害。地震不僅破壞當地的資源環境和生態系統，還會造成家破人亡和生活突變，從而嚴重損害災區人們的心理健康。這些影響具有一定的滯后性和隱蔽性，持續時間往往長久。2EF57D2C-63E4-441C-BD87-400EBD3E52AE

第四個環節：利用VR設備開展“地震逃生小游戲”活動，讓學生了解在地震真正來臨的時候，我們如何逃生。這個游戲不僅讓同學們學到了知識，而且激發了他們學習的興趣。

在地震這一部分知識的教學中，利用VR技術將真實情境融入課堂，不僅突出對學生“地理實踐力”“綜合思維”和“人地協調觀”素養的培養，更開拓了學生的思維，拓寬了知識面，激發學生的求知欲以及對未知世界的探索欲。

在滑坡、泥石流災害的單元教學設計中，結合學生課前的預習，為了讓學生掌握滑坡和泥石流的基本知識，我們圍繞安徽的地質災害展開教學，既傳遞了知識，同時也增強了學生的鄉土情感。

第一個環節：展示安徽地質災害圖片，提問：什么是滑坡？什么是泥石流？

讓學生先認識滑坡、泥石流災害，了解滑坡、泥石流的成因，在這里可以借助VR技術動態展示滑坡和泥石流，讓學生身臨其境地感受滑坡、泥石流發生發展的過程。結合動態的視頻演示，讓同學們思考滑坡和泥石流的形成條件，并歸納總結其形成的過程。

第二個環節：結合滑坡和泥石流的形成過程和影響因素，展示安徽氣候和地形圖，并提問：安徽哪些地方容易發生滑坡、泥石流災害？展示中國地形圖、年降水量圖、地震分布圖，并提問：放眼全國，還有哪些地方多發滑坡和泥石流災害？展示中國泥石流與滑坡分布圖，找出中國滑坡、泥石流災害最為嚴重的地區，分析我國西南地區地質災害多發的原因，并提問：人類活動是否會誘發滑坡、泥石流災害？人類活動對植被的破壞、工程建設等都會誘發地質災害。

本部分內容的設計從安徽到全國，空間尺度由小到大，引發了學生對不同空間尺度問題的思考，引導學生樹立可持續發展和人地協調的思想。

第三個環節：教師給出一個設想的情境材料，讓學生思考。暑假我們沿著皖南川藏線自駕旅游，如果在沿途遭遇滑坡和泥石流災害，我們應該怎么逃生自救呢？政府、地質工程師、當地的居民等在防災減災中應該做些什么？接著通過VR技術開展地質災害逃生小游戲，以游戲的方式加深對問題的思考（VR玩游戲：遭遇滑坡和泥石流的自救方法）。比如，在VR設備提供的模擬情境中，泥石流發生的時候有四條逃生的路徑，學生看完視頻后，往哪里逃生的問題迎刃而解：應該往背向泥石流的高處逃生。這樣增強了同學們野外求生的技能，提高了地理課堂的趣味性，更好地促進地理學習。

第四個環節：展示新聞圖片（地質災害氣象預警、臺風“煙花”引起滑坡、海地地震、地震引起滑坡和泥石流），通過災害關聯提高學生綜合思維能力;通過北斗定位導航技術成功預警災害樹立學生的國家自豪感;讓學生了解自然災害的關聯性，并明白可以通過技術手段預警災害。

本部分內容設計思路：本課時包括課前、課中、課后三部分，課前預習、收集地質災害的相關資料，課中以初識災害、探究成因、痛心危害、防災減災四個部分展開，課后進行任務拓展。以安徽地質災害為背景來了解災害并探究成因，以VR技術為手段創造災害發生時的情境，提高課堂的參與性和趣味性;在教學過程中，首先利用VR技術直觀展示滑坡和泥石流的形成，讓學生親身體驗災害發生過程;接著講解滑坡、泥石流災害成因，分布和危害。

本節內容的單元教學設計滲透對不同空間尺度的區域認知，滲透地理實踐力、人地協調觀;通過各地地震、滑坡、泥石流危害，引起學生共情，并在情境體驗中更好地思考如何防災減災。整節課以VR技術提供的真實情境貫穿始終，學生隨著課堂節奏從初識災害（驚），到探究成因（奇），再到痛心危害（苦），最后到防災減災及VR游戲（樂）。

五、結語

VR技術與高中地理教學融合，已經開始在部分地區的學校展開實踐。筆者結合校情、學情，一直在努力探索VR技術與高中地理大單元教學融合，在實際的教學中也整理了我校地理組教師執教的教學案例與實錄，如利用VR技術講授《植被》《海水的運動》《地質災害》《滑坡和泥石流》《土壤》《地球的圈層結構》《常見地貌類型》等章節內容，課堂上學生相比傳統課堂學習更積極主動，學生能更直觀地觀察自然界的地理現象、地理規律，從而進一步理解教學內容，教學效果較好。VR技術融入高中地理大單元教學中，將真實情境貫穿在整個教學中，從而營造有利于學生形成地理信息獲取意識和解決問題能力的教學環境，為高中地理多元化教學提供了一種新的教學手段。

參考文獻：

[1]劉美辰.VR技術在中學生地理核心素養培養中的實踐研究[J].中學地理教學參考，2020（8）：7274.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）[M].北京：人民教育出版社，2020.

責任編輯：黃大燦2EF57D2C-63E4-441C-BD87-400EBD3E52AE