中學歷史課堂中的“時間旅行”：談虛擬現實與增強現實技術的融合應用

DOI：10.12241/j.issn.1009-7252.2025.10.046

在中學歷史課堂上，教師引入時間旅行，帶動學生進行深人拓展研學，具有重要意義。教師應當對相關主題活動進行靈活開發，結合交互式的系統，帶動學生靈活操作、自由探究，從而提高學生的整體學習品質。

一、中學歷史課堂時間旅行的意義

在歷史學科核心素養中提出了培養學生時空觀念的指標，因此，在歷史課堂上引入時間旅行對于帶動學生進行深入學習具有重要意義。時間旅行可以將學生帶入特定歷史場景中，使其訪問、經歷那個時代的生活和事件，借此激發學生的好奇心和探索欲望，使其對歷史學習產生濃厚興趣。同時，在時間旅行環節，學生可以深入了解歷史事件的原因、背景、過程、結果以及與之相關的人物、文化、社會背景，有助于全面了解歷史，形成完整的歷史認知框架。同時，基于時間旅行，還可以引導學生站在宏觀的角度，剖析歷史發展的規律和特征，從而使學生能夠形成整體性思維，從歷史發展的底層邏輯角度，參與歷史研學，找到歷史學習的一般性規律。

除此之外，歷史與地理、文學、藝術等多門學科具備緊密關聯，在時間旅行中，學生也可以通過歷史學習，見證多元學科的發展和變遷，比如見證人文地理、文學藝術的變遷。

最后，時空旅行還可以幫助學生在歷史研學環節感受到文化的多樣性，提升自身的文化素養和跨文化交際能力。總體來說，中學歷史教師在歷史課堂上引入時間旅行，對于帶動學生進行深人全面研學具有重要意義。

二、基于虛擬現實和增強現實技術的中學歷史課堂時間旅行策略

（一）沉浸式的歷史體驗

1.多感官中學歷史教師融合虛擬現實和增強現實技術來開展時間旅行活動，需給予學生沉浸式的歷史體驗。這要求歷史教師構建高度逼真的歷史場景，使學生仿佛置身于歷史現場。其中，教師可利用VR技術，讓學生親臨戰場，感受古代戰爭的激烈和殘酷，從而深入理解戰爭的起因、過程和影響，這種身臨其境的體驗可增強學生的代入感，使其更加專注于歷史學習。此外，沉浸式體驗不僅提供包含視覺上的逼真場景，還涉及聽覺、觸覺等多感官的聯動，基于增強現實技術，學生可以在虛擬環境中與虛擬歷史元素互動，如觸摸歷史文物，使學生更加深入地感受歷史，增強對歷史事件的記憶和理解。

例如，在沉浸式體驗古羅馬帝國的興衰的時間旅行中，歷史教師利用VR技術，構建了一個高度逼真的古羅馬競技場場景。學生們佩戴VR頭盔后，發現自己置身于公元前80年的古羅馬競技場內，周圍是座無虛席的觀眾，角斗士們正在激烈戰斗。視覺上的細節，如競技場的石材紋理、觀眾的服裝和表情，都讓學生仿佛穿越了時空。在VR場景中，學生們不僅能聽到角斗士的吶喊、觀眾的歡呼和噓聲，還能聽到遠處市場的喧囂、奴隸們的低語，以及偶爾傳來的戰車轟鳴。這些聲音通過高質量的立體聲音頻技術傳輸，使得整個場景更加生動。結合AR技術，當學生們在現實教室中手持AR設備時，他們可以通過虛擬觸摸感受到競技場座位的粗糙質感，甚至“觸摸”到角斗士的盾牌和盔甲，這種觸覺反饋大大增強了他們的沉浸感。通過多感官的沉浸式體驗，學生們不僅更加直觀地理解了古羅馬競技場的規模和氛圍，還深刻感受到了古羅馬社會的階級分化、娛樂文化以及對戰爭和暴力的態度。這種體驗極大地增強了他們的代人感，使他們更加專注于學習古羅馬歷史。

2.動態過程

虛擬現實技術還可以模擬歷史事件的動態過程，如戰爭的推進、城市興衰，學生可通過佩戴VR設備，以第一視角或第三人稱視角，觀看這些歷史事件的動態，直觀了解歷史發展脈絡。這種動態場景不僅能夠增強歷史的生動性，還能夠支撐其深人理解歷史事件的因果關系。而增強現實技術可將數字信息進行堆疊，為學生提供更加豐富的信息和互動體驗，學生可以在現實環境中觀看到歷史虛擬場景，結合AR設備，了解其背景和意義，此類融合形式還可以使學生更加深人地理解歷史知識，促進歷史與現實聯系，加深對歷史知識的理解和對社會問題的關注。例如，教師利用VR技術，模擬了古羅馬帝國與周邊民族的戰爭過程。學生們可以選擇以羅馬將領或普通士兵的視角，參與到虛擬的戰爭中。他們可以看到戰爭策略的執行、軍隊的調動、城墻的攻防等動態過程，直觀感受戰爭的殘酷和策略的重要性。并且，通過AR技術，學生們可以在現實教室中觀看到古羅馬城市從繁榮到衰落的動態過程。他們可以看到城市的建筑逐漸增多、人口增加，然后隨著戰爭的破壞、經濟的衰退，城市逐漸變得荒涼。AR設備上的數字信息堆疊，提供了關于每個時期城市規模、人口、經濟、文化等方面的詳細信息。

（二）基于時間旅行，掌握歷史發展的規律

教師引入時間旅行，結合虛擬現實和增強現實技術，需要引領學生通過體驗式、沉浸式學習，從更加宏觀的維度，了解歷史發展的規律和特征。相關技術能夠構建跨越時空的歷史場景，使學生在虛擬環境中經歷不同歷史時期的重要事件，這種直觀感知，不僅限于視覺上的體驗，還包含對歷史事件的時間線、地理分布以及社會背景的全面了解。結合VR技術，學生可以參與到不同的歷史時期，直觀感受歷史變遷，從而形成對時空的深層次認知。在虛擬情景中，教師可以同步穿插一系列互動任務，引導學生探究歷史事件之間的內在關系，如通過模擬歷史事件的關鍵節點，學生可以觀察到不同決策或行動對歷史走向的影響，通過揭示其中的因果關系，有助于學生理解歷史發展的復雜性和規律性，培養其批判性思維和問題解決能力。同時，增強現實技術還可以將歷史數據以動態圖表、地圖等形式堆疊，使學生能夠了解歷史趨勢和周期，如通過AR技術，學生可以發現文明興衰周期，以及經濟、政治、文化的發展趨勢，從中汲取智慧，為生活學習提供借鑒。最后，虛擬現實和增強現實技術的應用還可以幫助學生理解歷史事件對現實的影響，通過模擬歷史事件在當代社會中的反映，使學生在思考歷史規律時進行遷移學習，在當代社會環境中嘗試基于歷史經驗，汲取教訓來應對現實問題。

例如，封建王朝中央集權的強化是中國古代歷史中的一個重要主題，涉及多個朝代，如秦朝、漢朝、唐朝、明朝和清朝。這一過程中，中央政府的權力逐漸加強，地方勢力的影響力被削弱，形成了高度集中的政治體制。

1.跨越時空的歷史場景構建

教師利用VR技術，構建了秦朝統一六國、漢朝推行郡縣制、唐朝設立三省六部制、明朝廢除丞相設立內閣、清朝加強皇權等關鍵歷史時期的虛擬場景。學生佩戴VR設備后，可以身臨其境地參與到這些歷史事件中，如親眼目睹秦始皇統一六國的戰爭場面，親自體驗漢武帝推行推恩令削弱諸侯王勢力的過程。借此，學生不僅獲得了視覺上的震撼，還全面了解了這些歷史事件的時間線、地理分布以及社會背景，形成了對封建王朝中央集權強化過程的宏觀認知。

2.探究歷史事件之間的內在關系

在虛擬情景中，教師設計了互動任務，如模擬漢朝推行郡縣制后，學生需要觀察并分析這一政策對地方勢力的影響，以及中央集權如何因此得到加強。又如，在模擬唐朝三省六部制時，學生需要扮演不同官職，理解這一制度如何分散相權，加強皇權。學生深入探究了歷史事件之間的內在關系，理解了不同決策或行動對歷史走向的影響。他們逐漸認識到，中央集權的強化往往伴隨著政治制度的變革、經濟政策的調整以及軍事力量的集中。

3.揭示歷史發展的復雜性和規律性

教師利用AR技術，將歷史數據以動態圖表、地圖等形式堆疊在學生眼前的虛擬空間中。學生可以看到不同朝代中央集權程度的變化趨勢，以及與之相關的經濟、政治、文化發展趨勢。例如，他們可以發現，隨著中央集權的加強，國家的統一和穩定得到了保障，但也可能導致官僚主義的滋生和腐敗的蔓延。

（三）互動式歷史探索

虛擬現實和增強現實技術配合人工智能、大數據算法，還可以在時間旅行活動中給予學生互動探索體驗。在該環節，教師需要將虛擬元素與現實環境結合在一起，為學生提供一個豐富多樣的互動體驗環境。其中，教師可以借助交互式系統，在虛擬空間中帶領學生參與歷史角色扮演，對歷史事件進行再現。同時，參與歷史遺跡探索，提高學習效率。在互動式探索活動中，教師可引領學生嘗試自動調整虛擬系統參數和變量，觀察這些事件的發展脈絡和走向。比如，教師可以引導學生嘗試對某一戰爭事件的條件進行重新設立，來分析相關變量的變動對歷史的影響。在虛擬空間中，學生可以將自身的猜想付諸實踐，通過與虛擬系統互動，得到不同的實驗結果，從而提高學習品質。學生可以嘗試經歷歷史事件，如戰爭、企業改革，通過自主靈活操作和變動，調整其中的各項條件，可以了解不同歷史因素在影響歷史進程中的作用，如政治決策、科技發展、文明復興，更加深入理解歷史發展的底層邏輯。最后，虛擬現實和增強現實技術還可以搜集學生的互動數據，如行動軌跡、操作記錄、時間花費，從而了解學生的學習情況，并給予其個性化教學指導。因此，教師可以引入時間旅行活動，給予學生在活動中更加廣闊的操作空間，支持學生將自身的猜想、假設付諸實踐，進行探索性學習。

例如，宋朝王安石變法是中國歷史上一次重要的政治、經濟改革運動，通過一系列政策調整，解決國家財政困難，加強中央集權，促進農業發展和社會穩定。

1.虛擬元素與現實環境的結合

教師利用VR技術，構建了一個虛擬的宋朝都城汴京（今開封），學生佩戴VR設備后，可以身臨其境地漫步在繁華的街市中，看到商鋪林立、車水馬龍，甚至可以與虛擬的宋朝市民進行互動對話。同時，AR技術將歷史遺跡（如大相國寺、清明上河圖所描繪的場景）的3D模型疊加在現實環境中，學生可以通過手機或AR眼鏡觀察這些遺跡的復原景象，增強歷史現場感。

2.歷史角色扮演與事件再現

在虛擬空間中，教師引導學生扮演王安石、司馬光等歷史人物，通過交互式系統參與歷史事件的再現。例如，學生可以扮演王安石，在虛擬的朝廷中發表變法演講，與反對派（如司馬光）進行辯論。通過角色扮演，學生不僅了解了變法的具體內容，還深刻體會到了當時政治斗爭的復雜性和激烈性。

3.歷史遺跡探索與學習效率提升

學生利用AR技術，在現實環境中探索與王安石變法相關的歷史遺跡，如王安石故居、變法相關的碑刻等。通過掃描AR標記，學生可以看到這些遺跡的歷史背景、變法政策的具體實施情況，以及它們對后世的影響。這種探索方式不僅提高了學生的學習興趣，還加深了他們對變法內容的理解和記憶。

4.虛擬系統參數調整與變量分析

在互動式探索活動中，教師引導學生嘗試對王安石變法中的某個條件進行重新設立，如調整青苗法的利率、均輸法的實施范圍等。通過虛擬系統的模擬，學生可以看到這些變量的變動如何影響國家的財政收入、農民的生活狀況、官員的腐敗程度等。例如，學生可以嘗試提高青苗法的利率，觀察農民借貸成本的變化及其對農業生產的影響。這種實驗性的學習方式，讓學生更加直觀地理解了不同歷史因素在影響歷史進程中的作用。

5.學生互動數據搜集與個性化教學指導

虛擬現實和增強現實技術可以搜集學生在互動探索過程中的數據，如行動軌跡、操作記錄、時間花費等。通過分析這些數據，教師可以了解學生的學習情況，如哪些環節學生表現出濃厚的興趣，哪些部分學生存在困惑或誤解。基于這些數據，教師可以為學生提供個性化的教學指導，如針對某些難點進行重點講解，或為學生提供更多相關的學習資源。

（四）虛擬歷史人物與歷史對話

中學歷史教師在時間旅行維度引入VR和AR技術開展教學活動，需要構建虛擬歷史人物，引領學生進行對話互動，更加深入地理解歷史背景、人物性格、事件經過及其影響。在此過程中，教師可以構建高度逼真的虛擬人物，相關人物不僅在外貌上與歷史人物相似，還能夠通過動作、語言表現出其性格特點和所處的時代背景。教師可依托人工智能系統，融合VR和AR技術，借助強大的自然語言功能，給予學生與歷史人物對話互動的機會，從而更加高效地投人到歷史學習中。學生可以與虛擬人物對話互動，相關對話可以是預設的，也可以是學生自主提問的。人工智能系統則可以結合學生提問以及歷史事件的本質，提出對應的解答，相關解答可以是基于當前歷史的一般性規律，也可以是基于不同結果的創新性表達，既可以培養學生的批判性思維，又能夠幫助其鞏固歷史知識。而教師可提供多元化的對話場景，如歷史人物生活場景、歷史決策過程，通過與不同虛擬人物對話，學生可以了解歷史人物和事件，形成更加完整的歷史認知。最后，在虛擬空間環境中，教師也可以引導學生嘗試扮演角色，進行虛擬對話互動，學生可以充當游客，也可以充當部分歷史人物，進行互動交際，雙方之間的互動溝通，在角色之間的來回切換，可以更加自由地進行探索學習，從而增強學習體驗。

參考文獻：

[1]黃震宇《增強現實中虛實融合和人機交互技術的研究與應用》，電子科技大學2012年碩士論文。

[2]楊曉光《談增強現實和虛擬現實技術在課堂教學中的應用》，《中國信息技術教育》2017年第2期。