VR技術(shù)在“環(huán)境地質(zhì)學(xué)”課程思政融入中的應(yīng)用探索

[基金項(xiàng)目]2023年度課程思政師范課堂建設(shè)項(xiàng)目“新工科背景下‘環(huán)境地質(zhì)學(xué)’課程思政設(shè)計(jì)與實(shí)踐”（無(wú)項(xiàng)目編號(hào)標(biāo)記）

[作者簡(jiǎn)介]（1995—），女，河南鄭州人，博士，講師，主要從事污染控制工程研究;（1979—），男，浙江溫州人，博士，副院長(zhǎng)（通信作者），教授，主要從事水污染控制工程研究。

[中圖分類號(hào)]G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1674-9324（2025）31-0109-04 [收稿日期］2024-08-12

引言

虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)利用計(jì)算機(jī)生成虛擬環(huán)境，能使人產(chǎn)生身臨其境的感覺[1]。在“環(huán)境地質(zhì)學(xué)”課程中，構(gòu)建沉浸式、互動(dòng)性強(qiáng)的專業(yè)虛擬教學(xué)場(chǎng)景并融入思政教育內(nèi)容，更能使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的同時(shí)樹立正確的價(jià)值觀

一、VR技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域課程思政融入中的應(yīng)用現(xiàn)狀

環(huán)境地質(zhì)學(xué)是研究人類活動(dòng)和地質(zhì)環(huán)境相互作用的交叉學(xué)科，其研究方向多元、研究視角寬泛、課程設(shè)置靈活，能夠挖掘的思政元素廣博多樣且案例豐富[2]，將思政教育融人環(huán)境地質(zhì)專業(yè)課程，有利于學(xué)生理解復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境問題。

（一）虛擬沉浸實(shí)驗(yàn)與互動(dòng)教學(xué)資源：親身體驗(yàn)

我們構(gòu)建沉浸式虛擬實(shí)驗(yàn)室[3]，學(xué)生可以進(jìn)行各種地質(zhì)實(shí)驗(yàn)，觀察和分析地質(zhì)現(xiàn)象，安全可控、操作便捷、生動(dòng)具體、直觀易懂，讓學(xué)生自主探索地質(zhì)變遷對(duì)環(huán)境的影響，變被動(dòng)接受為主動(dòng)參與，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。

（二）虛擬地質(zhì)考察與生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目：感同身受

模擬地質(zhì)實(shí)地考察場(chǎng)景教學(xué)能夠克服傳統(tǒng)實(shí)地考察的時(shí)空限制與安全隱患，讓學(xué)生了解各種地質(zhì)現(xiàn)象背后的環(huán)保問題4」；在虛擬仿真環(huán)境中觀察與分析巖層構(gòu)造和礦物分布與水土流失現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)資源分布不均、生態(tài)系統(tǒng)脆弱以及人類活動(dòng)影響，理解保護(hù)和利用的矛盾[5]。

（三）虛擬災(zāi)害模擬與環(huán)保公益活動(dòng)：受益匪淺

我們模擬地震、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害場(chǎng)景°，讓學(xué)生觀察地質(zhì)構(gòu)造動(dòng)態(tài)變化，體驗(yàn)災(zāi)害對(duì)人類社會(huì)的影響，增強(qiáng)學(xué)生的防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感，這種方式比傳統(tǒng)的教學(xué)更具吸引力和互動(dòng)性；模擬植樹造林和垃圾分類等環(huán)保公益活動(dòng)，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中參與環(huán)保實(shí)踐，了解植樹過程和意義，體驗(yàn)環(huán)保工作，獲得環(huán)保知識(shí)，培養(yǎng)環(huán)保意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。

VR技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境領(lǐng)域課程已初見成效，但在思政融合教育方面仍處于探索階段，存在應(yīng)用層次不深、資源開發(fā)不足等問題，教學(xué)資源匱乏、內(nèi)容陳舊、權(quán)威性不夠、精品度不高，未能充分挖掘思政教育的內(nèi)涵，有待進(jìn)一步改進(jìn)完善。

二、VR技術(shù)應(yīng)用于“環(huán)境地質(zhì)學(xué)”課程思政融入的可行性分析

“環(huán)境地質(zhì)學(xué)”以研究人地關(guān)系為主線，對(duì)學(xué)生生態(tài)文明建設(shè)、環(huán)保理念的樹立及人地協(xié)調(diào)觀的樹立有著天然的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)[7]。我們將復(fù)雜的地質(zhì)現(xiàn)象和環(huán)境問題形象化、可視化并融入思政元素，有利于學(xué)生更好地理解和掌握知識(shí)，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感和生態(tài)文明意識(shí)。

（一）技術(shù)優(yōu)勢(shì)與教育需求的相互結(jié)合：雙向契合

VR技術(shù)具有強(qiáng)大的沉浸感、互動(dòng)性和可視化能力，使學(xué)生告別枯燥的課堂與被動(dòng)的聽講，自主探索、互動(dòng)實(shí)驗(yàn)、沉浸體驗(yàn)，既是觀察者，也是參與者，觀察直觀、理解深刻。例如，我們模擬地質(zhì)災(zāi)害場(chǎng)景，讓學(xué)生虛擬體驗(yàn)地震、滑坡災(zāi)害的發(fā)生和影響，增強(qiáng)學(xué)生的防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感，可以拓展學(xué)習(xí)空間、提升鉆研興趣、增進(jìn)知識(shí)理解、創(chuàng)造體驗(yàn)感悟、激發(fā)探究意愿、培養(yǎng)創(chuàng)新能力、提升教學(xué)效果。

（二）思政教育與專業(yè)教育的深度融合：目標(biāo)一致

我們?cè)O(shè)計(jì)虛擬場(chǎng)景，將思政教育內(nèi)容融入專業(yè)知識(shí)講授，提高思政教育實(shí)效，豐富專業(yè)教育內(nèi)涵。例如，在虛擬生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目中，學(xué)生不僅可以學(xué)習(xí)生態(tài)修復(fù)的專業(yè)知識(shí)，還能多感官參與知識(shí)實(shí)時(shí)交互，深刻理解生態(tài)文明理念，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)；通過虛擬地質(zhì)災(zāi)害模擬，學(xué)生可以了解災(zāi)害的破壞力，體驗(yàn)應(yīng)急處置過程，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感和應(yīng)急能力。

（三）個(gè)性教育與教學(xué)效果的多元評(píng)價(jià)：精準(zhǔn)發(fā)力

VR技術(shù)提供的詳盡數(shù)據(jù)分析功能，讓教學(xué)評(píng)測(cè)變得更加精準(zhǔn)，也更加多樣化。我們通過數(shù)據(jù)分析，全面評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度、操作技能、存在問題以及知識(shí)掌握情況。根據(jù)反饋情況，改進(jìn)優(yōu)化案例，調(diào)整教學(xué)策略，進(jìn)行個(gè)性化輔導(dǎo)，既增強(qiáng)教學(xué)的科學(xué)性、準(zhǔn)確性、針對(duì)性，又確保思政內(nèi)涵的潛移默化、教學(xué)效果的持續(xù)提升。

（四）資源支持與技術(shù)手段的推廣應(yīng)用：前景廣闊

VR技術(shù)與課程教學(xué)耦合發(fā)展，是對(duì)傳統(tǒng)思想政治教育理念在環(huán)境基礎(chǔ)、關(guān)系模式和交往方式等方面的創(chuàng)新超越，是教學(xué)關(guān)系、教學(xué)理念的深刻重構(gòu)。這種模式不僅符合新工科和大數(shù)據(jù)背景下專業(yè)理論課數(shù)據(jù)化、精準(zhǔn)化、科學(xué)化、智慧化要求，而且為“環(huán)境地質(zhì)學(xué)”課程思政元素的融入應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支撐和便捷的創(chuàng)新平臺(tái)，也促進(jìn)了教育資源的公平分配。其強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)與現(xiàn)代教育需求的結(jié)合，為教學(xué)內(nèi)容和方法的創(chuàng)新提供了有力支持，應(yīng)用前景十分廣闊。

三、VR技術(shù)應(yīng)用于“環(huán)境地質(zhì)學(xué)”課程思政融入的案例挖掘

在“環(huán)境地質(zhì)學(xué)”課程中融入思政教育的核心目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和生態(tài)文明意識(shí)。在設(shè)計(jì)VR技術(shù)應(yīng)用案例時(shí)，我們主要基于沉浸式體驗(yàn)、互動(dòng)性學(xué)習(xí)、情境化教學(xué)、多維度評(píng)價(jià)和跨學(xué)科融合五個(gè)方面，創(chuàng)設(shè)虛擬教學(xué)場(chǎng)景，建立互動(dòng)教學(xué)關(guān)系，構(gòu)建沉浸式教學(xué)體系，提升教學(xué)主體素養(yǎng)，提升思政融人實(shí)效。

（一）地質(zhì)學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)和前沿動(dòng)態(tài)專題

我們應(yīng)用VR技術(shù)展示地震監(jiān)測(cè)、遙感技術(shù)等前沿研究成果，互動(dòng)演示最新研究進(jìn)展，融人科技創(chuàng)新精神、科學(xué)素養(yǎng)等思政元素，激發(fā)學(xué)生的科研興趣，增強(qiáng)其科技創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)素養(yǎng)。

（二）地質(zhì)年代的劃分和板塊構(gòu)造理論專題

我們應(yīng)用VR技術(shù)再現(xiàn)地質(zhì)年代劃分、板塊運(yùn)動(dòng)，互動(dòng)模擬地球環(huán)境變化的過程，融入環(huán)境變遷與文明發(fā)展、歷史責(zé)任感等思政元素，讓學(xué)生直觀理解地質(zhì)年代和板塊構(gòu)造對(duì)環(huán)境的影響，增強(qiáng)歷史責(zé)任感。

（三）地震的成因、發(fā)展、監(jiān)測(cè)及防災(zāi)減災(zāi)策略專題

我們應(yīng)用VR技術(shù)模擬地震發(fā)生過程，互動(dòng)體驗(yàn)監(jiān)測(cè)手段及防災(zāi)減災(zāi)演練，融人防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)、社會(huì)責(zé)任感等思政元素，增強(qiáng)學(xué)生的防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)和應(yīng)急處置能力，培養(yǎng)其社會(huì)責(zé)任感。

（四）水資源的分布、水循環(huán)和流水地貌的形成專題

我們應(yīng)用VR技術(shù)展示全球水資源分布和水循環(huán)過程，互動(dòng)模擬流水地貌的形成和管理措施，融人水資源保護(hù)意識(shí)、可持續(xù)的發(fā)展觀等思政元素，增強(qiáng)學(xué)生的水資源保護(hù)意識(shí)，理解可持續(xù)發(fā)展的重要性。

（五）大氣污染的原因、影響和防治措施專題

我們應(yīng)用VR技術(shù)模擬大氣污染源及傳播途徑，互動(dòng)展示防治措施的實(shí)際操作和效果，融人環(huán)保意識(shí)、生態(tài)文明理念等思政元素，提升學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，理解大氣污染防治的重要性。

（六）土壤資源的類型、礦產(chǎn)資源的勘探與開發(fā)專題

我們應(yīng)用VR技術(shù)展示土壤類型和礦產(chǎn)勘探過程，互動(dòng)模擬開發(fā)過程及其環(huán)境影響，融人資源保護(hù)與合理利用、環(huán)保意識(shí)等思政元素，提高學(xué)生對(duì)資源保護(hù)和合理利用的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)其環(huán)保意識(shí)。

（七）能源的分類和利用專題

我們應(yīng)用VR技術(shù)展示不同類型能源的獲取和利用過程，互動(dòng)演示其環(huán)境影響和綠色能源應(yīng)用，融人綠色能源理念、可持續(xù)的發(fā)展觀等思政元素，提升學(xué)生對(duì)綠色能源的認(rèn)識(shí)，理解可持續(xù)發(fā)展理念。

具體設(shè)計(jì)案例時(shí)，要明確教學(xué)目標(biāo)，選取既有較高教學(xué)價(jià)值，又能引發(fā)學(xué)生深人思考和討論的典型地質(zhì)現(xiàn)象和環(huán)境問題，確保專業(yè)知識(shí)與思政教育內(nèi)容的有機(jī)融合與互動(dòng)體驗(yàn)。例如，在地質(zhì)災(zāi)害模擬中，強(qiáng)調(diào)防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感；在生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目中，強(qiáng)調(diào)生態(tài)文明理念和環(huán)保意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生充分理解習(xí)近平生態(tài)文明思想，提升學(xué)生的愛國(guó)主義情懷和專業(yè)素養(yǎng)[8]

四、VR技術(shù)在“環(huán)境地質(zhì)學(xué)”課程思政融入中的應(yīng)用前景展望

在新工科背景下，VR技術(shù)可以有效地將復(fù)雜的地質(zhì)現(xiàn)象和環(huán)境問題形象化、可視化，使學(xué)生在沉浸式的學(xué)習(xí)環(huán)境中更好地理解和掌握知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感，著力培養(yǎng)學(xué)生的生態(tài)保護(hù)意識(shí)、觀念與情懷，讓學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感和生態(tài)文明意識(shí)，把資源安全底線守得更“牢”。

（一）浸潤(rùn)式設(shè)計(jì)，體驗(yàn)式互動(dòng)，時(shí)效性融入：深化思政教育內(nèi)容

我們要進(jìn)一步深化“環(huán)境地質(zhì)學(xué)”課程中的思政教育內(nèi)容，結(jié)合社會(huì)熱點(diǎn)、學(xué)科爭(zhēng)議和時(shí)代精神，細(xì)致全面挖掘課程思政元素，融人更多的環(huán)保理念和社會(huì)責(zé)任感教育。例如，通過互動(dòng)場(chǎng)景設(shè)計(jì)，使學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行自主探索和實(shí)驗(yàn)，如虛擬地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急演練和生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目的實(shí)施，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和分析能力，變被動(dòng)輸人為主動(dòng)學(xué)習(xí)，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作精神和解決實(shí)際問題的能力。

（二）跨學(xué)科融合，多維度體驗(yàn)，多目標(biāo)培養(yǎng)：推進(jìn)資源優(yōu)化共享

新工科重視理論教學(xué)中知識(shí)的系統(tǒng)性和邏輯性，強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科的融合與協(xié)作。VR技術(shù)能夠推動(dòng)校內(nèi)外優(yōu)質(zhì)的師資、課程、實(shí)訓(xùn)資源共建、共享。VR技術(shù)通過梳理內(nèi)部資源、鏈接外部資源，推動(dòng)思政教育與專業(yè)教育同頻共振、深度融合，重塑專業(yè)教育通識(shí)認(rèn)知，推動(dòng)跨學(xué)科教學(xué)模式的發(fā)展，給學(xué)生提供全方位學(xué)習(xí)體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)價(jià)值目標(biāo)的進(jìn)一步培養(yǎng)。如構(gòu)建三維地質(zhì)空間全景環(huán)境，讓學(xué)生從真實(shí)仿真型虛擬場(chǎng)景中了解地球生命與環(huán)境的演化過程與相互影響，進(jìn)而認(rèn)識(shí)到人類與自然和諧共處的重要性，“融”出專業(yè)教育新寬度、特色育人新高度、服務(wù)發(fā)展新力度。

（三）大數(shù)據(jù)支撐，精準(zhǔn)性評(píng)估，個(gè)性化施教：推動(dòng)教育公平有效

VR技術(shù)提供的詳細(xì)數(shù)據(jù)分析功能將大大提升教學(xué)評(píng)估的精準(zhǔn)性。借助VR技術(shù)全面評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和效果，建體系、強(qiáng)基礎(chǔ)、固根本、補(bǔ)短板，協(xié)同聯(lián)建教育教學(xué)資源共享平臺(tái)，針對(duì)學(xué)生的不同情況，抓重點(diǎn)、攻難點(diǎn)、找問題、開方子，進(jìn)行浸潤(rùn)式個(gè)性化輔導(dǎo)，持續(xù)提高教學(xué)的針對(duì)性和實(shí)效性，不斷提升VR創(chuàng)新的廣度、深度、力度、精度。此外，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，偏遠(yuǎn)地區(qū)的學(xué)生也可以享受到優(yōu)質(zhì)的教育資源，參與到高水平的虛擬實(shí)地考察和實(shí)驗(yàn)中，縮小教育資源差距。

（四）國(guó)際化視角，無(wú)障礙交流，跨國(guó)界合作：感悟全球環(huán)境治理

VR技術(shù)的應(yīng)用將促進(jìn)國(guó)際的教育交流與合作。在生態(tài)文明建設(shè)和“一帶一路”背景下，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，學(xué)生可以以更高站位、更高標(biāo)準(zhǔn)、更嚴(yán)要求，在虛擬環(huán)境中參與國(guó)際科研項(xiàng)目的討論和交流，了解全球變暖后地球環(huán)境和生物多樣性受到的影響，了解全球范圍內(nèi)的環(huán)境地質(zhì)問題及其解決方案，拓寬國(guó)際視野，增強(qiáng)全球意識(shí)。

結(jié)語(yǔ)

在新工科背景下，傳統(tǒng)的教育形式既不能激發(fā)學(xué)生的興趣，也達(dá)不到教育的效果，我們須加強(qiáng)創(chuàng)新，契合時(shí)代發(fā)展的要求[9]。借助VR技術(shù)實(shí)現(xiàn)多層級(jí)、多渠道、多形態(tài)的沉浸式體驗(yàn)、交往互動(dòng)和深度開發(fā)，以增強(qiáng)教書育人核心功能、提高教育教學(xué)核心競(jìng)爭(zhēng)力為重點(diǎn)，在理解、尊重、信任的基礎(chǔ)上，通過師生對(duì)話交流，形成共同情感、共同價(jià)值、共同目標(biāo)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)實(shí)際效果，實(shí)現(xiàn)學(xué)科認(rèn)知、個(gè)人興趣、職業(yè)體驗(yàn)、社會(huì)生活等多場(chǎng)域的融合。向“新”而行、以“質(zhì)”致遠(yuǎn)，我們必將進(jìn)一步豐富教學(xué)內(nèi)容、提升教育效果、促進(jìn)教育公平、增進(jìn)國(guó)際交流，從而培養(yǎng)具有社會(huì)責(zé)任感的高素質(zhì)人才。

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Exploration of theApplication of Virtual Reality Technology in the Integration of Ideological and Political Education in Environmental Geology Courses ZHANGYua，LUJing?，ZHANG Zheng-zhea，JINRen-cuna （a.School of Engineering，b. College ofLife and Environmental Science，Hangzhou Normal University， Hangzhou， Zhejiang 311l21， China）

Abstract：Under thebackgroundof thenew engineering disciplines，VirtualReality（VR）technologyprovides apowerful toolfor innovative teachinganddeep integrationof ideologicalandpolitical education inenvironmental geology courses.Immersive and interactive experiences enabled by VR technology enhance students’ interest in exploration and learning outcomes and strengthen their sense of social responsibilityand ecological civilization awareess This paper explores the current application，feasibilityspecific cases，and prospects of VR technology in environmental geology courses，finding that it can improve teaching quality and ofer new opportunities for ideological and political education.TherapiddevelopmentofVR technologyand its gradual deepeningapplication will furtherenrichteachingcontent，enhanceeducationaleffctivenes，promoteeducationalequityandincrease international exchanges，thereby cultivating high-quality talents with social responsibility.

Key Words： Environmental Geology;ideological and political education; virtual reality technology; new engineering education