虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用研究

◎鐘釩

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在生物教學(xué)中的應(yīng)用

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入到教學(xué)領(lǐng)域，是教育史上的一大進(jìn)步。不僅對(duì)教學(xué)理念起到了顛覆性的影響，使教學(xué)手段和教學(xué)內(nèi)容也得到了極大的改觀。虛擬教學(xué)強(qiáng)調(diào)人的主體地位，在以往的教學(xué)模式中，教師在課堂中占據(jù)著主導(dǎo)地位，在大多數(shù)時(shí)間學(xué)生都在被動(dòng)的接受著知識(shí)，這種“填鴨”式的教學(xué)方法極大的抹殺了知識(shí)接受者的的主動(dòng)性與創(chuàng)造性，而現(xiàn)代的教學(xué)理念要將以往的教學(xué)模式加以顛覆，虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)善于營(yíng)造一種主動(dòng)探索的學(xué)習(xí)方式。這種學(xué)習(xí)方式可以使學(xué)生充分體驗(yàn)到每一個(gè)過(guò)程，也有利于對(duì)學(xué)習(xí)形成樂(lè)趣，提升學(xué)習(xí)水平。

1.演練真實(shí)實(shí)驗(yàn) 在虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)中，我們可以來(lái)運(yùn)用虛擬技術(shù)模擬出各種實(shí)驗(yàn)所需的工具和材料。將各種教學(xué)機(jī)器和設(shè)備進(jìn)行實(shí)物虛化，將這些物體以三維形式呈現(xiàn)在虛擬教室中，我們只要進(jìn)入這個(gè)到這個(gè)三維空間中，就可隨時(shí)隨地的認(rèn)識(shí)和了解這些儀器設(shè)備，而且可觀察到設(shè)備內(nèi)部的構(gòu)造，便于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，而且學(xué)生在動(dòng)手進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以充分利用虛擬器材庫(kù)中的實(shí)驗(yàn)工具，隨機(jī)來(lái)挑選各種試驗(yàn)器材，調(diào)制出各種試驗(yàn)品，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的完善。通過(guò)輸入不同的數(shù)據(jù)來(lái)觀察不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行分析和比較。

2.演練教學(xué)過(guò)程 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用，可以使我們完成一些在實(shí)際課堂中不太能夠做到的一些實(shí)驗(yàn)。比如一些在短時(shí)間內(nèi)難以完成的實(shí)驗(yàn)，如探究“酸雨對(duì)生物的影響”，由于實(shí)驗(yàn)所需要的時(shí)間特別長(zhǎng)，在課堂上有限的時(shí)間內(nèi)難以完成，盡管老師可能對(duì)內(nèi)容做出了詳細(xì)的講解，但是學(xué)生看不到圖片，不能完全參與進(jìn)去也是沒(méi)有效果可言的。但如果是在虛擬實(shí)驗(yàn)中，不僅可以重復(fù)實(shí)驗(yàn)還可以節(jié)省時(shí)間，學(xué)生參與到其中，不僅可以加深對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，還可以更真實(shí)的體會(huì)到這種感受。加深對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解后，會(huì)引起學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，可能還會(huì)破解出不同的做法，有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

3.幫助學(xué)生探索未知領(lǐng)域 在學(xué)生同化知識(shí)，建構(gòu)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過(guò)程中有一些知識(shí)的背景教師無(wú)法呈現(xiàn)，學(xué)生也根本感觸不到，探究不了，但虛擬實(shí)驗(yàn)的好處在于還可以讓學(xué)生在模擬的情境中進(jìn)行探究，去發(fā)現(xiàn)在其中所隱藏的奧妙，讓學(xué)生像做游戲一樣融入到研究當(dāng)中，讓他們體驗(yàn)到在研究過(guò)程中的興趣。這樣對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)、創(chuàng)新精神和提高科學(xué)素養(yǎng)有很好的推動(dòng)作用。在虛擬實(shí)驗(yàn)中，虛擬實(shí)驗(yàn)室采用的是人機(jī)交互的方式來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，就像自己真是的存在于這個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境當(dāng)中，不僅具有智能性、仿真性而且也充滿了趣味。這樣的環(huán)境充分提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在當(dāng)前教學(xué)中所存在的問(wèn)題

1.虛擬現(xiàn)實(shí)在技術(shù)上存在短板 當(dāng)前，虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展階段，但是產(chǎn)業(yè)在基礎(chǔ)技術(shù)方面仍存在一些共性難點(diǎn)和問(wèn)題，如眩暈感消除、光場(chǎng)三維顯示、實(shí)時(shí)三維建模等。對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，關(guān)鍵共性技術(shù)短板問(wèn)題更加凸顯。虛擬技術(shù)創(chuàng)造出來(lái)的世界與現(xiàn)實(shí)世界之間還存在有一定的差距，并不能夠感受到真是的感官刺激。這必定也會(huì)對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中造成一定的影響，并不能使學(xué)生完全沉浸在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，影響課程效果。

2.硬件條件不足 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，雖然在成本方面有所降低，但是虛擬現(xiàn)實(shí)在技術(shù)上還存在著一些問(wèn)題。有些機(jī)械設(shè)備局限性還是很大的，盡管在價(jià)格上比較昂貴，但在應(yīng)用效果上也沒(méi)有凸顯出絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，與設(shè)備的價(jià)格相比在應(yīng)用方面差距還是很大的。希望在未來(lái)的發(fā)展中技術(shù)會(huì)得到進(jìn)一步的提高，在各方面更加完善，更廣泛的在教學(xué)中應(yīng)用，提高教學(xué)水平。

3.社會(huì)性障礙 不管在任何時(shí)候人與人之間直接的交往都是非常重要的，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸沉浸在網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，不喜歡當(dāng)著面聊天而在手機(jī)上進(jìn)行交流。同樣的在使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)后，同學(xué)們可能會(huì)沉浸在虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，而忽略了與同伴的交流。這樣不僅不利于學(xué)習(xí)過(guò)程的探索，同樣也不利于人與人之間的交流，不利于形成良好的學(xué)習(xí)氛圍，時(shí)間長(zhǎng)了也會(huì)引起各種矛盾。對(duì)于引起學(xué)生社會(huì)交往能力下降的問(wèn)題，必須予以嚴(yán)重警惕。

結(jié)語(yǔ)：虛擬技術(shù)在教育方面帶給了我們?nèi)碌母惺芎腕w驗(yàn)，帶我們感受到了以前所沒(méi)有想過(guò)的情景，給予了我們嶄新的教育思維，推動(dòng)我們的教育發(fā)生了一系列的重大改革。讓我們更加能親身體會(huì)到所發(fā)生的事，進(jìn)一步的去了解并且感受它，這對(duì)我們的生活和學(xué)習(xí)產(chǎn)生了極大的影響，把我們的教育方式推上的一個(gè)新的臺(tái)階。不過(guò)它所存在的問(wèn)題也是不能忽視的，還有很多問(wèn)題需要我們解決，只能說(shuō)虛擬技術(shù)的發(fā)展還有很長(zhǎng)一段路要走。

[1]蔡樹(shù)華.虛擬模型在中學(xué)生物學(xué)教學(xué)中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用的四個(gè)案例[D].云南師范大學(xué)，2016.

[2]羅成.虛擬實(shí)驗(yàn)輔助中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施與效果評(píng)價(jià)[D].揚(yáng)州大學(xué)，2015.