VR技術(shù)在中職生物教學(xué)中的應(yīng)用

曹方

摘 要：隨著我國的教育教學(xué)體制不斷改革，對中職生物教學(xué)提出了更高的要求。一方面，教師要傳授給學(xué)生基礎(chǔ)的生物知識，提升學(xué)生的生物文化素養(yǎng)；另一方面，教師要采用高效的教學(xué)方法，不斷提高生物教學(xué)效率。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，教師可以應(yīng)用VR技術(shù)。文章將具體探討VR技術(shù)的內(nèi)涵、傳統(tǒng)中職生物教學(xué)的不足之處及應(yīng)對舉措，希望能為相關(guān)人士提供一些參考。

在中職教育體系中，生物課程占據(jù)著非常重要的位置。為了深化學(xué)生對生物知識的了解，教師可以應(yīng)用VR技術(shù)，實(shí)現(xiàn)抽象知識的具象化轉(zhuǎn)化。

一、VR概述

1.內(nèi)涵

所謂VR技術(shù)，就是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。經(jīng)濟(jì)社會不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)水平不斷提升。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，以互聯(lián)網(wǎng)作為依托，可以對虛擬世界進(jìn)行模仿，帶給體驗(yàn)者如臨其境的感受[1]。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的作用下，三維動態(tài)視景形成，體驗(yàn)者能完全進(jìn)入虛擬環(huán)境之中，感受主體與客體的交互。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是美國學(xué)者最先研制成功的，這一技術(shù)與計算機(jī)仿真技術(shù)、傳感器技術(shù)等密切相關(guān)，可以建構(gòu)出虛擬的信息環(huán)境，豐富用戶的情感體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)改變了現(xiàn)實(shí)環(huán)境，使現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界融合在一起。就目前來看，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域，如計算機(jī)領(lǐng)域、經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域等。來自不同區(qū)域的參與者可以進(jìn)入一個共享空間，在共享空間中進(jìn)行交流和互通。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)呈現(xiàn)了若干虛擬對象，參與者可以對虛擬對象進(jìn)行客觀評價，實(shí)現(xiàn)對象設(shè)計的優(yōu)化。

2.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與教育的融合

隨著時代的不斷更迭，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和教育領(lǐng)域的融合越來越緊密，更多教育學(xué)家將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在學(xué)習(xí)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)上，對傳統(tǒng)教學(xué)課堂進(jìn)行了重構(gòu)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教育應(yīng)用如下所示：第一，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠創(chuàng)設(shè)具體的教學(xué)情境。第二，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能容納學(xué)習(xí)者的技能實(shí)訓(xùn)。第三，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持各類語言的學(xué)習(xí)。第四，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對特殊教育具有突出的裨益作用。在未應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)之前，學(xué)習(xí)者的感官能力發(fā)展受到限制；在應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)之后，學(xué)習(xí)者的感官能力得到發(fā)展，身心感受被聯(lián)結(jié)在一起。技術(shù)是社會發(fā)展的動力支持，在未來虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的潛能將得到更好開發(fā)。為了提升教育的技術(shù)附加值，教師可以把握虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的內(nèi)涵，發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢。

3.技術(shù)平臺和發(fā)展前景

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以互聯(lián)網(wǎng)作為基礎(chǔ)，計算機(jī)成為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的重要平臺。在信息技術(shù)發(fā)展之初，信息處理環(huán)境并未得到優(yōu)化，人們需要適應(yīng)計算機(jī)的發(fā)展，與計算機(jī)達(dá)到工作上的同頻。在現(xiàn)代技術(shù)理念的影響下，計算機(jī)的適應(yīng)性得到增強(qiáng)，人類可以參與到信息處理環(huán)節(jié)，獲得身臨其境的體驗(yàn)。信息處理系統(tǒng)建立在多維數(shù)字空間之中，而多位數(shù)字空間的構(gòu)建就以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為核心。

我國推行社會主義市場經(jīng)濟(jì)體制，社會主義市場經(jīng)濟(jì)體制具有極強(qiáng)的自發(fā)性。企業(yè)以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化作為目標(biāo)，彼此之間的競爭日趨激烈。國內(nèi)智能手機(jī)企業(yè)越來越多，很多企業(yè)都將著眼點(diǎn)放在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)上，將手機(jī)生產(chǎn)和VR技術(shù)聯(lián)系在了一起，推出了現(xiàn)代化的VR設(shè)備。在將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到教育領(lǐng)域的過程中，也應(yīng)該關(guān)注虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展前景，發(fā)揮現(xiàn)代設(shè)備的重要價值。

二、當(dāng)前中職學(xué)校生物教學(xué)的不足之處

1.理論脫離實(shí)際

對中職生物知識進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)一切生物知識都是從現(xiàn)實(shí)生活中生發(fā)而來的，以生活實(shí)踐作為基礎(chǔ)[2]。如果脫離實(shí)踐，中職生物知識就會成為無本之木。因此，在實(shí)際教學(xué)過程中，教師應(yīng)該引領(lǐng)學(xué)生分析理論與實(shí)踐的關(guān)系，讓學(xué)生在生活中發(fā)現(xiàn)生物知識、認(rèn)識生物知識、應(yīng)用生物知識。很多教師忽視了學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，在學(xué)生還沒有充分理解基礎(chǔ)知識、脫離現(xiàn)實(shí)生活的情況下，讓學(xué)生展開想象，進(jìn)行自主創(chuàng)新，致使學(xué)生的學(xué)習(xí)能力無法得到提升，中職生物教學(xué)陷入困境。

2.教學(xué)觀念滯后

教師是學(xué)生的引導(dǎo)者，在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中起著至為關(guān)鍵的作用。在教學(xué)體制改革的背景下，中職生物課程面臨一些變化，教師需要尊重學(xué)生的主體地位，為學(xué)生提供適時引導(dǎo)。學(xué)生的成長環(huán)境不同，學(xué)習(xí)方法迥異，教師在教學(xué)過程中需要秉持因材施教的原則，采取差異化的教學(xué)方法。長期以來，我國推行應(yīng)試教育，很多教師被束縛在傳統(tǒng)教學(xué)體系的桎梏下，忽視了學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。部分教師以自我為中心展開授課，極大壓抑了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，影響了中職生物教學(xué)水平的提升。

3.教學(xué)手段落后

應(yīng)試教育存在極大弊端，為了彌補(bǔ)應(yīng)試教育的不足，我國推行教育體制改革，促進(jìn)了教育行業(yè)的發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)飛速發(fā)展，其與教育領(lǐng)域的融合更加緊密。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，對課堂教學(xué)有著重要的裨益作用，滿足了教學(xué)體制改革的要求。值得注意的是，很多年長教師沒有對現(xiàn)代教育技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，仍然采用口傳身授的教學(xué)方法。這些教師沒有應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，僅是在課堂上對學(xué)生進(jìn)行理論灌輸，使學(xué)生逐漸失去學(xué)習(xí)興趣，甚至對中職生物課堂產(chǎn)生抗拒心理。

4.教學(xué)內(nèi)容失衡

中職生物具有綜合性的特征，教師不僅要對學(xué)生進(jìn)行理論講解，還要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)際訓(xùn)練。很多教師偏重理論課程，認(rèn)為理論知識的學(xué)習(xí)最為重要，可以提升學(xué)生的試卷成績，因此在實(shí)際教學(xué)過程中忽視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，割裂了理論知識與生物實(shí)驗(yàn)的關(guān)系。由于教學(xué)內(nèi)容失衡、理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)比例失調(diào)，學(xué)生并不能獲得全面發(fā)展，核心素養(yǎng)教育的目的也無法實(shí)現(xiàn)。

三、將VR技術(shù)應(yīng)用在中職生物課堂中的必要性

1.深化理論認(rèn)知

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在中職生物課堂，可以深化學(xué)生對知識的認(rèn)知。很多生物知識都具有抽象性特征，學(xué)生在理解知識時會遇到很大阻礙。中職學(xué)生的學(xué)習(xí)能力相對薄弱，難以辨認(rèn)教學(xué)重點(diǎn)，對教師傳授的重點(diǎn)知識進(jìn)行自主吸收。為了加深學(xué)生對中職生物理論知識的理解，教師可以引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，讓學(xué)生在具象事物中認(rèn)識生物知識。虛擬世界對學(xué)生來說有著很強(qiáng)的吸引力，可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生在認(rèn)識圖像時會增強(qiáng)自己的感受性和模仿性，對理論知識進(jìn)行自主吸收。長期以來，中職生物教學(xué)都是以課堂作為主要陣地，這會加大學(xué)生的心理壓力，甚至?xí)ι飳W(xué)習(xí)產(chǎn)生厭倦心理[3]。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)豐富了生物課堂的內(nèi)容，緩解了學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力，使學(xué)生收獲了事半功倍的學(xué)習(xí)效果。

2.提高教學(xué)效率

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在中職生物課堂，可以激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣。興趣是最好的老師，只有激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，才能讓學(xué)生真正投入生物課堂之中。傳統(tǒng)教學(xué)模式以口傳身授的理論灌輸為主，壓抑了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，阻礙了學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提升。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，充分調(diào)動了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性。生物知識與現(xiàn)實(shí)生活相連，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將理論知識和學(xué)生的生活實(shí)際聯(lián)系在一起，達(dá)到了化抽象為具體的目的。同時，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)明確了課程的學(xué)習(xí)重點(diǎn)和學(xué)習(xí)難點(diǎn)，達(dá)到了化復(fù)雜為簡單的目的。從這個角度來看，在中職生物課堂中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升中職生物的教學(xué)效果。

四、將VR技術(shù)應(yīng)用在中職生物課堂的重要舉措

1.進(jìn)行虛擬演練

生物具有綜合性特征，教師不僅要傳授給學(xué)生基礎(chǔ)的理論知識，還要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中檢驗(yàn)生物知識的正確性。在教學(xué)過程中，教師可以應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)離不開以下幾個要素：第一是實(shí)驗(yàn)工具，第二是實(shí)驗(yàn)資料，第三是實(shí)驗(yàn)單元，第四是實(shí)驗(yàn)流程。為了讓學(xué)生獲得更好的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，教師應(yīng)該采用半真實(shí)半虛擬的方式，引入實(shí)物模型，讓學(xué)生應(yīng)用實(shí)物模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在正式開展虛擬實(shí)驗(yàn)之前，教師應(yīng)該對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，建構(gòu)生物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，并對各?xiàng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，形成虛擬化的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。在正式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入虛擬器材庫，對實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行選擇，自主配備試劑等，同時調(diào)整參數(shù)獲得不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。以解剖實(shí)驗(yàn)為例，學(xué)生可以挑選合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，對人體皮膚表層進(jìn)行解剖，觀察肌肉和骨骼。隨著實(shí)驗(yàn)的不斷推進(jìn)，學(xué)生可以選擇放大功能來細(xì)致觀察人體結(jié)構(gòu)、細(xì)胞等。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的作用下，學(xué)生不僅可以看到心房心室的構(gòu)造，還能聽見血液流動的聲音。

2.應(yīng)用VR軟件

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，催生了一系列虛擬現(xiàn)實(shí)教育軟件，教師可以發(fā)揮軟件的作用，對生物教學(xué)情境進(jìn)行模擬。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)打破了時間和空間的限制，中職生物教學(xué)不僅局限在課堂，還可以擴(kuò)展到學(xué)生的日常生活中。在布置課后作業(yè)時，教師可以利用虛擬實(shí)驗(yàn)室軟件，讓學(xué)生在具體指導(dǎo)下自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)、完成實(shí)驗(yàn)。虛擬實(shí)驗(yàn)不僅能加深學(xué)生對生物理論知識的認(rèn)識，還能培養(yǎng)學(xué)生的自主實(shí)踐意識，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，因此教師應(yīng)該充分發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的重要價值。以減數(shù)分裂實(shí)驗(yàn)為例，減數(shù)分裂這一教學(xué)內(nèi)容具有抽象性特征，學(xué)生只有對蝗蟲精母細(xì)胞的減數(shù)分裂過程進(jìn)行觀察，才能充分理解減數(shù)分裂的內(nèi)涵。虛擬實(shí)驗(yàn)室模擬了精子的形成過程，教師可以布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)，讓學(xué)生對減數(shù)分裂的階段性特征進(jìn)行分析，從而幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律。

3.利用VR設(shè)備

在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的助力下，各種VR設(shè)備出現(xiàn)，改變了人們的生活方式和娛樂方式，也改變了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)方式。中職生物教材的很多場景無法再見，學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)建構(gòu)會面臨阻礙。當(dāng)遇到這種情況時，教師可以充分發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)備的作用，讓學(xué)生穿上數(shù)據(jù)衣，戴上數(shù)據(jù)手套，感受真實(shí)環(huán)境。以人類與環(huán)境的關(guān)系為例，教師在講解這一部分內(nèi)容時，可以帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入虛擬自然世界之中，如原始社會、農(nóng)耕社會、工業(yè)社會等，讓學(xué)生把握時代的變化。

綜上所述，在教學(xué)體制改革的背景下，傳統(tǒng)中職生物教學(xué)方法逐漸落后于時代發(fā)展的潮流。為了提高教學(xué)效率，教師應(yīng)該發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的重要價值。

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