VR技術在初中數(shù)學教學中的運用

王玲玲 劉慕鴻

摘 要 VR技術的運用，對于初中數(shù)學課堂教學具有重要意義，不僅可以激發(fā)學生的數(shù)學學習興趣，而且能調(diào)動學生參與數(shù)學課堂的積極性與主動性，為提升課堂質(zhì)量提供幫助。分析VR技術在初中數(shù)學課堂教學中的運用優(yōu)勢，探討運用策略。

關鍵詞 VR技術；初中數(shù)學；計算機；虛擬現(xiàn)實

中圖分類號：G633.6 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）11-0025-02

1 前言

VR（Virtual Reality，即虛擬現(xiàn)實，簡稱VR）技術是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)，利用計算機對各項數(shù)據(jù)的分析，構(gòu)建出一種多源信息融合的交互式的三維動態(tài)仿真環(huán)境。用戶借助必要的設備（如特制的服裝、頭盔、手套和鞋），以自然的方式與虛擬環(huán)境中的實體對象進行交互作用、相互影響，從而產(chǎn)生身臨其境的感受和體驗。

視景和實體行為的VR技術運用在初中數(shù)學課堂教學中，可以讓學生在虛擬實景中體驗和學習數(shù)學，不僅有助于活躍課堂氛圍，而且可以點燃學生的學習興趣。教師要提高對VR技術運用的重視，充分尊重學生的主體位置，重視課堂教學的優(yōu)化，化抽象知識為具體形象，加強學生對數(shù)學知識的理解，從而為提高初中數(shù)學課堂教學質(zhì)量與效率提供重要保障。下面圍繞VR體技術在初中數(shù)學課堂教學中的運用優(yōu)勢展開簡單分析與探討。

2 VR技術在初中數(shù)學教學中運用的優(yōu)勢

VR技術的運用可以化抽象復雜的數(shù)學內(nèi)容為直觀形象化，易于學生接受與理解，有利于激發(fā)數(shù)學學習興趣，有助于活躍數(shù)學課堂教學氛圍。VR技術運用在課堂教學中，要求教師熟練掌握技術要點，具備程序設計開發(fā)的時間與能力，具有良好的想象力與創(chuàng)意，所以這也迫使教師必須提高技術素養(yǎng)和教學水平。

激發(fā)學生數(shù)學學習的興趣 在傳統(tǒng)的初中數(shù)學課堂教學中，教師主要采用以講述為主的“灌輸式”教學方式，“一支粉筆、一塊黑板”，居于課堂教學的主導位置，導致課堂教學氣氛十分沉悶，加大了學生的理解難度，難以取得良好的教學效果。VR技術在初中數(shù)學課堂教學中的運用，以動態(tài)方式呈現(xiàn)出教學內(nèi)容，不僅可以集中學生的注意力，而且可以激發(fā)學生的學習興趣，從而為提高初中數(shù)學課堂教學的質(zhì)量與效率提供重要保障。如VR技術的應用可以為學生創(chuàng)設出生動鮮明的教學情境，降低數(shù)學教學的難度，通過在課堂教學中創(chuàng)設場景，以及使用聲音、畫面以及三維效果等，以直觀形象的方式呈現(xiàn)問題，有助于教師講解，便于學生接受與理解。此外，該技術的運用可提高學生學習積極性，活躍課堂教學氛圍，強化師生間的互動交流，讓學生愛上數(shù)學學習。

促進數(shù)學課堂教學的優(yōu)化 在初中數(shù)學課堂教學之中運用VR技術，可以將枯燥的數(shù)學理論構(gòu)建成逼真的三維場景，然后通過程序驅(qū)動，達到將數(shù)學的抽象理論具體化、形象化，為學生營造出輕松愉快的課堂氛圍，調(diào)動思維的積極性，有助于發(fā)揮出學生的主觀能動性，引發(fā)學生積極探索數(shù)學知識，提高初中數(shù)學課堂教學質(zhì)量。通過VR技術的運用，學生可以更加直觀地去親身感受數(shù)學的奧秘，尤其是幾何類的課題，學起來更加輕松，記憶更加深刻，既優(yōu)化了數(shù)學課堂教學，又讓學生在快樂的氛圍中掌握知識。

促進數(shù)學知識的具體化 對于學生的理解能力來說，平面幾何的知識比較抽象，不少學生都表示這一部分內(nèi)容不僅枯燥無味，而且晦澀難懂。傳統(tǒng)的數(shù)學教學模式下，教師在演示這部分內(nèi)容時主要通過板書方式。平面幾何教學中含有大量的圖形知識，僅僅是通過板書方式演示這部分內(nèi)容，既浪費寶貴的課堂教學時間，而且難以讓學生對抽象圖形有直觀的理解。運用VR技術以虛擬幾何圖形的方式向?qū)W生展示內(nèi)容，既降低了知識的難度，也便于學生理解知識點，從而讓學生對數(shù)學知識有更為形象具體的認識。

此外，傳統(tǒng)的數(shù)學教學中經(jīng)常出現(xiàn)教學器械與實驗設備不足的問題。針對這個問題，通過VR技術的應用隨時可以向?qū)W生展示出真實的場景，從而讓學生有身臨其境的感覺，充分融入情景式教學中。以初一數(shù)學“豐富的圖形世界”一章為例，學生可以通過VR技術，更好地理解圓柱和圓錐的相同與不同、棱柱和圓柱的相同與不同等，認識較難理解的多面幾何體，也可以更直觀地感受平面圖形旋轉(zhuǎn)成幾何圖形。

3 VR技術在初中數(shù)學課堂教學中的運用策略

隨著科學技術的發(fā)展，VR技術在教育領域運用廣泛，不僅帶給學生更為逼真的感受，對于解決初中數(shù)學教學中的重難點問題也有著重要作用。在初中數(shù)學課堂教學中應用VR技術，以生動具體的場景展現(xiàn)出枯燥無味的數(shù)學教學內(nèi)容，并配合使用圖片、聲音以及視頻等素材，為學生創(chuàng)設出逼真的學習環(huán)境，從而強化學生對數(shù)學原理的認識與理解。

營造出輕松愉悅的課堂情境 好奇心重是初中學生的主要特點之一，教師要抓住學生的這一心理特點，根據(jù)學生的實際情況，努力為學生創(chuàng)設良好的教學情境，充分體現(xiàn)學生的主體性，為學生營造出輕松愉快的課堂氛圍。如在教學“圖形的相似”這一部分內(nèi)容時，為了幫助學生更好地根據(jù)情境認識與辨別相似圖形，教師可以利用VR技術為學生創(chuàng)設良好的課堂情境，從而為提高數(shù)學課堂教學質(zhì)量提供重要保障。

引導學生進行自主探究 隨著素質(zhì)教育理念的提出，對初中數(shù)學教學提出更高的要求。因此，教師要順應新課程標準的要求，除了要重視數(shù)學知識的講授，更要重視在課堂教學中培養(yǎng)學生的自主學習與探究習慣。在初中數(shù)學課堂教學過程中，教師要充分發(fā)揮出自身的主導作用，堅持因材施教原則開展啟發(fā)式教學活動，引導學生進行自主學習與獨立思考，調(diào)動學生積極主動參與課堂教學，從而讓學生的數(shù)學思維得到提升。為此，教師可以充分發(fā)揮出多媒體的優(yōu)勢，利用VR技術，為學生提供豐富的自主探究機會，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力。

如正數(shù)與負數(shù)是對數(shù)的范圍擴充，是學生今后學習相反數(shù)、絕對值以及有理數(shù)運算的基礎。所以，無論是教師，還是學生，都應提高對這部分內(nèi)容的重視。在課堂教學中，教師可以運用VR技術輔助教學，在導入負數(shù)概念時采用學生所熟悉的實例，使學生認識到數(shù)學在生活中的作用。如利用VR技術，教師在虛擬的中國地形圖上標注有關海拔數(shù)據(jù)，通過虛擬實景的引入，讓學生初步認識負數(shù)。

加強對學生學習技巧的指導 基于新課程背景，教師要轉(zhuǎn)變自身的角色，由以往的教學主導者轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W引導者、組織者與促進者，加強對學生學習技巧的指導，提高學生的數(shù)學學習效率。傳統(tǒng)的課堂教學中教師居于主導位置，學生處于被動的學習狀態(tài)。針對這個問題，教師在新時期要重視與學生建立起民主和諧的師生關系，努力成為學生的良師益友，加強與學生之間的互動交流。與此同時，在信息時代背景下，教師要熟練掌握VR技術的運用方式，發(fā)揮多媒體對促進教學質(zhì)量提升的作用。

組織豐富的課外實踐活動 社會的進步與發(fā)展，對于人才的實踐能力提出更高的要求。所以，教師在保障數(shù)學理論知識教學質(zhì)量基礎上，要重視組織開展豐富的課外實踐活動，培養(yǎng)學生形成終身學習的理念，擴展學生的數(shù)學思維與綜合實力。通過開展多樣化的課外實踐活動，不僅可以提供給學生展示自我才華與能力的機會，而且深化學生之間的友誼，為課堂教學的開展奠定基礎。

其中，在課堂時間組織開展的活動中，VR技術發(fā)揮著重要的促進作用，可以有效保障實踐活動的質(zhì)量與效果。如讓學生用自己的照片生成3D模型，或者坐在虛擬教室里進行幾何實物拼裝操作游戲等。

突破數(shù)學教學中的重難點 初中數(shù)學涉及許多方面的內(nèi)容，對于學生的理解能力要求較高，但許多數(shù)學知識內(nèi)容缺乏實體，更增加了學生學習的難度。然而，通過VR技術的運用，可以突破數(shù)學教學的時空限制，化抽象的內(nèi)容為直觀形象，從而幫助學生更好地理解知識內(nèi)容，降低學生的解題難度，實現(xiàn)對教材重難點知識的突破。

如在學習點、直線、圓與圓的位置關系這部分內(nèi)容時，大多數(shù)學生都覺得非常吃力，尤其是無法深入理解相切、內(nèi)含等位置關系。因此，教師可以利用VR技術輔助教學，向?qū)W生進行直觀演示，并引導學生深入觀察兩圓相交或相切的變化趨勢。通過實景動畫演示的方式，便于學生更好地認識物體與圓位置變化關系，讓學生充分掌握與圓相關的知識點，從而提高學生的整體學習質(zhì)量。

構(gòu)建專用的課件素材庫 現(xiàn)階段，利用VR技術進行教學還存在課件匱乏的不足，不少教師表示備課環(huán)節(jié)難以找到符合教材要求的課件。同時，受自身計算機技術操作水平的限制，加上教學負擔重，教師難以花費大量時間制作精美的課件。針對這個問題，可以考慮由專業(yè)人員負責收集與整理教師所制作的課件，從而實現(xiàn)對課件的最大化運用。構(gòu)建課件專用的素材庫是不錯的選擇，教師在備課環(huán)節(jié)可以借鑒他人優(yōu)秀的成果，并根據(jù)具體內(nèi)容組織自己所需要的課件，這樣就節(jié)約了尋找資料的時間，顯著提升備課的效率。

4 結(jié)語

總之，合理利用VR技術進行教學，不僅有效地彌補了傳統(tǒng)教學方式的不足，而且保障了初中數(shù)學教學的質(zhì)量與效果。為此，教師要重視VR技術的運用，根據(jù)具體的教學內(nèi)容進行合理運用，并通過積極的創(chuàng)新方式，培養(yǎng)學生的思維能力與創(chuàng)新能力，兼顧學生理論知識學習與實踐操作，保證學生學到知識，促進教學質(zhì)量不斷提升。

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