基于創(chuàng)客的中小學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程探究

吳麗華　蒲悅　馮建平

摘 要：創(chuàng)客教育、STEM教育走進(jìn)基礎(chǔ)教育課堂，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的加入使學(xué)生能更加直觀地理解抽象知識(shí)，有了更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。為了使學(xué)生更好地掌握和運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，提高創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，文章以創(chuàng)客教育理念為基礎(chǔ)，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)，從課程論角度出發(fā)，探討虛擬現(xiàn)實(shí)課程設(shè)計(jì)的目標(biāo)、內(nèi)容、學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)方式及其評(píng)價(jià)等問題。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程；創(chuàng)客教育；課程設(shè)計(jì)

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與創(chuàng)客教育

1.1 創(chuàng)客教育與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

創(chuàng)客教育、STEM教育走進(jìn)基礎(chǔ)教育課堂，以提高學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。目前國(guó)內(nèi)創(chuàng)客教育普遍被認(rèn)為是運(yùn)用創(chuàng)客的理念與方式改造教育，強(qiáng)調(diào)做中學(xué)，學(xué)生通過親自動(dòng)手在任務(wù)中與其他成員之間相互配合學(xué)習(xí)，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)而提高解決問題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)借助VR、AR、MR創(chuàng)設(shè)情境，很快速走進(jìn)中小學(xué)，也出現(xiàn)了很多精彩案例，如用zSpace教育系統(tǒng)開展學(xué)科實(shí)驗(yàn)探索；通用技術(shù)課中，在“汽車駕駛與保養(yǎng)”模塊中用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立三維模型，模擬汽車駕駛的真實(shí)環(huán)境和路線；小學(xué)信息技術(shù)課引入3D One設(shè)計(jì)軟件通過3D建模和3D打印制作作品。

創(chuàng)客教育與虛擬現(xiàn)實(shí)都基于學(xué)生興趣，讓學(xué)生在自由的學(xué)習(xí)環(huán)境中通過對(duì)項(xiàng)目或任務(wù)的探究，以小組合作的學(xué)習(xí)方式進(jìn)行，自主的解決實(shí)際問題，在設(shè)計(jì)、修改、交流中不斷思考與實(shí)踐，從而掌握知識(shí)，提高創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力[1]。

1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程的獨(dú)特價(jià)值

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)是：（1）有很好的情景沉浸性，在虛擬現(xiàn)實(shí)課程的教學(xué)過程中，每個(gè)教學(xué)任務(wù)以真實(shí)情景為基礎(chǔ)，VR創(chuàng)造的虛擬環(huán)境使學(xué)生有身臨其境的感覺，學(xué)生更容易沉浸在情境中，發(fā)散思維，主動(dòng)設(shè)計(jì)造物。（2）有很好的互動(dòng)體驗(yàn)性，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供更加人文的人機(jī)交互方式，學(xué)生通過多感官感知，在虛擬環(huán)境中與物體交互，全方位、立體的觀察和操作實(shí)驗(yàn)。（3）有很好的趣味性，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的呈現(xiàn)方式也多種多樣，可以與很多硬件軟件兼容，實(shí)現(xiàn)更多更有趣的作品，學(xué)習(xí)過程是不斷探索發(fā)現(xiàn)的，學(xué)習(xí)內(nèi)容開放且靈活。

VR課程作為創(chuàng)客課程的重要組成部分，其理念延續(xù)創(chuàng)客教育，在傳統(tǒng)的K12學(xué)科教育以外為學(xué)生提供部分教育思維和模式。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特有的優(yōu)勢(shì)設(shè)計(jì)課程，可以更好地實(shí)現(xiàn)創(chuàng)客教育價(jià)值，發(fā)展中小學(xué)學(xué)生科技意識(shí)，加強(qiáng)學(xué)生探究學(xué)習(xí)、項(xiàng)目學(xué)習(xí)的指導(dǎo)，鼓勵(lì)高年級(jí)學(xué)生科學(xué)利用跨學(xué)科的知識(shí)在實(shí)踐中解決問題，從宏觀上更新科技教育內(nèi)容，促進(jìn)創(chuàng)客教育發(fā)展[2]。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)課程的課程設(shè)計(jì)

虛擬現(xiàn)實(shí)課程作為創(chuàng)客教育的具體依托和表達(dá)，其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在技術(shù)和思維上為學(xué)生提供新的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法。筆者按照泰勒目標(biāo)模式闡述的課程開發(fā)的4個(gè)基本問題：教育目標(biāo)的確立、選擇教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、教學(xué)有效組織和確定目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)來具體探討虛擬現(xiàn)實(shí)課程設(shè)計(jì)。

2.1 課程目標(biāo)

通過對(duì)創(chuàng)客教育的了解和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程本身的特點(diǎn)，筆者認(rèn)為虛擬現(xiàn)實(shí)課程與通用技術(shù)課程聯(lián)系緊密，其目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生。（1）技術(shù)意識(shí)：學(xué)生在掌握技術(shù)的同時(shí)，在利用技術(shù)解決實(shí)際問題的過程中對(duì)技術(shù)有著自己的理解和感悟，自己形成對(duì)技術(shù)宏觀結(jié)構(gòu)，以及對(duì)技術(shù)的發(fā)展和對(duì)與技術(shù)相聯(lián)系的一切事物有著自己的見解，并保持客觀學(xué)習(xí)的態(tài)度。（2）工程思維：從項(xiàng)目的角度出發(fā)，在對(duì)作品的設(shè)計(jì)、執(zhí)行、反思、調(diào)控中系統(tǒng)的分析和比較權(quán)衡，進(jìn)行整體把握。進(jìn)而提高自己的判斷力、掌握控制整個(gè)系統(tǒng)的基本方法以綜合決策。（3）創(chuàng)新設(shè)計(jì)：在學(xué)生學(xué)習(xí)虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)的過程中，將軟件硬件結(jié)合，虛擬與現(xiàn)實(shí)結(jié)合，利用技術(shù)的手段發(fā)揮主觀創(chuàng)造力，在構(gòu)思和實(shí)踐中解決現(xiàn)實(shí)問題，制作出作品。（4）圖樣表達(dá)：學(xué)生通過對(duì)圖形樣式的簡(jiǎn)單理解，用計(jì)算機(jī)語言實(shí)現(xiàn)三維建模，圖形與文字合理轉(zhuǎn)換表達(dá)出自己的想法。（5）物化能力：學(xué)生可以通過3D打印將虛擬抽象的物品轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實(shí)確定的方案產(chǎn)品，在不斷了解硬件和所需材料的基礎(chǔ)上，經(jīng)過自己的加工和改造優(yōu)化產(chǎn)品，獨(dú)立思考與操作。虛擬現(xiàn)實(shí)課程目標(biāo)不僅注重基礎(chǔ)性模仿、陳述性知識(shí)的學(xué)習(xí)，更注重在學(xué)習(xí)的過程中學(xué)生思維和動(dòng)手能力的表達(dá)與提高。

2.2 課程內(nèi)容

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)在課程目標(biāo)的導(dǎo)向下選取合適的課程內(nèi)容。創(chuàng)客教育理論中代表的“做中學(xué)”理論認(rèn)為：所學(xué)知識(shí)應(yīng)與現(xiàn)實(shí)生活相連接，使學(xué)生對(duì)于事物有直觀感受。因此虛擬現(xiàn)實(shí)課程不是一個(gè)具體孤立的“計(jì)算機(jī)軟件教學(xué)課”，而是從生活實(shí)際出發(fā)，在創(chuàng)客教育理論的指導(dǎo)下融合多門學(xué)科實(shí)操課程，兼顧學(xué)習(xí)者特點(diǎn)，具備趣味性和探究性。情景學(xué)習(xí)理論認(rèn)為教師與學(xué)生之間不僅僅是講授與學(xué)習(xí)的關(guān)系，是一個(gè)師生共同體。在同一個(gè)創(chuàng)造空間中互相促進(jìn)，激發(fā)靈感，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意作品。因此在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中，教師不應(yīng)局限于某個(gè)學(xué)科問題，要真正體現(xiàn)出前沿科學(xué)技術(shù)與生活的緊密聯(lián)系，展示出虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特色和巧妙，調(diào)動(dòng)學(xué)生進(jìn)入情境快樂的沉浸在學(xué)習(xí)中，更好地補(bǔ)充分科課程的局限和邊界感[3]。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)課程模式設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)

3.1 項(xiàng)目式教學(xué)的虛擬現(xiàn)實(shí)課程

以貼近生活的實(shí)際問題出發(fā)的項(xiàng)目為主題，按照創(chuàng)客教育理念，學(xué)生在項(xiàng)目中創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)，教師提供與項(xiàng)目相關(guān)的材料和知識(shí)儲(chǔ)備，在綜合考慮學(xué)生需求、興趣、和項(xiàng)目的意義，可操作性等方面確定一個(gè)項(xiàng)目，在充裕的時(shí)間中，學(xué)生有機(jī)會(huì)在項(xiàng)目中計(jì)劃、執(zhí)行、調(diào)試，項(xiàng)目設(shè)計(jì)多學(xué)科，需要學(xué)生綜合調(diào)動(dòng)以往所學(xué)的知識(shí)的同時(shí)，又有一定的空間進(jìn)行想象、發(fā)揮創(chuàng)造力，在學(xué)習(xí)的過程中組成小組，與伙伴合作提供項(xiàng)目的解決方案，在不斷探究學(xué)習(xí)中感悟共享，收獲知識(shí)，提高能力。

在項(xiàng)目學(xué)習(xí)中學(xué)生的自由度更高，動(dòng)手實(shí)踐占比重較大，在解決一系列難度進(jìn)階、多元復(fù)雜的問題中學(xué)生充分的發(fā)揮獨(dú)立性和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，在交流分享中形成系統(tǒng)的認(rèn)知，樂于學(xué)習(xí)[4]。

3.2 學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的課程評(píng)價(jià)不僅僅是從學(xué)生的作品及知識(shí)的掌握情況出發(fā)進(jìn)行的簡(jiǎn)單結(jié)果的表現(xiàn)性評(píng)價(jià)，而是由“知曉”“理解”到“運(yùn)用”“表現(xiàn)”多角度評(píng)價(jià)，創(chuàng)客課題就是對(duì)整個(gè)活動(dòng)的過程與結(jié)果的綜合評(píng)價(jià)。

學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)是面向?qū)W生和教師的多元評(píng)價(jià)，對(duì)于教師來說，在課堂中接收的信息，觀察學(xué)生在項(xiàng)目中的探究情況，引導(dǎo)學(xué)生解決問題從而促進(jìn)教會(huì)反思優(yōu)化教學(xué)。而學(xué)生除了作品為導(dǎo)向的結(jié)果之外，在學(xué)習(xí)過程中遇到問題的積極解決，反思后對(duì)作品進(jìn)行的改進(jìn)和分享，連續(xù)調(diào)整促進(jìn)自身發(fā)展[5]。

針對(duì)學(xué)生本身，個(gè)人評(píng)價(jià)和小組的評(píng)價(jià)并重，學(xué)生個(gè)人評(píng)價(jià)可以從個(gè)體在學(xué)習(xí)活動(dòng)中的態(tài)度、思維表現(xiàn)、采用的知識(shí)技術(shù)的準(zhǔn)確度、信息搜集和運(yùn)用能力等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，小組評(píng)價(jià)主要針對(duì)小組的整體合作、組內(nèi)分工配合、個(gè)人參與程度、協(xié)作和諧程度等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程展望

VR課程作為新技術(shù)快速得到廣泛的重視和引入，在未來VR技術(shù)將漸漸走進(jìn)中小學(xué)，成為學(xué)生必須掌握的基本技能之一，目前創(chuàng)客教育相關(guān)教學(xué)體系剛剛起步，漸漸規(guī)范，VR課程需要持續(xù)探討研究。為了提高學(xué)生綜合素養(yǎng)、提高基礎(chǔ)教學(xué)教學(xué)效果、促進(jìn)基礎(chǔ)教育改革需要我們?cè)谖磥淼膶W(xué)習(xí)和教學(xué)工作中不斷努力。

[參考文獻(xiàn)]

[1]教育部辦公廳.關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見[Z].教育部辦公廳，2015.

[2]何克抗.論創(chuàng)客教育與創(chuàng)新教育[J].教育研究，2016（4）：12-24.

[3]李藝，鐘柏昌.談“核心素養(yǎng)”[J].教育研究，2015（9）：17-23.

[4]祝智庭，孫妍妍.創(chuàng)客教育：信息技術(shù)使能的創(chuàng)新教育實(shí)踐場(chǎng)[J].中國(guó)電化教育，2015（1）：8-9.

[5]靳昕，蔡敏.美國(guó)中小學(xué)“21世紀(jì)技能”計(jì)劃及啟示[J].外國(guó)教育研究，2011（2）：50-54.