VR技術(shù)在物理教學(xué)中的應(yīng)用研究

詹軍

【摘 ?要】物理是一門觀察實驗類課程，通過物理教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的實操能力和核心素養(yǎng)，是新課程教育體系改革下教育部門提出的新要求。在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”時代下為進(jìn)一步改善物理教學(xué)現(xiàn)狀，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將“VR技術(shù)”合理地應(yīng)用于課程教學(xué)中已迫在眉睫。鑒于此，本文主要剖析了VR技術(shù)在物理教學(xué)中的踐行意義，并以“凸透鏡的成像原理”課程為例，對具體應(yīng)用策略展開了深入探討。

【關(guān)鍵詞】物理教學(xué);VR技術(shù);踐行意義;踐行策略

中圖分類號：G633.7 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ?文章編號：0493-2099（2021）36-0102-02

Research on the Application of VR Technology in Physics Teaching

（Audio-visual Education Center of Yunnan Province，China） ZHAN Jun

【Abstract】Physics is an observation and experiment course. The cultivation of students' practical ability and core literacy through physics teaching is a new requirement put forward by the education department under the reform of the new curriculum education system. In the "Internet + Education" era， in order to further improve the status quo of physics teaching and stimulate students' interest in learning， it is urgent to apply "VR technology" to course teaching. In view of this， this article mainly analyzes the practical significance of VR technology in physics teaching， and uses the "Convex Lens Imaging Principle" course as an example to discuss specific application strategies.

【Keywords】Physics teaching; VR technology; Practice significance; Practice strategy

實驗作為物理課程的重要組成部分，教學(xué)工作的規(guī)范化開展從某方面來講不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能夠促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。但由于部分物理實驗操作具有一定的危險性，為了能夠在保障學(xué)生人身安全的前提下幫助他們掌握物理基本原理，將“VR技術(shù)”合理地應(yīng)用其中是現(xiàn)階段教育工作者為了促進(jìn)課程教學(xué)改革取得預(yù)期成就的重要渠道。

一、物理教學(xué)中“VR技術(shù)”的踐行意義

在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的時代背景下，將利用計算機(jī)為使用者提供一種身臨其境感官體驗的VR技術(shù)，合理地應(yīng)用于課程教學(xué)中，從某方面來講不僅能有效彌補(bǔ)學(xué)生感性認(rèn)知的缺失，還能在提高課程教育教學(xué)質(zhì)量、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、完善學(xué)生物理思維、提升學(xué)生核心素養(yǎng)以及培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識等方面發(fā)揮重要作用。相比其他課程來說，邏輯性、抽象性、嚴(yán)謹(jǐn)性、知識性和枯燥性是物理課程的顯著特點，在不斷削減學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時，對學(xué)生全面發(fā)展也造成了極其不利的影響。但近年來隨著教育體系改革的不斷深化，教育部門對物理課程教學(xué)也提出了新的要求，學(xué)生實操能力的培養(yǎng)受到了各界的高度關(guān)注。為此將具有沉浸性、交互性以及構(gòu)想性的VR技術(shù)合理應(yīng)用于物理課程教學(xué)中是確保學(xué)生主體作用充分發(fā)揮以及提高課堂教學(xué)效率的重要途徑。

（一）VR技術(shù)可將抽象內(nèi)容具象化，能夠幫助學(xué)生理解物理規(guī)律

對于學(xué)生而言，在學(xué)習(xí)物理知識時往往難以調(diào)動自身的學(xué)習(xí)興趣，久而久之綜合能力的發(fā)展也受到了一定影響。為滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，實現(xiàn)物理教學(xué)從“晦澀”到“大眾化”的轉(zhuǎn)變，在當(dāng)前人工智能技術(shù)不斷發(fā)展的時代下，教育機(jī)構(gòu)可借助“VR技術(shù)”這種計算機(jī)仿真系統(tǒng)建立立體化的物理模型，后期教師帶領(lǐng)學(xué)生對模型參數(shù)進(jìn)行合理化設(shè)置，以便在模擬物理現(xiàn)象和過程的基礎(chǔ)上將抽象物理現(xiàn)象直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，由此在加深學(xué)生對概念認(rèn)知和理解的同時，培養(yǎng)學(xué)生的物理思維。

（二）VR技術(shù)打破了實驗教學(xué)的局限性，提高了實驗課程的教學(xué)效率

學(xué)生實操能力的培養(yǎng)，是物理課程教學(xué)改革的重點和難點，究其原因除了學(xué)生本身參與度低下之外，實驗操作局限性問題的存在也是影響課程教學(xué)質(zhì)量和效率的重要因素。從某方面來講，由于學(xué)生本身個性化差異的存在，在教學(xué)中如果教育工作者仍采取傳統(tǒng)應(yīng)試教育手段，不僅影響了學(xué)生個性化發(fā)展，也對學(xué)生人身安全造成了極為不利的影響。對于物理教學(xué)中無法進(jìn)行的實驗——“粒子散射、重核裂變、輕核聚變”，基于VR手段將運動規(guī)律和實驗過程形象化地呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，讓學(xué)生全方位沉浸在課程學(xué)習(xí)中的同時，加深了學(xué)生對課程內(nèi)容的認(rèn)知和理解，并在打破實驗教學(xué)局限性的基礎(chǔ)上提高了實驗課程教學(xué)效率。

二、物理教學(xué)中“VR技術(shù)”的踐行策略——以“凸透鏡的成像原理”為例

（一）教學(xué)對象分析

作為初中階段的重要課程教學(xué)內(nèi)容，為幫助學(xué)生加深對凸透鏡成像原理的認(rèn)知和理解，將VR技術(shù)合理應(yīng)用于課程實踐中已迫在眉睫?！巴雇哥R成像原理”是八年級課程，由于在之前中學(xué)生已經(jīng)完成了“平面鏡成像特點”的課程學(xué)習(xí)，因此在對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)時，教育工作者需明確課程教學(xué)難點，并根據(jù)學(xué)生實況設(shè)置不同的教學(xué)目標(biāo)，以便確保學(xué)生課程的整體參與度，如對于學(xué)優(yōu)生而言，教師可設(shè)置“學(xué)生需明確實驗當(dāng)中成像應(yīng)調(diào)整什么？如何調(diào)整”的教學(xué)要求，對于學(xué)困生來講則可設(shè)置諸如“動手實操和協(xié)作完成”的任務(wù)，調(diào)動學(xué)生的課程參與度。從某方面來講，本節(jié)課的重點內(nèi)容是“凸透鏡的成像特點和規(guī)律”，在操作時教師還要對學(xué)生進(jìn)行VR技術(shù)指導(dǎo)，幫助學(xué)生了解VR技術(shù)的具體實操順序，之后認(rèn)真觀察并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行操作。與此同時在教學(xué)中，為確保學(xué)生主體作用的充分發(fā)揮，教師還要組織學(xué)生在正式上課前開展“信息收集、資料整理”等操作，以此進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的實操能力。

（二）教學(xué)流程

（三）教法與學(xué)法

課前準(zhǔn)備（設(shè)計教學(xué)問題）——組織學(xué)生借助現(xiàn)代化技術(shù)準(zhǔn)備相關(guān)資料——觀察VR實驗——小組分析實驗內(nèi)容——小組協(xié)作進(jìn)行實驗操作——小組總結(jié)——教師歸納補(bǔ)充

1.課程教學(xué)方法。相比傳統(tǒng)影視化教學(xué)，VR技術(shù)通過沉浸式體驗，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時也確保了學(xué)生主體作用的充分發(fā)揮。就目前來講，在“凸透鏡成像原理”教學(xué)中，為確保教學(xué)目標(biāo)實現(xiàn)，教育工作者需嚴(yán)格按照新課程標(biāo)準(zhǔn)要求落實相關(guān)教學(xué)工作，以便在確保VR技術(shù)應(yīng)用效益最大化發(fā)揮的同時，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識，鍛煉他們的自主學(xué)習(xí)能力。在教學(xué)時由于本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容十分重要，因此在第一節(jié)課（45分鐘）中教師可先利用VR設(shè)備將“凸透鏡成像實驗”直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，之后將班級按照“學(xué)生個性化差異”以及“互助”的原則，分成十個小組，讓學(xué)生進(jìn)行分組討論，明確實驗中需要觀察什么、記錄什么和測量什么，最后教師分給每個小組一定數(shù)量的VR眼鏡，讓學(xué)生以小組為單位對“凸透鏡成像原理實驗”進(jìn)行設(shè)計，由此在確保學(xué)生全程參與的同時，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。第二課時開展的主要目的是加深學(xué)生對課程知識的認(rèn)知和理解，具體來講就是教師要在正式上課前，先要求學(xué)生以小組為單位，就實驗中記錄的內(nèi)容進(jìn)行分析，之后引導(dǎo)學(xué)生將實驗數(shù)據(jù)與表格中的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，找到實驗操作過程中的不足，由此在不斷提高學(xué)生歸納總結(jié)能力和推理能力的同時，確保預(yù)期教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)。最后教師需對學(xué)生進(jìn)行合理化評估，并結(jié)合學(xué)生實況制定符合學(xué)生自身個性化發(fā)展需求的教學(xué)方案，由此為學(xué)生后期自主化學(xué)習(xí)提供戰(zhàn)略指導(dǎo)。

2.課程學(xué)習(xí)方法。作為課堂教學(xué)主體，學(xué)生在學(xué)習(xí)時要以“滿足自身學(xué)習(xí)需求”為目的，通過加強(qiáng)與其他組員的合作交流，將過分強(qiáng)調(diào)知識的記憶和理論教學(xué)轉(zhuǎn)化為知識的深入探究，從而不斷地提高自身自主學(xué)習(xí)意識、鍛煉自身自主學(xué)習(xí)能力。

三、結(jié)語

言而總之，物理作為課程教育體系的基礎(chǔ)課程，由于其本身的抽象性和知識性，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中往往極易產(chǎn)生抵觸情緒，為改善教育教學(xué)現(xiàn)狀，將VR技術(shù)合理地應(yīng)用于課程教學(xué)改革中，是目前教育工作者取得預(yù)期教學(xué)成就的重要渠道。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘆璐，韓志華，張佳彤.VR技術(shù)對物理教學(xué)的影響[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2017（12）.

（責(zé)任編輯 ?范娛艷）

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