VR技術(shù)與科學(xué)課教學(xué)的有效融合

顧曉春

小學(xué)科學(xué)涉及的領(lǐng)域較多，包括生命科學(xué)、技術(shù)工程、物質(zhì)科學(xué)等。正因如此，小學(xué)科學(xué)的教學(xué)方式和技術(shù)支持亟須更新。VR技術(shù)的出現(xiàn)在很大程度上解決了這一難題，教師利用VR技術(shù)實(shí)現(xiàn)了混合式教學(xué)模式，利用多種類的教學(xué)手段，打破時空的界限，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)方式朝著信息化、科技化的方向前進(jìn)。VR技術(shù)與小學(xué)科學(xué)教學(xué)的深度融合，在發(fā)揮技術(shù)特性的同時，還為我國的科學(xué)教育增添了力量。

一、實(shí)現(xiàn)混合式教學(xué)，更新教學(xué)模式

所謂混合式教學(xué)模式，就是改變傳統(tǒng)的教師主導(dǎo)課堂、“灌輸式”教學(xué)模式、學(xué)生只能被動接受的狀態(tài)，利用VR技術(shù)為學(xué)生提供立體可視化的直觀交互式學(xué)習(xí)空間，用多種教學(xué)元素刺激學(xué)生的感官，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，讓學(xué)生開始對小學(xué)科學(xué)的神奇之處產(chǎn)生興趣。VR技術(shù)下的小學(xué)科學(xué)課堂是一種虛實(shí)結(jié)合的創(chuàng)新模式，它不改變已有的班級狀態(tài)，在教師實(shí)際的教學(xué)活動中，利用相應(yīng)的設(shè)備儀器，將教材內(nèi)容“放置”在虛擬環(huán)境之中，在此基礎(chǔ)上，組織學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)或操作。

例如，教科版小學(xué)科學(xué)六年級上冊《杠桿的科學(xué)》一課，該課主要向?qū)W生介紹了杠桿的定義、原理和具體操作方法。教師在進(jìn)行本節(jié)課的授課時，如果只是借助教材中的文字和圖片，學(xué)生在理解時就會缺乏立體感;但如果只是加入視頻，學(xué)生也會缺乏參與感。杠桿是機(jī)械化的操作工具，缺乏基本的操作，杠桿原理也就失去了生命。這時，教師就可以利用VR虛擬技術(shù)，模擬出杠桿撬動物體的狀態(tài)，讓學(xué)生親自“觸摸”杠桿，并將物體撬動。如此，學(xué)生對于教材中的阻力點(diǎn)、用力點(diǎn)和支點(diǎn)都有了具體化的認(rèn)知，杠桿的原理和具體使用方法的掌握也就輕而易舉，單調(diào)的課堂“活”了起來，學(xué)生自然會對小學(xué)科學(xué)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，教學(xué)效率也會隨之提高。

二、開展多樣化教學(xué)，更新教學(xué)手段

與傳統(tǒng)的教學(xué)手段相比較，VR虛擬技術(shù)改變了單調(diào)枯燥的課堂環(huán)境，克服了教師授課、學(xué)生筆記的低效教學(xué)弊病，保證了學(xué)生也能夠參與課堂教學(xué)，同時，這一保證的實(shí)現(xiàn)也豐富了固有的教學(xué)形式，采用探究式和啟發(fā)式的創(chuàng)新教學(xué)方式。探究式教學(xué)方式提倡以問題為中心，展開有針對性的虛擬環(huán)境構(gòu)造，鼓勵學(xué)生進(jìn)行自主探究，實(shí)現(xiàn)和諧的人機(jī)互動關(guān)系;啟發(fā)式教學(xué)，VR技術(shù)給學(xué)生帶來了身臨其境般的科學(xué)環(huán)境、良好的人機(jī)互動模式，通過自身的各個感覺器官獲得形象生動的學(xué)習(xí)素材，讓學(xué)生拓展實(shí)際生活的眼界，延伸到無限的科學(xué)世界，拓展自己的學(xué)習(xí)思維，將思維、行為習(xí)慣、情感等等融合到VR技術(shù)下的小學(xué)科學(xué)中。

例如，教科版小學(xué)科學(xué)六年級下冊《地球的衛(wèi)星——月球》，這一課作為學(xué)生進(jìn)行之后月球知識學(xué)習(xí)的開始部分，奠定了學(xué)生對該知識的興趣和探索欲望，是極其重要的一課，教師為了奠定基礎(chǔ)，就可以利用VR虛擬技術(shù)，構(gòu)建月球的虛擬環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生對月球構(gòu)造、月球生命、月亮運(yùn)行軌跡等的探究欲望。教師在進(jìn)行環(huán)境模擬時，還可以模擬出月亮圓缺的變化過程，引導(dǎo)學(xué)生探究其變化的規(guī)律，再根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn)或者預(yù)習(xí)的教材，將月相進(jìn)行排序，啟發(fā)學(xué)生對月球奧秘的思考。在模擬的月球環(huán)境中進(jìn)行月球知識的學(xué)習(xí)，會讓學(xué)生更具有代入感，更能領(lǐng)會教材中的知識點(diǎn)，同時由于VR技術(shù)還實(shí)現(xiàn)了課堂的外延，給學(xué)生留下了探索宇宙的懸念，是啟發(fā)創(chuàng)造式思維的教學(xué)手段。

三、突破時空界限，更新學(xué)習(xí)方式

將傳統(tǒng)的黑板式教學(xué)變?yōu)榘装迨蕉嗝襟w交互教學(xué)，將“灌輸式”單向教學(xué)模式變?yōu)閹熒邮叫畔⒔涣鳎茖W(xué)技術(shù)一直在推動教育的革新與發(fā)展。VR虛擬技術(shù)的出現(xiàn)，為學(xué)生提供了一個高效便捷的學(xué)習(xí)環(huán)境，創(chuàng)設(shè)高效虛擬化的教學(xué)空間和沉浸式學(xué)習(xí)模式，讓學(xué)習(xí)不再受到時間和空間等客觀因素的限制，給予學(xué)生更多的學(xué)習(xí)可能，突破傳統(tǒng)教學(xué)中的障礙，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的可持續(xù)利用?？萍嫉哪康牟皇侨〈鷤鹘y(tǒng)，而是實(shí)現(xiàn)兩者之間的優(yōu)勢互補(bǔ)，為教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)提供多元化、科技化的選擇，實(shí)現(xiàn)師生的參與和交流，發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)造能力。

例如，教科版小學(xué)科學(xué)五年級上冊《地球內(nèi)部運(yùn)動引起的地形變化》，介紹地球運(yùn)動主要包括由地殼和地幔運(yùn)動引起的地震和火山，這些地球運(yùn)動受到時間和空間等因素的影響，學(xué)生不可能親身經(jīng)歷，并且由于是地球“內(nèi)部”的運(yùn)動，單憑肉眼無法看出，這時教師就可利用VR虛擬技術(shù)，向?qū)W生展示模擬空間下的地球內(nèi)部運(yùn)動，感受大陸板塊之間的碰撞、分離和平移帶來的地球變化等。在模擬結(jié)束后，學(xué)生對教材知識有了深刻的了解，同時對各種地球運(yùn)動造成的災(zāi)害的基本處理方法有了初步的了解。在VR技術(shù)的幫助下，小學(xué)生的科學(xué)知識范圍不斷向外拓展。

綜上所述，VR技術(shù)與教育的結(jié)合是未來發(fā)展的潮流，小學(xué)科學(xué)的教學(xué)也是技術(shù)的受益者，教師利用VR技術(shù)實(shí)現(xiàn)多種教學(xué)模式的融合，創(chuàng)新教學(xué)手段，將多樣化的教學(xué)方式滲入VR虛擬教學(xué)空間，打破了時間和空間對教學(xué)的限制，完成了技術(shù)與科學(xué)課程的整合，提高了小學(xué)教學(xué)效率，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新思維，為國家高素質(zhì)科學(xué)人才的培養(yǎng)提供了技術(shù)支持。