基于“720云”VR軟件的虛擬地理實踐活動設計*
——以“地貌的觀察”為例

梁美盈

（廣東省中山市第一中學, 廣東 中山 528400）

地理實踐是促進學生地理學科核心素養(yǎng)發(fā)展的重要手段，《普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“課標”）在“教學與評價建議”中突出強調了將實踐活動作為教學的重要方式之一。[1]然而在教學實施中，受課時、戶外安全等諸多因素的制約，戶外地理實踐面臨重重障礙。即便課標明確要求通過野外觀察開展地貌、土壤及植被觀察，在課堂中也常常以“等高線地形圖判讀”和“景觀圖識別”代之，偏離了課標的內容要求。課標明確指示通過地理實踐方式組織的教學內容不能有效“落地”，其余地理實踐的展開便更舉步維艱，長遠來看不利于學生地理實踐力的培養(yǎng)。

隨著虛擬現(xiàn)實技術的快速發(fā)展，其與教學內容的深度融合成為地理課程改革的助推器，將虛擬現(xiàn)實技術融入地理實踐是突破上述瓶頸的良策。虛擬現(xiàn)實技術可以高度還原真實的戶外環(huán)境，學生在課堂上便能獲得地理實踐的替代性體驗。此外，它還能突破空間限制，呈現(xiàn)親身實踐難以觀察的中尺度、大尺度地理環(huán)境，從而有助于學生從整體上構建地理環(huán)境意象。[2]基于此，本文以“720云”VR軟件為例，挖掘其在虛擬地理實踐方面的應用優(yōu)勢，構建了VR技術支持下的虛擬地理實踐模式，探索開發(fā)了“地貌的觀察”虛擬地理實踐案例，為一線教師開展虛擬地理實踐、落實地理實踐力培養(yǎng)提供參考。

一、“720云”VR軟件簡介

“720云”是一個基于VR全景可視化技術的全景內容創(chuàng)作與分享平臺，其制作的720全景圖可進行水平與垂直方向的360°自由旋轉，給使用者帶來高逼真感和延伸感的三維世界體驗。該軟件應用于虛擬地理實踐有如下優(yōu)勢。

1.提供豐富的VR資源

平臺內收錄了1045余萬組全景作品，內容覆蓋500余座城市及地區(qū)，涵蓋村落、景區(qū)、博物館、高校等豐富的場景。此外，來自全球各地的90多萬作者參與全景圖的制作與分享，更有專業(yè)攝影師長期駐留，保障了VR資源的永續(xù)性與優(yōu)質性。

2.創(chuàng)設連貫的真實情境

全景圖（見圖1）采用相機拍攝的照片制作而成，其高度還原了現(xiàn)場的地理環(huán)境，為學生創(chuàng)設了具體可感的真實空間。瀏覽時點擊“VR模擬”按鈕，眼前的場景便能跟隨設備的移動而轉動，大大增強了空間體驗的沉浸感。一個全景圖作品常內置多重場景，可以通過點擊“場景選擇”“地圖”或“航拍飛機”流暢地進行場景轉換，增強了活動情境的豐富度，為連貫的地理情境創(chuàng)設提供了途徑。

圖1 “720云”軟件的全景圖展示

3.提供翔實的場景信息

全景圖內含有“簡介”按鈕，較詳細地展示了對應場景的位置、特點等基本信息，便于學生深入理解場景所呈現(xiàn)的內容，形成區(qū)域認知。其中，位置信息通過高德地圖展示，學生可通過縮放地圖來準確把握該場景在不同空間尺度下的地理位置。

4.實現(xiàn)便捷的課堂交互

“720云”平臺除手機APP外，還可從網頁進入。教師一體機端與學生移動端只需打開相同的場景鏈接，無需投屏即可實現(xiàn)同一場景內的互動交流。此外，全景圖的使用界面簡潔明了，實際教學中不需要對學生進行專門培訓，可操作性強。

二、VR技術支持下的虛擬地理實踐模式

VR技術提供了強交互性、高沉浸感與在場感的虛擬地理實踐環(huán)境，利于學生在沉浸式體驗中實現(xiàn)深度學習。但復雜的真實情境、新穎的交互方式必然包含與學習目標不相關的冗余信息，從而增加學生的認知負荷。[3]學習科學相關理論的指導能夠減小認知負荷的不良影響，從而提高VR技術與地理實踐的整合效果。基于此，本文構建了VR技術支持下的虛擬地理實踐模式（見圖2）。

圖2 VR技術支持下的虛擬地理實踐模式

該實踐模式含三個核心內容。

1.學科內容邏輯

學科邏輯反映學科思想和方法的內涵，通過學科知識結構加以體現(xiàn)。[4]對1992年《地理教育國際憲章》提出的地理學六大研究主題按實踐內容加以歸納，[5]得到地理實踐的基本內容邏輯，依次為認識實踐主體（地理位置、地理特征等）、展開實踐過程（成因探析、發(fā)展推理、影響預測等）和感悟實踐價值（地理事象對自然環(huán)境與人類活動的地理意義）。

2.認知過程邏輯

學生的認知邏輯遵循從易到難、從已知到未知、從感知到理解等規(guī)律。[6]地理實踐本質上是一種體驗式學習，根據(jù)庫伯的“體驗學習圈”理論，學習歷經具體體驗、反思觀察、抽象概括和主動實踐四個循環(huán)階段。在具體實施中，四個階段并非機械循環(huán)，而是非線性螺旋上升的，可以對應不同的實踐內容加以改造和創(chuàng)新。[7]

3.學習支架建構

支架又稱“腳手架”，是對學生解決問題和建構意義起輔助作用的問題情境、學習工具等的支持，有助于學生穿越“最近發(fā)展區(qū)”獲得進一步學習和發(fā)展的能力。[8]根據(jù)學習支架的類型，[9]信息技術環(huán)境下的情境支架和交互支架主要由VR技術提供，資源支架則通過探究問題、活動報告等方式呈現(xiàn)，評價支架有課前練習、評價量規(guī)等，貫穿于實踐活動始終，以跟進學生的學習進展。

三、“地貌的觀察”虛擬地理實踐活動設計

“地貌的觀察”為人教版高中必修《地理一》的新增內容，從野外觀察的角度描述了地貌識別和地貌景觀特點描述的方法，尤其適合采用地理實踐的方式組織教學，而“720云”VR軟件的功能則為虛擬地理實踐提供了有力支持。下面以“地貌的觀察”為例進行虛擬地理實踐活動設計。

1.前端分析

（1）課標分析。本節(jié)對應的課標要求是：“1.4通過野外觀察或運用視頻、圖像，識別3～4種地貌，描述其景觀的主要特點。”本標準指示教師依托直觀的場景幫助學生觀察地貌。行為動詞為“識別”與“描述”，學生只需描述景觀特點，無需闡明地貌成因?？梢姡竟?jié)內容重在“體驗深度”而非“知識深度”。

（2）教材分析。“地貌的觀察”為第四章第二節(jié)內容。第一節(jié)“常見的地貌類型”旨在解決“看什么”的問題，而本節(jié)側重于觀察地貌的方法指導，主要解決“怎么看”的問題。教材介紹了觀察地貌的一般順序，接著闡釋了觀察地貌的內容，最后落腳到地貌特征對自然環(huán)境與人類活動的影響。

（3）學情分析。學生已經學習了常見地貌和等高線地形圖等內容，有一定的知識儲備。地貌景觀與人類活動聯(lián)系緊密，能激發(fā)學生的學習興趣，但宏觀地貌尺度較大，對學生而言較為抽象。在能力上，學生的高級思維能力、小組合作能力和語言表達能力欠佳。因此實踐中可借助VR技術呈現(xiàn)直觀的地理事象，引導學生在小組活動中鍛煉思維、提升能力。

2.核心素養(yǎng)目標

（1）能在“丹巴甲居藏寨”VR全景圖中選擇合適的觀察點，并有序地觀察、描述該地的地貌特征（區(qū)域認知、地理實踐力）。

（2）能說出該地的地貌特征對自然植被與人類活動（農業(yè)生產、交通建設、聚落選址）的影響，感悟人地協(xié)調發(fā)展的意義（綜合思維、人地協(xié)調觀）。

3.實踐過程（見表1）

表1 “地貌的觀察”教學實踐過程

四、總結與反思

在VR技術的支持下，虛擬地理實踐活動如何設計與實施以促進學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)？三條“線”的把握尤為關鍵。

1.厘清“暗線”：一個目標兩個邏輯

VR技術融入地理實踐打開了學生與真實世界交互的大門，大大拓展了中學地理實踐的實施路徑。但地理實踐不能任學生漫無目的地自由探索，實踐活動設計也應當有清晰的邏輯思路。教師需研讀課標要求，將地理學科核心素養(yǎng)目標作為一條“暗線”貫穿始終，實踐活動內容與過程設計要遵循學科邏輯與認知規(guī)律。只有厘清這“一個目標兩個邏輯”，才能構建清晰、有效的地理實踐邏輯主線。

2.勾勒“明線”：活動支架驅動學習

VR技術呈現(xiàn)的虛擬場景帶來強烈視覺沖擊的同時，其內含的干擾信息容易形成認知負荷。為減輕學生面臨新技術環(huán)境的認知負荷，教師需要為其提供外顯化的學習支持，如在考察報告中明確考察地點、考察目標及活動成果等，并附帶實踐活動的評價量規(guī)，使學生在任務驅動下學習。此外，教師在活動中的引導、活動后的提煉歸納均能幫助學生將活動結果有效地輸出，使其切實感到學有所獲。

3.挖掘“潛線”：開放引領學習生成

虛擬環(huán)境中的冗余效應需要重視，但辯證地看，在高層次信息加工及深度學習中，一定程度的認知負荷又會促使學習者進行有意義的探索。筆者在實施上述案例時，便有學生注意到全景圖上的一則用戶留言“上面風景更好”，并由該留言所在的地貌位置引申出了不同坡面觀察低地的差異。根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，教師可自然引出因觀察點不同而形成的“通視”問題。可見，VR技術帶來的高仿真地理環(huán)境為生成性學習提供了空間，教師可以在實踐中為學生提供更多探索與表達的機會，從而促進學習生成。