VR技术和数字教学管理系统在课堂教学中的应用

宋春华

[摘 要] VR技术和数字教学管理系统在教学中的应用体现了较大的优势，而且随着技术的发展，其重要性也越来越明显。VR技术符合学生的认知过程，可直观地呈现抽象问题，具备强大的交互功能，体现学生的主体作用，具备理想的虚拟教学场景。

[关 键 词] VR技术；数字教学管理系统；课堂教学

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）32-0090-02

VR技术作为一种集视、听于一体的新型技术，可以将场景以形、声、画的形式呈现在人前，从而有助于人类对于各类场景概念的理解，有利于将抽象的概念具象化。VR技术将社会生活中的各个场景进行概括提取，或者真实再现，形成语、闻、行等各类系统的感知。VR技术有利于以一种生动的形式生动地再现学习中的重点、难点，从而有助于学生主动学习，提升学习兴趣。

VR技术最开始应用于科研场景，然后逐步被应用到生活场景，比如，我们所熟知的4D、5D电影，以及近年非常流行的VR眼镜，都是VR技术在生活场景中的具体应用实例。而VR技术在生活应用中的展开也为其进入课堂教学应用打下了坚实的基础。由于在生活场景中已有一定的应用，以VR技术强大的感知交叉能力，可以对课堂教学内容进行逼真生动的场景构建，更易于学生掌握相应的知识重点与难点，提升教学质量与效率。

一、VR技术在课堂教学中的优势和重要性

（一）符合学生的认知过程，直观地呈现抽象问题

VR技术与传统智能技术的最本质的区别在于，VR技术模拟人类行为特点、社会生活中各类情景，能生动再现人类视角下某个场景。VR技术构建的教学场景符合学生对事物的认知过程，直观地呈现学科中的抽象问题[1]。学生的认知是从形到意的，先有具体的形，通过知识的学习、信息的转化，从而形成学生个人的认知，这是人类的认知过程。而VR技术则很好地实现了这一点，以生动的形和逼真的多维感知交叉进行教学，对具体学习知识点的展现形式符合学生的认知过程。

再比如，对于某些自然灾害现象及遇险应急措施的真实再现，自然灾害现象的讲解终是枯燥无味，无法做到形象示意，很多学生对这种讲解式的教学方式，往往过耳便忘，究其原因，在于枯燥的课堂讲解无法再现相关的场景，而VR技术可以逼真再现火灾、地震、洪灾等自然灾害的场景，并且通过构建真人形象的三维立体影像，对学生进行真实生动的应急避险教育，这种生动逼真的VR教学能加深学生对所学知识的记忆，也能加深学生对所学知识的理解，从而真正学到知识。

（二）强大的交互功能，体现学生的主体作用

VR技术不仅能重现场景，更能将人类对场景描述的想象与画面进行有机结合。这种结合有利于从学生思维感知的角度进行交互体验，获得不同的知识体验[2]。强大的交互功能提升了学生在学习中，尤其是课堂教学中的存在感。VR技术通过教与学两种场景的融合，可以实现教学场景两端的强大信息交互，使得教与学两端的信息得到充分流动，学生更易吸收、理解知识重点与难点，教师也更易讲解知识重点与难点。VR技术使得教学的范围更大了，教学内容也更深了，这在某种程度上是教学空间的延展与上升，具备强大的空间交互功能。

另一方面，VR技术结合现代的教育理念，进一步弱化了教师在课堂教学中的主体地位，更加突出了学生的主体作用。学生作为学生学习过程中无可替代的主人翁，在传统的灌输式教育理念下，成为学习知识的被动接受者，而辅助学生学习的老师反而成为学生学习的主体。事实上，并非是广大教师在教学过程中没有意识到问题，而是囿于教学手段的单一化、教学技术的落后，教师不得不担负起学生学习中的主体责任，并发挥主体作用。[3]在VR技术下，课堂教学可以变成一场有趣的互动，具备强大的交互功能，学生更积极、更主动的学习，使得学生转变了角色定位，在学生中充分发挥自己的主体作用，自主式的学习、主动探索知识无疑更能提升学生学习的效率，提高学生学习的质量。

（三）理想的虚拟教学场景

VR技术和数字教学管理系统在课堂教学中的应用以虚拟教学场景为主，虚拟教学场景主要包含三方面的内容，一是教师虚拟化，二是学生虚拟化，三是教学资源虚拟化。下面就这三点进行分点叙述。

第一点，教师虚拟化，意指教师的主体作用被弱化了，在VR技术中，教师不仅仅是一个具体的人，而是应用VR技术虚拟出来的教师形象，该教师形象符合学生心目中对教师应有形象的想象，并且具備交流与感知的功能，能以一种稳定的教学态度、教学模式对学生进行知识教学，担当师者传业、解惑的功能。

第二点，学生虚拟化。在特定的VR教学场景中，学生不再是狭隘的在校生，可以更宽泛，比如，想学习某类学科知识的其他社会自然人，比如来自不同区域、不同城市，甚至不同国家的学生，或者是不同年龄阶段的学生。在课堂教学中，学生虚拟化可以有效地解决学生单一群体、固定群体学习的同质化困惑，通过与其他区域学生、不同年龄阶段学生的共同学习，对知识点会有不一样的思考角度，从而达到增广见闻的效果。

第三点，教学资源虚拟化。传统的课堂教学中，教学资源大体包含教材与各种教具，但在VR技术下，课堂教学的教学资源虚拟化了，也更丰富了。VR技术和数字教学管理系统中的虚拟教学资源包含有形的教学资源与无形的教学资源，比如一段文字、一次生动的化学生物实验，或者一次生动的社交式互动，甚至一段音乐、某个社会生活场景的再现，对未来生活场景的想象等，以及某项技术功能的具体应用场景，等等，都可以成为教学资源。

除了以上三点虚拟化外，VR技术和数字教学管理系统可以实现理想的虚拟教学场景，比如，前文所述的自然灾害及应急避险的教学，可以进行理想的虚拟场景教学[4]。教师还可通过借用其他场景、模仿其他场景等方式，将教学内容移植入教学场景与教学过程中，实现更逼真的虚拟教学。

二、VR技术在课堂教学中的应用

（一）语文教学应用

VR技术和数字教学管理系统在语文课堂教学中的应用尤其有优势，语言文字是描述社会发展规律、社会生活场景的一种工具，但当作者把场景及事物转变成文字时，由于文字描述具备主观性，因此会有信息的叠加与缺失。而当读者理解这些文字时，对于文字所传达的信息、所描绘的画面也会加上自己的想象，对文字信息进行再加工。学生在学习的过程中，或者由于个人阅历不足，想象力不够丰富，或者由于时代的更迭，很多场景难以再现，往往很难在脑海中将文字转换成画面，自然也无法融入文字所表达的意境中，也就不谈真正的理解文章了。这是学生在语文课堂上最易出现的问题，也是学生在学习语文的过程中渐渐失去兴趣的重要因素，尤其是在诗词和散文的学习过程中，学生常常遇到这样的问题。VR技术和数字教学管理系统则很好地解决了这个问题，比如，王维的《山居秋暝》：空山新雨后，天气晚来秋。明月松间照，清泉石上流。竹喧归浣女，莲动下渔舟。随意春芳歇，王孙自可留。诗人短短的八句诗词，描写的景物，绘出的画面，营造的意境，以及作者本身深处其中的个人情感，是学生如何也不可能通过这些文字在脑海中转换成清晰的画面的，也很难从中体会到作者身在其中的情感的，而VR技术则很好地解决了这个问题，通过VR虚拟技术重现了诗中描绘的景象，让学生置身其中，加深了学生对于诗的意境的记忆与理解。

（二）数学教学应用

数学是基础应用学科，也是一门高度抽象的自然学科。VR技术和数字教学管理系统在数学教学中的应用则可以仿真还原或真实再现某些数学概念及数字描述的活动或场景。在传统的数学教学主要以老师的讲解为主，对于公式和理论进行枯燥的推导和演算，一方面容易让学生在学习中失去兴趣，另一方面也常常让学生摸不着头脑。但借助VR技术和数字教学管理系统则可以以多种方式进行教学，比如利用VR技术再现数学家们推导出相关公式的场景，设定公式推导的主角——学生的角色，加强学生的代入感，通过VR技术再现生活中的普通场景，兴趣教学与三维虚拟场景教学相结合，更加深了学生对数学公式和理论的理解。

（三）品德教学应用

品德教学是一项被忽略太久的学科，因为我国现有的教育模式并未将品德学科纳入硬性的教学考核指标中，加上各级升学考试中都没有品德教学的影子，因此，大多数学校，对学生的品德教学并不重视，现有的品德教学内容过时，无法满足现代人对品德学习的需求[5]。而品德教学手段也太过单一，读教材式的教学根本无法传达品德的含义，缺乏应有的场景教学模式，无法使学生深刻理解品德行为的含义。

比如，随着互联网、自媒体的发展，网络上造谣、传谣的速度越来越快，形式也不胜枚举。品德教育告诉学生不得在网上造谣、传谣，但并未深刻讲解网上造谣、传谣的危害，无法使学生对网上造谣、传谣的危害有深刻的理解，从而达到警示教育的作用。而结合VR技术和数字教学管理系统，可以使用代入教学法，让学生亲身体验一下被造谣、被传谣的危害，谣言对自身学习生活带来的危害，并结合法律法规，对造谣、传谣应负的责任进行生动详细的讲解，从而能很好地使学生认识到谣言的危害，达到品德教育的目的。

三、结论

VR技术和数字教学管理系统在课堂教学中的应用是建构主义学习理论在实际教学实践中的具体实现途径，它包含了情境教学、协作式的互动教学方式，以模拟的方式，将枯燥的知识生动化、形象化，不仅能有效提升学生的学习效率与质量，更能有助于培养学生主动学习的意识，调动学生主动学习的积极性。VR技术和数字教学管理系统在教学应用中展现出更多的真实性，也更具备典型性与整体性，同时也给了师生更多的选择性，对课堂教学而言，VR技术和数字教学管理系统对教师教学和学生学习而言，是一场质的飞跃，也是未来教学形式的主要表现形式，具备非常大的优势。

VR技术和数字教学管理系统在课堂教学中的应用更有助于改善师生关系，解放教师的某些劳动力，有利于教师能将有限的精力投入更重要的教学工作中，提升教学素养，从而保障学生学习的质量。VR技术和数字教学管理系统的教学形式更多元化，教学场景更丰富、更逼真，有仿真的效果，可以实现传统教材教学无法实现的师生互动、仿真教学的目标，以声、形、色形成强大的交叉感知系统，使得学生从熟悉的场景入手，更易获得学习的参与感与满足感。

参考文献：

[1]李亚平，孟丽霞.VR技术在教学中的应用[J].中国市场，2016（50）：244-245.

[2]赵婉彤.浅谈VR技术在教学方面的应用设想[J].信息系统工程，2017（9）：168.

[3]周秀英.VR技术实验教学下经管类实验师资隊伍建设探究[J].吉林工程技术师范学院学报，2018（5）：67-69.

[4]方颖莹，司静静，王及时.基于虚拟现实技术在教育中的创新性应用研究[J].亚太教育，2016（13）：105.

[5]林胜青.基于VR的交互系统在高校实践教学中的应用探讨[J].数字通信世界，2018（4）：207.