VR技术在科学教学中的实践应用

王冯祥

【摘 要】科学教学融入VR技术，其适合性更高，学生更容易接受。教师对这项技术的助学效果有一定了解，在教学内容整合、教学情境设计、教学方法传授、教学活动组织、教学评价升级等方面做出积极探索，以拓宽学生的学习视野，让学生形成崭新的学科认知基础。VR技术是现代技术在学科教学中的创新性应用，能够创设虚拟情境，丰富学习手段，为学生高效学习提供更多助力支持。

【关键词】科学 VR技术 教学实践

VR技术，是指虚拟现实技术，融合了传感技术、计算机技术、仿真技术、微电子技术等多项内容，让人产生一种身临其境的感觉。在科学教学中渗透VR技术，教师不妨借助多种媒体手段，为学生创设真实可感的虚拟情境，对学生多种感官形成一定冲击，激发学生主动探索科学的意识。由于小学生直观思维比较敏感，教师在应用虚拟技术时，可以让学生沉浸到科学观察、科学操作、科学实践之中，在信息整合利用中建立学科认知基础。由于VR技术具有交互性、开放性、趣味性等特征，学生对此有更高认同感。教师要做好教学设计和组织，使学生在虚拟情境学习中培养核心能力。

一、资源整合应用VR技术

科学学科教学有不少短板，自然科学追求实践性，而教学条件有限制，教师不能为学生带来更多真实场景，教学与生活对接不能随时展开，但是，教师利用VR技术便可以解决这些问题。由于学生的学科认知基础存在差异性，教师对此需要客观了解，以便做出积极应对。在教学设计环节，教师借助VR技术做资源整合处理，不仅能够丰富学习信息素材，还能够拓宽学生的学习视野，使学生建立更为广泛的学习认知基础。

如教学苏教版科学四年级上册“给动物分类”时，教师先让学生利用虚拟现实眼镜观看，要求学生对看到的这些动物做判断，并说出其名字、生活区域和突出特点。学生对动物有一定认识，自然能够积极参与辨识活动。教师继续引导：动物生活方式不同，外形也存在差异，你能够给动物分类吗？学生开始思考和讨论，很快就给出一些分类标准：天上飞的叫飞禽，地上跑的叫走兽，水里游的叫鱼类。教师肯定学生的思考，顺势推出专业分类标准：生物学家给动物分类，主要看动物是不是有脊椎，这样可以分为脊椎动物和无脊椎动物。根据这个标准，你能对熟悉的动物重新分类吗？学生再度进入热议环节。

教师利用虚拟现实眼镜，让学生观察动物，激发了学生的学习兴趣。VR技术展示的信息更为逼真可感，对学生感官形成了更强冲击。虚拟现实眼镜虽然没有让学生看到更多内容，但在情境设计方面形成突破，给学生带来更大的触动，其助学效果是极为丰富的。

二、方法创新借助VR技术

学生信息占有量超出我们的想象，在学科教学中，由于教师利用一般技术信息不能让学生产生心理触动，如果教师推出VR技术，让学生对一些抽象现象做直观处理，让学生与虚拟机直接对话，那么，学生的参与热情将更高。虚拟设备采用手势识别、头眼追踪、语音识别等技术，比计算机鼠标调动更为便捷，其体验感更强。学生对新鲜事物有更强追求心理，因此，教师推出VR技术展开助学设计，势必对学生形成心理冲击，其学习效果更值得期待。

如果教师利用实物展开教学设计，学生的感知将更为真切，其激发作用将非常显著。但实物往往不好找，特别是稀有的资源，更是难以寻觅，因此，教师要借助崭新媒体手段做助学设计。如教学“常见的岩石”时，教师拿出一些石块，要求学生观察，说说这些岩石有什么特点。在学生观察讨论时，教师可以提供放大镜，让学生分析这些石块的特点，并传授一些观察方法，如先敲一敲，然后听一听，感受这些岩石发出的声音是清脆的还是沉闷的;还可以利用滴管，检查这些岩石的吸水性。学生依照教师安排展开行动，对这些石块有了更全面的了解。因为石块资源太过单一，教师利用网络搜集到一些图片信息，让学生具体观察，再结合观察体验，对这些图片进行分析。学生开始观察和讨论，教师也参与到学生互动环节中，并时不时做出一些提示，让学生从几个角度和方向展开观察和思考。

教师借助网络虚拟手段推出一些图片信息，给学生提供更多观察思考的机会。从学生的学习表现可以看出，教师的教学设计是比较合适的，成功激发了学生的观察主动性。学生在生活中接触岩石的机会极少，对一些特殊的岩石更是没有认知。教师利用图片展开助学设计，自然能够形成观察契机，让学生在主动观察分析中建立学科认知基础。

三、活动组织渗透VR技术

小学生对互动性、趣味性、探索性科学活动参与热情高，当教师组织学生参与生活观察、游戏活动、竞赛体验等活动时，学生都会积极响应。因为现实生活条件的限制，学校教学有更多规定，学科教学不能随意走出教室，更不能走出校门，这对科学学科教学形成了更多束缚。如果教师能够借助VR技术组织学习活动，学生就有更多选择。虚拟世界有太多画面和影像是学生感兴趣的，因此，教师不妨推出一些互动活动任务，激发学生的学习思维。

教师组织实践性活动，能够激发学生的参与热情，促使学生在主动操作过程中建立学科认知基础。在教学“不同的运动”时，教师先推出现场活动任务：借助身边物品，现场展示移动、转动、摆动、震动、滚动等运动形式。学生在生活中对这些运动都比较熟悉，自然能够积极响应。在操作过程中，教师深入学生群体，观察学生的操作表现，及时做出纠偏指导。为激发学生的活动热情，教师推出游戏活动，让学生分成小组，在教室内做“听口令做运动”游戏，如转身、摇头、摆臂等动作，看谁反应更灵敏，不会出现错误操作。在活动延伸设计时，教师组织学生观看视频展示，对视频中人物的运动方式有针对性观察，并进行介绍分析。学生饶有兴致地观看，课堂讨论气氛也逐渐浓厚。教师再对学生的观察讨论情况做观察评价，使课堂学习获得丰富成效。

当教师推出一些操作活动时，学生对这些活动有更强认同感，都能够主动参与其中，在具体运动中感受学科认知的积淀。教师推出视频观察任务，将学生带入特定运动世界，让学生对各种运动形式有了更直接的了解。学生对虚拟世界有观察兴趣，这是重要的学习契机。教师适时做出设计和组织，能够产生更多教学成长点。VR技术应用无处不在，教师要做好筛选和创新，调动学生的多种感官。

四、评价升级利用VR技术

教学评价是教学的重要环节，教师常规评价大多是借助书面评语形式实现，这样的评价缺少一定的温度，使学生大多处于无感的状态。VR技术的广泛应用，为教师进行教学评价创造了条件。教师推出师生互评、学生互评、学生自评等评价方式，让学生成为评价的主体，能够让学生及时发现自己的问题和不足。教师借助网络互动平台组织评价学习，能够对学生形成多点刺激，激发学生学习科学的主动性。

在教学“导体和绝缘体”这节内容时，教师先介绍电路连接，并拿出导线让学生观察，说说导线的特点，对其导电性做现场检验。学生对教师演示实验比较感兴趣，从教师的操作中获得不少感知体验。为强化学生的实践体验，教师将学生分成几个小组，让学生集体合作，展开验证实验：这里有一些物品，先集体讨论，对这些物体的导电性估猜，然后利用实验验证，看看谁估猜得更为精准。学生对实验有更高期待，开始观察和思考，其估猜过程也很顺利。在实验操作环节，教师给予必要协助，确保实验能够正常运行。经过一番操作，各个小组的实验都顺利完成，学生对相关物质的导电性也进行了确认。为培养学生的生活学习意识，教师设计了延伸训练任务，让学生回家之后，展开生活观察和调查：哪些家用电器既有导体又有绝缘体部分？然后将调查结果发送到微信群。学生开始生活观察，并将调查信息做微信传递，同时，教师对学生的学习表现做评价处理。

教師布置现场实验操作任务，使学生从实践操作中获得的学习体验更为真实，教学价值更为丰富。学生对生活中的电器做调查，借助网络平台展开互动讨论，这是VR技术的延伸应用，其训练效果是显而易见的。教师对多种信息技术做创新应用，能够产生丰富动力，为学生学习提供更好服务。

在科学学科教学设计时，教师适时渗透VR技术，整合教学资源、创新教学情境、组织教学活动、升级教学评价，能够创造更多教学亮点，使学生接受度更高，其激发效果也更强。科学学科教学与VR技术有更多契合点，教师要科学合理运用VR技术辅助手段，成功激发学生的学习主动性，让学生在虚拟世界中认识科学、探索科学，以弥补其生活实践不足的问题。