閆允

摘要： 針對小學(xué)生抽象思維能力和空間想象能力不強的特點，教師借助VR技術(shù)在小學(xué)科學(xué)地球與宇宙模塊中開展沉浸式、體驗式、互動式教學(xué)，可以降低學(xué)習(xí)難度，提高積極性，優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu)。在“地球表面的地形”課例中，教師創(chuàng)設(shè)VR情境，聚焦問題，讓學(xué)生探索和體驗，參與拓展訓(xùn)練，實現(xiàn)了學(xué)生對知識的內(nèi)化。

關(guān)鍵詞：VR教學(xué);地形探究;小學(xué)科學(xué)

小學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)存在抽象思維能力沒有完全發(fā)展，空間想象能力不強等問題。在地球與宇宙科學(xué)等模塊的教學(xué)中，如果教師僅用圖片和文字，那么學(xué)生很難深入理解。教師應(yīng)構(gòu)建情境性更強、視野更開闊的課堂。將VR技術(shù)引入小學(xué)科學(xué)課堂，可以有效解除教師教學(xué)的困擾?！暗厍虮砻娴牡匦巍笔恰暗厍虮砻婕捌渥兓眴卧牡谝徽n。在本課教學(xué)中，圍繞“初步認(rèn)識地形”，教師引導(dǎo)學(xué)生三次進入VR場景學(xué)習(xí)地形知識。經(jīng)課堂實踐對比后，筆者發(fā)現(xiàn)新技術(shù)的使用降低了學(xué)生學(xué)習(xí)難度，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，優(yōu)化了課堂結(jié)構(gòu)。

一、創(chuàng)設(shè)VR情境，聚焦問題

基于學(xué)生身心發(fā)展特點，利用視覺的刺激導(dǎo)入新課，教師直接將學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣激發(fā)至最高點，使學(xué)生在輕松的狀態(tài)下學(xué)得興趣盎然。

教師：我們的祖國山川秀麗，景色迷人。今天我們坐在教室里就可以游遍祖國的名山大川，大家想不想來一場說走就走的旅行？

學(xué)生：想。

學(xué)生戴上VR眼鏡，感受如同坐在熱氣球上俯瞰地面上各種風(fēng)景，教師注意控制時間。

教師：剛才看到了什么？

學(xué)生：美麗的風(fēng)景。

教師：我們看到了寬闊的草原、雄偉凸起的高山、清澈的湖泊……地球表面是平坦的嗎？

學(xué)生：不是。

教師：地球表面高高低低，凹凸不平，構(gòu)成各種不同的地形。今天，我們一起來學(xué)習(xí)“地球表面的地形”。

板書：地球表面的地形。

VR場景中呈現(xiàn)出我國各地風(fēng)景和復(fù)雜多樣的地形，這種方式的刺激效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過圖片或視頻。通過游覽VR中祖國的大好山河引入新課（如圖1），學(xué)生的思維立即被帶入正題，注意力高度集中并且產(chǎn)生了濃厚的學(xué)習(xí)興趣，獲得了積極愉快地進行下一步學(xué)習(xí)的動力。學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容既能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣又能培養(yǎng)學(xué)生熱愛祖國大好河山的情感。此環(huán)節(jié)，教師需要提醒學(xué)生VR體驗時將關(guān)注點放在地形上。

二、通過VR體驗，探索新知

小學(xué)科學(xué)教師以探究式學(xué)習(xí)為主的多樣化教學(xué)方式，促進學(xué)生主動探究^[1]。利用VR開展探究活動是本課教學(xué)的中心環(huán)節(jié)，承載教學(xué)重點和難點，學(xué)生需要深入學(xué)習(xí)地形知識。

教師：從地形的角度分類，看到的風(fēng)景中都有哪些地形？

預(yù)設(shè)高山、平原、峽谷、河流、盆地等。

教師：地形的種類很多，而平原、山地、盆地、丘陵以及高原是5種常見地形。

教師：我們已經(jīng)知道有5種常見的地形。每種地形都有什么特點？接下來就去認(rèn)真看一看。

學(xué)生戴上VR眼鏡，觀看并記錄地形的特征。

學(xué)生填寫觀察記錄單，整理、交流并匯報。

教師加以補充，規(guī)范描述5種地形特點。

教師利用交互式電子白板的“蒙層”功能，逐一展示每種地形的特征和示意圖。

平原寬廣平坦，起伏很小，小于海拔50米;丘陵高低起伏，坡度較緩，由連綿不斷的低矮山丘組成，山頂渾圓，小于海拔200米;高原面積很大，地形開闊，周圍以明顯的陡坡為界;山地地勢較高，蜿蜒起伏，層巒疊嶂，大于海拔500米;盆地四周地勢較高，中間低平。

教師：了解5種地形的特征后，現(xiàn)在來用沙盤做出5種地形的模型吧。

學(xué)生活動：分組展示并介紹自制的地形模型（如圖2）。

觀察和記錄是重要的學(xué)習(xí)方法，在科學(xué)課堂上教師應(yīng)抓住機會鍛煉學(xué)生觀察和記錄重要信息的能力。VR情境中會展示5種地形模型，學(xué)生需要細(xì)心觀察，在規(guī)定的時間內(nèi)記錄每種地形的代表性特征。VR中的虛擬場景讓學(xué)生驚嘆不已，開始他們還無法用準(zhǔn)確的語言描述5種地形的特點，當(dāng)教師將這5種地形特點規(guī)范地表述出來時，這部分知識很自然就會在他們的頭腦中內(nèi)化，不再干癟與枯燥。此環(huán)節(jié)，教師要把控好學(xué)生在VR情境中的觀察時間，關(guān)注學(xué)生收集信息的情況。

三、結(jié)合VR應(yīng)用，考察拓展

學(xué)生對科學(xué)知識的掌握不是一蹴而就的，課堂教學(xué)中教師利用VR技術(shù)，創(chuàng)設(shè)情境與活動，帶領(lǐng)學(xué)生鞏固知識，實現(xiàn)知識的內(nèi)化。

教師：大家制作的模型非常逼真。接下來我們再次登上熱氣球，去實地看看這些地形。請在VR中選出你們看到的地形。

學(xué)生戴上VR眼鏡，利用手柄在VR中選出所見地形，并認(rèn)真聽小度對每種地形的講解。

教師操作平板電腦了解學(xué)生的答題情況。

教師：大家剛才都去了哪些地方？

學(xué)生：去四川省稻城亞丁風(fēng)景看到了山地，云南省香格里拉地區(qū)有一處小范圍丘陵，去了內(nèi)蒙古的嫩江平原（如圖3）……

教師：數(shù)據(jù)顯示，大家可以識別每種地形。去了這么多地方，想不想知道合肥的地形？

學(xué)生觀看谷歌地圖，鳥瞰合肥。（谷歌地圖會顯示海拔數(shù)據(jù)。）

教師：請根據(jù)學(xué)習(xí)的知識判斷家鄉(xiāng)的地形。

學(xué)生：有平原和丘陵，以平原為主。

教師： 通過今天的學(xué)習(xí)，有什么收獲？

學(xué)生總結(jié)所學(xué)。

教師：今天大家收獲很多。假期里，大家旅行的時候可以關(guān)注一下當(dāng)?shù)氐牡匦翁卣鳎貋矸窒怼?/p>

通過VR觀看了我國的幾種典型地形，學(xué)生對地形的認(rèn)識不再局限于數(shù)據(jù)和模型，而是更深刻地感受到這些地形真實存在的狀態(tài)。在VR的虛擬場景中，學(xué)生可以通過操控手柄，分辨眼前的地形種類。如此當(dāng)堂檢測，真實有趣，學(xué)生情緒高漲，學(xué)習(xí)積極而踴躍。最后一個環(huán)節(jié)是拓展也是應(yīng)用，即利用谷歌地圖鳥瞰合肥市。合肥市地勢平坦整體海拔不高，地形為平原和丘陵兩種。學(xué)生對家鄉(xiāng)很熟悉，但是從未科學(xué)規(guī)范地研究過其地形特征。學(xué)生也會意識到某地的地形往往不是單一的而是多種地形特征并存，這將為后續(xù)高年級的深層次知識的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

四、總結(jié)與展望

（一）VR技術(shù)在科學(xué)教學(xué)中的作用

興趣是學(xué)生對事物的一種向往或積極追求的心理傾向，它是最重要、最直接的學(xué)習(xí)動力。兒童是有主動性的群體，所見事物讓他們充滿興趣并滿足其需求，能有效地促進其發(fā)展。如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣？教師要為學(xué)生創(chuàng)建生動有趣的情境。VR中呈現(xiàn)的內(nèi)容不同于課本上的文字，新穎、鮮活的場景更能引發(fā)學(xué)生興趣，也更能吸引學(xué)生注意力。此外，VR教學(xué)可充分調(diào)動學(xué)生眼、耳、口、手、腦等器官，讓學(xué)生在看、聽、說、做、思一體的環(huán)境中，快速獲取清晰和準(zhǔn)確的信息。

《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》強調(diào)小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)應(yīng)以培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)為宗旨，注重學(xué)生的探究能力的提高，探究既是科學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)，又是科學(xué)學(xué)習(xí)的方式。學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)需要親身經(jīng)歷各種探究活動。學(xué)生在VR情境中體驗不僅需要眼觀察，而且需要動手、動腦。本節(jié)課上教師用VR展示了5種地形的模型，讓學(xué)生根據(jù)模型了解所學(xué)知識，以及知識之間的關(guān)系，并探究規(guī)律。這樣的學(xué)習(xí)過程是開放的、具有探究性的。以直觀感受直接分析取代枯燥的試題訓(xùn)練，這樣學(xué)習(xí)輕松且有效，也有利于提高學(xué)生分析處理問題的能力。

VR情境中有虛擬的教師（小度）為學(xué)生引導(dǎo)與講解，指引學(xué)生獲取資源。更可貴的是虛擬教師（小度）會針對學(xué)生的表現(xiàn)給予鼓勵與表揚，作出積極有效的評價，增強學(xué)生的信心，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。VR 的應(yīng)用使原本單向的知識講授更具實踐性、創(chuàng)造性、探究性。

（二）有效使用VR技術(shù)的教學(xué)過程

一種新鮮的事物在課堂上出現(xiàn)，最興奮的是學(xué)生。他們對新事物充滿好奇，爭著去嘗試。這種情況下，教師要正確引導(dǎo)，合理安排才能將教學(xué)有條不紊地進行下去。剛接觸VR時，筆者發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生只是沉浸于虛擬環(huán)境帶來的刺激，而忽視了對知識的學(xué)習(xí)。如何解決這些問題，筆者認(rèn)為VR教學(xué)需要做到以下幾點。

其一，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。課前，教師明確告訴學(xué)生，VR只是學(xué)習(xí)工具，用VR進入虛擬情境的目的是探索知識，以便直觀學(xué)習(xí)知識。

其二，分組并選出組長。組長管理本組學(xué)生，提醒監(jiān)督組員完成當(dāng)前任務(wù)。小組組員在使用VR眼鏡時，組長要及時提示組員認(rèn)真觀看VR中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

其三，實時跟進。教師要及時了解學(xué)生在體驗過程中的各種動向，把握他們的體驗進度，指導(dǎo)他們正確使用手柄。

其四，課前充分備課。在上VR課前教師要充分準(zhǔn)備，不僅要將VR內(nèi)容合理穿插在教學(xué)環(huán)節(jié)中，而且要合理設(shè)計學(xué)生的體驗順序和體驗次數(shù)（如圖4）。

（三）VR技術(shù)在未來科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

VR技術(shù)不斷發(fā)展，日漸成熟。用VR技術(shù)構(gòu)建虛擬教學(xué)情境有著巨大的發(fā)展?jié)摿?，改變了一直以來的單向教學(xué)局面，使教師、學(xué)生、知識三者之間的互動更加靈活;VR的應(yīng)用使抽象概念具體化，改變了傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)過程。筆者所在學(xué)校的VR教室由專業(yè)技術(shù)團隊設(shè)計，獨特的太空主題設(shè)計富有強烈的科技感。分組排位，協(xié)作學(xué)習(xí)，既能增加學(xué)生之間的交流，又能充分發(fā)揮組員之間幫助、監(jiān)督的作用。該VR平臺提供了豐富優(yōu)質(zhì)的VR內(nèi)容，并實時更新補充，充分滿足教學(xué)需求。

VR技術(shù)不單可用于科學(xué)課堂教學(xué)也適用于其他學(xué)科。VR教學(xué)的目的不是追求時尚，而是根據(jù)學(xué)生需求和課堂教學(xué)需要，對教學(xué)內(nèi)容進行創(chuàng)新設(shè)計。教師應(yīng)適度使用VR技術(shù)教學(xué)，而非用它取代傳統(tǒng)教學(xué)，兩者是相互促進、相輔相成的關(guān)系。關(guān)于VR這種教學(xué)工具，我們還需要繼續(xù)探索，以便將其更加有效、創(chuàng)新地與課堂教學(xué)相融合。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2017.

（作者系安徽省合肥市習(xí)友路小學(xué)教師）

責(zé)任編輯：祝元志