【摘 要】小學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神的重要階段。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為小學(xué)科學(xué)教學(xué)提供了新的可能性。小學(xué)科學(xué)教學(xué)作為教育信息化的重要內(nèi)容，不僅能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能有效提升教學(xué)質(zhì)量。本文通過(guò)對(duì)基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的小學(xué)科學(xué)教學(xué)模式進(jìn)行探索，旨在為小學(xué)科學(xué)教育的發(fā)展提供有益參考。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)；信息技術(shù)；小學(xué)科學(xué)

【中圖分類號(hào)】G434 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【論文編號(hào)】1671-7384（2024）07-095-02

在新時(shí)代背景下，信息技術(shù)飛速發(fā)展，為教育領(lǐng)域帶來(lái)了深刻變革。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種信息技術(shù)手段，為教育事業(yè)發(fā)展提供了新的可能。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于小學(xué)科學(xué)教學(xué)模式中，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。因此，小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)重視虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，促進(jìn)小學(xué)科學(xué)教學(xué)模式的創(chuàng)新發(fā)展。

借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行3D模型展示

小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師可以借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行3D模型展示，創(chuàng)新教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的熱愛(ài)，深化學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解與掌握。與傳統(tǒng)的2D圖示或文字描述相比，3D模型更能真實(shí)地模擬科學(xué)現(xiàn)象和物體的三維結(jié)構(gòu)。課堂上，教師可以通過(guò)3D模型展示為學(xué)生帶來(lái)沉浸式學(xué)習(xí)體驗(yàn)，將復(fù)雜的科學(xué)概念或現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為3D模型，使學(xué)生置身于科學(xué)世界中，全方位、多角度地觀察、探索和互動(dòng)。這種直觀、生動(dòng)的展示方式，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能使得科學(xué)知識(shí)變得易于理解和記憶。此外，教師還可以借助3D模型展示培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力和創(chuàng)造力。通過(guò)觀察和操作3D模型，學(xué)生可以更加深入地理解空間結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和規(guī)律，進(jìn)而培養(yǎng)空間想象力和創(chuàng)造力，為未來(lái)的科學(xué)學(xué)習(xí)和實(shí)踐打下良好基礎(chǔ)。

以“地球的表面和內(nèi)部”的學(xué)習(xí)為例，教師可以充分借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行3D模型展示，從而讓學(xué)生更加深入地理解地球的構(gòu)造和運(yùn)行機(jī)制。在課堂上，教師可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，為學(xué)生展示一個(gè)真實(shí)感極強(qiáng)的3D地球模型，讓學(xué)生們可以清晰地看到地球的地殼、地幔、外核和內(nèi)核等各個(gè)部分的三維結(jié)構(gòu)和分布。通過(guò)操作設(shè)備，教師還可以模擬地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，讓學(xué)生在觀察的過(guò)程中理解地球晝夜交替和四季變換的原理。這種基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的3D模型展示，不僅可以使抽象的地球構(gòu)造知識(shí)變得形象化和直觀化，還能夠有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度，使學(xué)生仿佛置身于地球的內(nèi)部，能夠親手觸摸到地球的每一個(gè)部分，感受到地球的魅力和奧秘。此外，教師還可以利用3D模型展示引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)。例如，教師可以設(shè)置一些問(wèn)題，如“地球的地殼為什么會(huì)發(fā)生地震”“地球的內(nèi)核為什么是熱的”等，然后讓學(xué)生通過(guò)觀察3D模型，結(jié)合所學(xué)的科學(xué)知識(shí)進(jìn)行思考和討論。通過(guò)這種教學(xué)方式，不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題的能力，還能夠加深學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解和掌握。

借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)幫助學(xué)生體驗(yàn)虛擬場(chǎng)景

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的引入可以幫助學(xué)生體驗(yàn)虛擬場(chǎng)景，為學(xué)生帶來(lái)前所未有的學(xué)習(xí)體驗(yàn)[1]。傳統(tǒng)的科學(xué)教學(xué)往往受到實(shí)驗(yàn)條件、場(chǎng)地安全等多種因素的限制，導(dǎo)致許多科學(xué)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)象無(wú)法在課堂上真實(shí)呈現(xiàn)[2]。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，可以打破束縛，模擬出各種復(fù)雜的科學(xué)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)條件，讓學(xué)生在安全的環(huán)境下進(jìn)行觀察和操作，從而極大地豐富科學(xué)教學(xué)的內(nèi)容和形式。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，學(xué)生們可以身臨其境地參與到各種科學(xué)場(chǎng)景中。無(wú)論是探索宇宙的奧秘、觀察微觀世界的精彩，還是體驗(yàn)自然災(zāi)害的威力，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)都能夠提供逼真的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)甚至觸覺(jué)感受，讓學(xué)生在互動(dòng)中加深對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解。此外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還可以為學(xué)生們提供自主學(xué)習(xí)的平臺(tái)，使學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和學(xué)習(xí)進(jìn)度，在虛擬的世界中進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)和探索。通過(guò)以上學(xué)習(xí)方式，教師不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力[3]。

以蘇教版小學(xué)科學(xué)“植物與環(huán)境”教學(xué)為例，教師可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，為學(xué)生們營(yíng)造一個(gè)生動(dòng)逼真的植物生長(zhǎng)環(huán)境，幫助學(xué)生深入體驗(yàn)和理解植物的生長(zhǎng)過(guò)程及其與環(huán)境之間的密切關(guān)系。借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，教師可以為學(xué)生們模擬出一個(gè)真實(shí)的植物生長(zhǎng)場(chǎng)景，讓學(xué)生仿佛置身于一個(gè)充滿生機(jī)的植物園中。在虛擬的植物園里，教師可以讓學(xué)生們親眼見(jiàn)證種子從萌發(fā)到破土而出，再到長(zhǎng)成參天大樹(shù)的整個(gè)過(guò)程，還可以近距離觀察植物的根、莖、葉等各個(gè)部分，了解它們的功能和結(jié)構(gòu)。同時(shí)，教師還可以借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬出不同的環(huán)境條件，如光照、水分、溫度等，讓學(xué)生們觀察并了解這些環(huán)境因素是如何影響植物生長(zhǎng)的。通過(guò)這樣的教學(xué)方式，學(xué)生們不僅可以更加直觀、深入地理解植物的生長(zhǎng)過(guò)程和環(huán)境的重要性，還可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實(shí)驗(yàn)精神。

借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)幫助學(xué)生進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)

小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師還可以借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)幫助學(xué)生進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，很多實(shí)驗(yàn)涉及物理、化學(xué)等現(xiàn)象，具有一定的危險(xiǎn)性。借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，學(xué)生可以在一個(gè)完全虛擬的環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，無(wú)需擔(dān)心實(shí)驗(yàn)器材的損壞或操作不當(dāng)帶來(lái)的傷害。此外，虛擬實(shí)驗(yàn)的可控性使學(xué)生可以隨時(shí)停止、重新開(kāi)始或調(diào)整實(shí)驗(yàn)參數(shù)，以便更深入地探索和理解科學(xué)原理。在科學(xué)課上，教師可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將學(xué)生們帶入一個(gè)仿真的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，引導(dǎo)學(xué)生親自操作實(shí)驗(yàn)器材，觀察化學(xué)反應(yīng)的奇妙變化，感受物理定律的奧妙。通過(guò)這種身臨其境的學(xué)習(xí)方式，教師可以使抽象的科學(xué)知識(shí)變得生動(dòng)而具體，大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。教師還可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)呈現(xiàn)三維圖像和聲音效果，為學(xué)生呈現(xiàn)一個(gè)逼真的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景。學(xué)生可以通過(guò)與虛擬環(huán)境的交互，進(jìn)行各種嘗試和探索，加深對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解和記憶?？傊?，通過(guò)借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)幫助學(xué)生進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，教師可以為學(xué)生提供一個(gè)安全、可控且富有探索性的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生在親身體驗(yàn)中感受科學(xué)的魅力，培養(yǎng)科學(xué)思維和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

以蘇教版小學(xué)科學(xué)“蠟燭的變化”教學(xué)為例，教師可利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)幫助學(xué)生進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。本課涉及蠟燭的燃燒和物理變化等概念，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式可能會(huì)讓學(xué)生直接點(diǎn)燃蠟燭進(jìn)行觀察，但這樣的實(shí)驗(yàn)存在一定的危險(xiǎn)性，如火焰可能引發(fā)意外，蠟燭油也可能燙傷皮膚。為了更安全、有效地進(jìn)行這一實(shí)驗(yàn)，教師可以借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)幫助學(xué)生進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，教師可以為學(xué)生構(gòu)建一個(gè)仿真的蠟燭燃燒環(huán)境，讓學(xué)生在不接觸真實(shí)火焰和蠟燭油的情況下，觀察蠟燭的燃燒和變化過(guò)程。在虛擬實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以清晰地看到蠟燭從固態(tài)到液態(tài)的物理變化，以及蠟燭燃燒時(shí)產(chǎn)生的火焰和煙霧。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還可以模擬不同條件下的蠟燭燃燒情況，如改變氧氣含量或環(huán)境溫度，讓學(xué)生觀察這些條件對(duì)蠟燭燃燒的影響。此外，教師還可以設(shè)計(jì)一些互動(dòng)環(huán)節(jié)，如讓學(xué)生親自“點(diǎn)燃”虛擬蠟燭，然后觀察其變化過(guò)程。這樣的互動(dòng)體驗(yàn)不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以幫助他們更深入地理解科學(xué)知識(shí)。

綜上所述，小學(xué)科學(xué)教學(xué)中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢(shì)，不僅可以提高實(shí)驗(yàn)的安全性和可控性，還可以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的直觀性和互動(dòng)性，為教學(xué)注入新的活力。小學(xué)科學(xué)教師可以借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行3D模型展示，幫助學(xué)生體驗(yàn)虛擬場(chǎng)景，進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。為了更好地發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，教師還應(yīng)不斷提升自己的信息技術(shù)素養(yǎng)和課堂管理能力，設(shè)計(jì)高質(zhì)量的教學(xué)活動(dòng)。通過(guò)以上方式，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的小學(xué)科學(xué)教學(xué)模式將取得更好的成效。

參考文獻(xiàn)

蔡忱. 淺析虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用與挑戰(zhàn)[J]. 天天愛(ài)科學(xué)（教學(xué)研究），2023（12）： 22-24.

徐文芳，鄭愛(ài)英，龍潤(rùn)，等. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在小學(xué)《科學(xué)》課程中應(yīng)用策略研究[J]. 宜春學(xué)院學(xué)報(bào)，2023，45（8）： 120-124.

張亮. 例談虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在小學(xué)科學(xué)教學(xué)的應(yīng)用[J]. 教育與裝備研究，2023，39（1）： 72-74.