AR/VR技术在初中生物课堂中的运用

    顾红新

    摘 要：AR俗称增强现实，VR俗称虚拟现实，是近年来比较流行的前沿科技，正逐渐走进校园、走进课堂。利用AR/VR技术能够激发学生的学习兴趣，更能直观地展示生物体的功能结构等相关内容，活化初中生物课堂。相信随着AR/VR技术的成熟和普及，将会改变初中生物课堂，甚至整个课堂教育模式。

    关键词：AR; 增强现实; VR; 虚拟现实; 初中生物

    中图分类号：G633.91 ? ? ? ? ? ? 文献标识码：A ? ? ?文章编号：1006-3315（2019）01-034-001

    AR和VR是两项前沿的科学技术，主要被广泛应用在娱乐上，比如AR游戏《Pokemon go》，发售当初全世界玩家日均活跃人数达到5000万以上，可以说是风靡一时;VR游戏更是遍地开花，现在的大型商场基本都有虚拟现实游玩设备，吸引了很多成年人和小朋友争相体验游玩。AR/VR技术是广受青少年喜爱的一门技术，如能将这项技术应用在教学中，必能充分激发学习兴趣、调动学习热情、提高教学质量。

    一、利用手机AR类APP，活化初中生物课堂

    初中生物教材中，有大量的生物探究实验，而生物实验课程有很大一部分由于季节、经费、实验难度和危险性等一系列原因，使得生物实验教学无法正常开展，只能利用视屏、课件来进行实验教学，学生无法直观地了解生物的结构，实验教学枯燥乏味。AR类手机APP的出现，则解决了某些生物实验难以开展的现状。比如在《植物体的光合作用》这一课中，教师展示植物叶片的结构，通过显微镜图片以及视频的展示，学生还是不能够对绿色植物的叶片结构有立体的了解，基本都停留在平面结构的了解，此时教师利用“4D梦想课堂”这款AR软件，直接展示细胞的立体结构，且能够对叶片结构进行全方位展示，利用AR模型对叶片结构进行分解，使学生对叶片每个结构有一个直观的了解，并且利用软件，对叶片进行的气体交换也进行了演示。学生通过亲眼观察，对整个光合作用中气体是如何进出叶片的、进出叶片中的气体分别是何种气体、气体进出叶片时气孔是关闭还是打开的等问题都有了最直观的了解，也更容易明白光合作用的过程。这比简单的显微镜观察结构要来得更加全面，学生也更为感兴趣。

    二、用VR展现不一样的生物课堂，激发学习兴趣

    VR技术虽然是一个高新技术，但在现在的科技环境下，要让VR设备进入课堂还是比较简单的。现在的VR头显设备主要是以下几种：外接式头显设备、一体式头显设备、移动端头显设备。外接式头显设备，用户体验较好，具备独立屏幕，产品结构复杂，技术含量较高，不过受着数据线的束缚，自己无法自由活动，如HTC vive、Oculus Rift。一体式头显设备，产品偏少，也叫VR一体机，无需借助任何输入输出设备就可以在虚拟的世界里尽情感受3D立体感带来的视觉冲击。移动端头显设备，结构简单、价格低廉，只要放入手机即可观看，使用方便，如空之翼VR眼镜。其中移动端设备是生物教学中最容易提供的设备，市场上现在有几块钱的自制纸盒类VR眼镜，学生也能自己动手制作，利用手机就可以进入虚拟现实。

    那么VR技术如何运用到初中课堂中，让生物课堂展现出不一样的风采呢？VR的优势之一就是具有更高的维度，相比传统的视频内容，它具备360度全景画面，可以让用户产生身临其境之感，通过声音、画面营造全面音响感受的气氛和氛围，空间感、距离感都会更有層次。初中生物教学过程中，其中一个问题就是如何给学生展示生物素材，让学生能够直观的对各类生物有所了解。传统的初中生物课堂中，大部分是以视频、图片、模型进行展示的，比如苏科版8年级教材设计很多植物动物等教学内容，其中的一些动、植物教师没办法直接展示活体，有些动、植物也没有实物标本，学生对生物的认知往往只能通过教师的语言描述和播放的多媒体去了解，显得那么苍白无力。然而VR则可以给学生带来完全不一样的体验，能够身临其境的去看课本中介绍的动植物，甚至能够进入水里回到古代去看这些已经消失或者平时不容易近距离接触的动、植物。

    再如在苏科版八年级下册生物教材中有一章节是生物进化的历程。在讲述生命进化的过程中，教师会介绍生物进化过程中环境的变化，传统教学过程中，我们只能通过模拟的短片以及图片来介绍，简单的来说就是基本靠想象。但是结合VR技术，我们就可以把这些消逝的场景重塑给学生看。在PS4上面，有一款叫《方舟公园》的游戏，是让玩家在恐龙世界中进行生存的游戏，笔者在上课的过程中，让班级推选出一位学生来体验这个游戏，然后让该同学将游戏中的见闻一一描述给同学。借助VR技术，学生围绕游戏内的高大蕨类植物进行观察，而其他同学则通过大屏幕观察到古代的大型蕨类植物。同样，学生对游戏里的恐龙等动物也进行了近距离的观察，整节课中，学生在一边娱乐的状态下，一边完成了对生物进化环境的了解。课后笔者还对体验的学生进行了访问，他激动地说：“这样的生物课是他从来没有想到的，给他的震撼非常大。”他还表示以后自己也想去了解VR技术，甚至有可能往VR技术这一块发展。而没有体验过的学生，则表现出对VR技术极浓的兴趣，之后的课堂表现也特别积极，他们希望之后的体验活动中也能让他们亲身体验。

    三、科技改变教育，兴趣推动学习

    “兴趣是最好的老师”，传统教学手段，主要是书本、PPT、视频等多媒体，现在学生在家中或班级里会养一些小植物，来美化一下环境，学生对此乐此不彼，而往往因为没有足够的生物知识，把小植物养死了，或者根本就不知道自己养的是什么植物。很多时候，遇到这样的问题，学生都会向生物老师请教，如果老师只是简单介绍的话，学生同样印象不会很深刻，也不会有太大兴趣。而利用AR/VR技术能够激发学生的学习兴趣，更能直观的展示生物体的功能结构等相关内容，笔者相信随着AR/VR技术的成熟和普及，一定会改变我们的初中生物课堂，甚至整个教育。生活因科技而美，教育也会因科技而改变。

    参考文献：

    [1]窦勇兵.VR技术在中学生物学课堂教学中的应用研究，《中学生物教学》，2014（12）：28-30