VR技术在中小学课堂中的新应用
李昀桓
【摘 要】VR技术发展迅猛，在中小学实际教学中也有所应用。但基于VR技术本身的局限性，其在实际课堂中应用并不广泛。本文以文献法就VR技术发展现状结合课堂中学生信息获取途径，对于VR技术应用于中小学课堂的具体方式及发展前景做简要分析。
【关键词】VR技术;教学方式;课堂;途径
【中图分类号】G434? 【文献标识码】A
【论文编号】1671-7384（2020）02、03-113-03
随着科学技术的高速发展，应用于课堂的教学手段也日新月异。近年来，虚拟现实技术（Virtual Reality Technology）、全息投影技术的发展让人们摆脱了平面图像的束缚，最大限度地给人以最真实的感受。在基础教育中，由于学生抽象思维能力薄弱的缘故，实际教学中最缺乏的就是具象教学，VR技术恰恰可以最大限度地弥补这个缺点。而如何把以VR技术为代表的新兴技术应用于基础教育教学实践中，必须考虑基础教育的特点和VR技术自身的特点。本文从VR技术的发展现状出发，分析VR技术发展特点，以期寻求应用于基础教育课堂实际教学的途径。
VR技术发展现状
虚拟现实技术（以下称VR技术）是一种建立在计算机技术基础之上的、可以创建和体验虚拟生活场景的仿真技术，它可以利用计算机创建出一个模拟环境，该环境具有三维动态视景，用户可以进行交互并发生相应的实体行为从而沉浸其中。尤其近年来有研究者开发的分布式虚拟现实技术，更使用户在体验VR系统时的沉浸感得到了极大的提升。总的来讲，现阶段VR技术发展的主要特点有以下几个方面。
（1）更新速度快。VR技术从20世纪中叶开始发端，到如今VR集成设备具有高度沉浸的特点，其更新速度之快令人瞠目。自2015年以来，VR相关领域发展成井喷的态势，虽鱼龙混杂，但不乏一些优秀的VR技术成果。
（2）技术综合性强。VR技术不仅关注对虚拟环境的构建和VR设备沉浸性的探索，也注重人在具体虚拟环境中的交互性。关注人与环境的交互就需要比较综合的技术，而这也是前文所提到的分布式虚拟现实技术所需要的技术基础。例如，3D渲染技术、3D定位音频技术以及人体感应数字化技术等都是其将要融合的技术。
（3）领域覆盖面广。VR技术的发展带来的不仅是社会生活的变化，更是一种全新的理念，影响我们生活的方方面面。如今，VR技术在教育领域、医疗领域以及新闻业的发展尤为突出，而在其他领域的应用也十分普遍。
VR技術应用理论基础
1.具身认知理论的发展
VR技术的发展和具身认知理论的发展是息息相关的。具身认知理论认为，身体在人们一般认知活动过程中起主导作用，认知过程的方式是被身体的感觉器官所决定，而认知所产生的内容也是身体的感觉器官所提供的，这就给VR技术应用于教育的发展路径提供了强有力的理论支持，也给VR技术进入基础教育课堂提供了依据。
2.学生获取信息的三种方式
笔者认为，学生在课堂上获取信息的方式主要有以下三种。其一，以认知环境为主体的学生被动接收信息。在这种环境下，学生表现为被动地接受，而认知环境（通常为教师、板书、PPT等）向学生主动传递信息。具体表现为，学生主要用视觉、听觉去获取信息，大脑对于外界信息仅仅表现为单纯的接收。其二，以学生为主体的学生互动接收信息。此时，学生与外界认知环境（教师、多媒体软件、教具等）发生互动，在互动的过程中让学生获取信息，对自己的行为有所反馈，从而构建自己的知识地图。其三，以学生为主体的学生主动获取信息。在这种情况下，学生主要表现出思考行为。此时，学生与外界认知环境发生少量甚至不发生互动行为，主要利用自己已有的知识结构并结合新获得的信息进行推理、演绎等行为，从而获得不同于已有知识结构的信息。
需要注意的是，这三种获取信息的方式在大多数情况下并不是独立存在、相互割裂的，而是相互交融、相辅相成的。
3.适用于VR的方式
根据对于学生在课堂上获取信息的方式进行分析，我们不难发现，VR技术在以学生为主体的学生互动接收信息方式中有着极大的优势，尤其对于现在实际课堂中不容易达成的教学目标有着非常好的促进效果。以语文课堂为例，在小学四年级《长城》一课的教学中，若通过使用VR技术让学生切身实地地站在烽火台上，望着连绵不绝的塞外大漠，定会对长城有更深刻的理解。
VR技术应用于中小学课堂的途径
1.场景化案例教学
在VR技术应用于实际教学中，场景化案例教学是非常重要的一个应用途径。通过VR技术把学生置于具有沉浸感的场景中，并创建与教学内容相关的故事情节，把学生带入到教学内容中来。例如，在小学数学追及问题中，可让学生在虚拟场景中开着车进行追及，通过设定各自的时速，从而理解绝对速度、相对速度等相关概念。
2.具化教学应用
在对于某些传统的化学、物理实验中，实验因其危险性一直让教师头疼不已，而教学实验事故也屡屡发生。所以，许多教师采用PPT讲解或Flash软件演示让学生进行操作，然而在电脑屏幕上所看到的和真实发生的情况相去甚远，学生并不能很好地理解实验原理和实验目的。例如，在化学中学习硫化氢的物理性质时，电脑模拟实验无法让学生体会其真实的气味，通过老师的讲解学生也摸不着头脑，若在未来的虚拟情景下，可以模仿出硫化氢的气味让学生真实体会硫化氢的味道又不会损伤学生的身体。
3.探索性学习
为了培养学生的探索性学习能力，通过自己的研究、探索从而获得相应的教学知识、完成相应的教学目标，在应用VR技术时，可设定一个故事主线，并可设计几个具有情节性的故事支线，从而让学生在情景中探索。通过提示或者虚拟场景外的适当提示，让学生完成相应的教学内容，达到教师的预期安排。
4.创造性学习
在培养学生创造能力方面，VR技术仍具有十分显著的作用。在某些创作类课程或者需要发散学生想象力的课程时，使学生身临其境能得到意想不到的效果。例如，在创作某些以历史题材为背景的作品时，教师可创建相应的历史情境，让学生感受其中、参与其中，激发学生的创造性。
VR技术应用于课堂的困境
（1）研发成本高。这是摆在当今VR技术应用于课堂前一个较为重要的问题。软硬件的购买以及软件后期的开发、维护费用，仍是一笔不小的开支。不过，相信随着VR技术的普及，其设备价格和软件开发成本也会有所回落。
（2）开发难度大。VR技术的开发难度相较于Android或iOS软件而言相对较低，不过对于教师而言，仍有不小的难度。如果教师要在课程上使用VR技术，除购买现有应用软件外，如何平衡教师在正常备课和研发VR课件之间的时间关系仍是个不小的问题。
（3）教师学习成本高。对于除计算机教师以外的其他教师而言，计算机软件开发是一门非常陌生的课程。若要对自己所教授的课程进行针对性开发VR课件，必然要投入大量的时间、精力抑或是金钱去学习，无论对于教师个人而言还是对于学校而言，这都是不得不去考量的成本投入。
（4）缺乏相应教育理论支撑。虽然VR技术的发展跟具身认知理论的发展密切相关，但是在教育领域却没有相应的教育理论去支持其发展。在具体的实践教学中，一线教师也必须摸着石头过河，希冀有学者可以在VR技术相关的教育领域方面有所突破。
VR技术应用于课堂是大势所趋，我们需要注意的是，VR技术所代表的并不仅仅是教学手段、教具的改变，它所带来的更是一种教学思维模式的改变。VR技术让我们认识到在课堂中教师所面对的是一个个具有敏锐感知力的个体，教师的每一个细微动作都将给予学生意义，而教师所能做的就是尽最大的可能去还原课堂。无论是情景化教学还是学生合作学习，VR技术所能做的就是帮助教师尽可能还原课堂，给予课堂一种新的活力。
