VR技术在中职生物教学中的应用

曹方

摘 要：随着我国的教育教学体制不断改革，对中职生物教学提出了更高的要求。一方面，教师要传授给学生基础的生物知识，提升学生的生物文化素养；另一方面，教师要采用高效的教学方法，不断提高生物教学效率。为了实现上述目标，教师可以应用VR技术。文章将具体探讨VR技术的内涵、传统中职生物教学的不足之处及应对举措，希望能为相关人士提供一些参考。

在中职教育体系中，生物课程占据着非常重要的位置。为了深化学生对生物知识的了解，教师可以应用VR技术，实现抽象知识的具象化转化。

一、VR概述

1.内涵

所谓VR技术，就是虚拟现实技术。经济社会不断发展，网络信息技术水平不断提升。虚拟现实技术是网络信息技术发展的产物，以互联网作为依托，可以对虚拟世界进行模仿，带给体验者如临其境的感受[1]。在虚拟现实技术的作用下，三维动态视景形成，体验者能完全进入虚拟环境之中，感受主体与客体的交互。虚拟现实技术是美国学者最先研制成功的，这一技术与计算机仿真技术、传感器技术等密切相关，可以建构出虚拟的信息环境，丰富用户的情感体验。虚拟现实技术改变了现实环境，使现实世界和虚拟世界融合在一起。就目前来看，虚拟现实技术已经被广泛应用在各个领域，如计算机领域、经济领域、军事领域等。来自不同区域的参与者可以进入一个共享空间，在共享空间中进行交流和互通。虚拟现实技术呈现了若干虚拟对象，参与者可以对虚拟对象进行客观评价，实现对象设计的优化。

2.虚拟现实技术与教育的融合

随着时代的不断更迭，虚拟现实技术和教育领域的融合越来越紧密，更多教育学家将虚拟现实技术应用在学习环境的创设上，对传统教学课堂进行了重构。虚拟现实技术的教育应用如下所示：第一，虚拟现实技术能够创设具体的教学情境。第二，虚拟现实技术能容纳学习者的技能实训。第三，虚拟现实技术支持各类语言的学习。第四，虚拟现实技术对特殊教育具有突出的裨益作用。在未应用虚拟现实技术之前，学习者的感官能力发展受到限制；在应用虚拟现实技术之后，学习者的感官能力得到发展，身心感受被联结在一起。技术是社会发展的动力支持，在未来虚拟现实技术的潜能将得到更好开发。为了提升教育的技术附加值，教师可以把握虚拟现实技术的内涵，发挥虚拟现实技术的优势。

3.技术平台和发展前景

虚拟现实技术以互联网作为基础，计算机成为虚拟现实技术的重要平台。在信息技术发展之初，信息处理环境并未得到优化，人们需要适应计算机的发展，与计算机达到工作上的同频。在现代技术理念的影响下，计算机的适应性得到增强，人类可以参与到信息处理环节，获得身临其境的体验。信息处理系统建立在多维数字空间之中，而多位数字空间的构建就以虚拟现实技术作为核心。

我国推行社会主义市场经济体制，社会主义市场经济体制具有极强的自发性。企业以实现经济效益的最大化作为目标，彼此之间的竞争日趋激烈。国内智能手机企业越来越多，很多企业都将着眼点放在虚拟现实技术上，将手机生产和VR技术联系在了一起，推出了現代化的VR设备。在将虚拟现实技术应用到教育领域的过程中，也应该关注虚拟现实技术的发展前景，发挥现代设备的重要价值。

二、当前中职学校生物教学的不足之处

1.理论脱离实际

对中职生物知识进行分析，可以发现一切生物知识都是从现实生活中生发而来的，以生活实践作为基础[2]。如果脱离实践，中职生物知识就会成为无本之木。因此，在实际教学过程中，教师应该引领学生分析理论与实践的关系，让学生在生活中发现生物知识、认识生物知识、应用生物知识。很多教师忽视了学生的学习特点，在学生还没有充分理解基础知识、脱离现实生活的情况下，让学生展开想象，进行自主创新，致使学生的学习能力无法得到提升，中职生物教学陷入困境。

2.教学观念滞后

教师是学生的引导者，在学生的学习过程中起着至为关键的作用。在教学体制改革的背景下，中职生物课程面临一些变化，教师需要尊重学生的主体地位，为学生提供适时引导。学生的成长环境不同，学习方法迥异，教师在教学过程中需要秉持因材施教的原则，采取差异化的教学方法。长期以来，我国推行应试教育，很多教师被束缚在传统教学体系的桎梏下，忽视了学生的学习需求。部分教师以自我为中心展开授课，极大压抑了学生的学习积极性，影响了中职生物教学水平的提升。

3.教学手段落后

应试教育存在极大弊端，为了弥补应试教育的不足，我国推行教育体制改革，促进了教育行业的发展。网络信息技术飞速发展，其与教育领域的融合更加紧密。虚拟现实技术的应用越来越广泛，对课堂教学有着重要的裨益作用，满足了教学体制改革的要求。值得注意的是，很多年长教师没有对现代教育技术进行学习，仍然采用口传身授的教学方法。这些教师没有应用虚拟现实技术等创设教学情境，仅是在课堂上对学生进行理论灌输，使学生逐渐失去学习兴趣，甚至对中职生物课堂产生抗拒心理。

4.教学内容失衡

中职生物具有综合性的特征，教师不仅要对学生进行理论讲解，还要引导学生进行实际训练。很多教师偏重理论课程，认为理论知识的学习最为重要，可以提升学生的试卷成绩，因此在实际教学过程中忽视实验教学，割裂了理论知识与生物实验的关系。由于教学内容失衡、理论教学和实践教学比例失调，学生并不能获得全面发展，核心素养教育的目的也无法实现。

三、将VR技术应用在中职生物课堂中的必要性

1.深化理论认知

将虚拟现实技术应用在中职生物课堂，可以深化学生对知识的认知。很多生物知识都具有抽象性特征，学生在理解知识时会遇到很大阻碍。中职学生的学习能力相对薄弱，难以辨认教学重点，对教师传授的重点知识进行自主吸收。为了加深学生对中职生物理论知识的理解，教师可以引入虚拟现实技术，让学生在具象事物中认识生物知识。虚拟世界对学生来说有着很强的吸引力，可以调动学生的学习兴趣。学生在认识图像时会增强自己的感受性和模仿性，对理论知识进行自主吸收。长期以来，中职生物教学都是以课堂作为主要阵地，这会加大学生的心理压力，甚至会对生物学习产生厌倦心理[3]。虚拟现实技术丰富了生物课堂的内容，缓解了学生的学习压力，使学生收获了事半功倍的学习效果。

2.提高教学效率

将虚拟现实技术应用在中职生物课堂，可以激发学生对学习的兴趣。兴趣是最好的老师，只有激发学生的学习兴趣，才能让学生真正投入生物课堂之中。传统教学模式以口传身授的理论灌输为主，压抑了学生的学习兴趣，阻碍了学生学习能力的提升。虚拟现实技术弥补了传统教学模式的不足，充分调动了学生的自主学习积极性。生物知识与现实生活相连，虚拟现实技术将理论知识和学生的生活实际联系在一起，达到了化抽象为具体的目的。同时，虚拟现实技术明确了课程的学习重点和学习难点，达到了化复杂为简单的目的。从这个角度来看，在中职生物课堂中应用虚拟现实技术，可以激发学生的学习兴趣，提升中职生物的教学效果。

四、将VR技术应用在中职生物课堂的重要举措

1.进行虚拟演练

生物具有综合性特征，教师不仅要传授给学生基础的理论知识，还要引导学生进行实验，让学生在实验中检验生物知识的正确性。在教学过程中，教师可以应用虚拟现实技术，模拟真实的实验环境。虚拟实验环境的创设离不开以下几个要素：第一是实验工具，第二是实验资料，第三是实验单元，第四是实验流程。为了让学生获得更好的实验体验，教师应该采用半真实半虚拟的方式，引入实物模型，让学生应用实物模型进行实验。在正式开展虚拟实验之前，教师应该对实验数据进行采集，建构生物实验模型，并对各项参数进行设置，形成虚拟化的实验环境。在正式进行实验时，教师应该引导学生进入虚拟器材库，对实验仪器进行选择，自主配备试剂等，同时调整参数获得不同的实验结果。以解剖实验为例，学生可以挑选合理的实验设备，对人体皮肤表层进行解剖，观察肌肉和骨骼。随着实验的不断推进，学生可以选择放大功能来细致观察人体结构、细胞等。在虚拟现实技术的作用下，学生不仅可以看到心房心室的构造，还能听见血液流动的声音。

2.应用VR软件

虚拟现实技术在教育领域中的应用越来越广泛，催生了一系列虛拟现实教育软件，教师可以发挥软件的作用，对生物教学情境进行模拟。虚拟现实技术打破了时间和空间的限制，中职生物教学不仅局限在课堂，还可以扩展到学生的日常生活中。在布置课后作业时，教师可以利用虚拟实验室软件，让学生在具体指导下自主设计实验、完成实验。虚拟实验不仅能加深学生对生物理论知识的认识，还能培养学生的自主实践意识，促进学生的全面发展，因此教师应该充分发挥虚拟现实技术的重要价值。以减数分裂实验为例，减数分裂这一教学内容具有抽象性特征，学生只有对蝗虫精母细胞的减数分裂过程进行观察，才能充分理解减数分裂的内涵。虚拟实验室模拟了精子的形成过程，教师可以布置实验任务，让学生对减数分裂的阶段性特征进行分析，从而帮助学生发现规律。

3.利用VR设备

在虚拟现实技术的助力下，各种VR设备出现，改变了人们的生活方式和娱乐方式，也改变了学习者的学习方式。中职生物教材的很多场景无法再见，学生的认知结构建构会面临阻碍。当遇到这种情况时，教师可以充分发挥虚拟现实技术设备的作用，让学生穿上数据衣，戴上数据手套，感受真实环境。以人类与环境的关系为例，教师在讲解这一部分内容时，可以带领学生进入虚拟自然世界之中，如原始社会、农耕社会、工业社会等，让学生把握时代的变化。

综上所述，在教学体制改革的背景下，传统中职生物教学方法逐渐落后于时代发展的潮流。为了提高教学效率，教师应该发挥虚拟现实技术的重要价值。

参考文献：

[1]顾凤梅.基于VR技术的生物课堂演示实验教学模式的构建[J].宁波教育学院学报，2011（5）：138-140.

[2]平 瑞，胡 斌，牛永斌.基于VR-GIS的塔中地区油气勘探与生物遗迹地质信息系统框架设计[J].河南理工大学学报（自然科学版），2007（4）：382-384.

[3]李春海，郑潮顺，陈建宇，等.在体脊柱侧凸VR模型构建方法及其临床意义[J].中国骨与关节损伤杂志，2017（7）：748-749.