手机VR眼镜在中学生物教学中的应用

周荣莉 段莹晶 范丽仙 王重力

摘要 以手机VR眼镜作为实现虚拟现实技术的工具，简要介绍其使用方法及在中学生物教学中的应用，综合了VR生物教学资源信息，并论述了手机VR眼镜在中学生物教学中的重要意义。

关键词 手机VR眼镜 生物教学 课程资源

中图分类号C633.91

文献标志码B

在中学生物教学中存在大量微观、抽象的立体模型结构，如DNA雙螺旋结构、蛋白质结构、人体各部分结构，但这些结构通常以二维平面图的形式在课本中呈现，其抽象性的特点给学生的理解造成了很大的障碍，无法调动学生的思维与感觉器官。VR技术作为虚拟现实技术的工具，其具有交互性、沉浸感和构想性等特征，所传递的信息不仅仅是图像、声音、文本的简单组合，而是一种“拟真”的声像信息、触觉信息和运动感知的统一，可以将二维平面教学内容转变为三维立体交互，充分调动学习者的思维和感觉器官，改变传统教学枯燥、生硬、被动的现状。VR技术所带来的“身临其境”的感觉与建构主义理论中的“情境”要素不谋而合。手机VR眼镜使用便捷、价格优惠，教师将其运用于教学中，可以有效提高教学效率。

1 手机VR眼镜及其使用

1.1 手机VR眼镜简介

VR是虚拟现实技术（Virtual Reality）的简称，VR眼镜即虚拟现实头戴式显示设备，分为外接式头显设备、一体式头显设备、移动端头显设备三类。手机VR眼镜则是移动端头显设备。

手机VR眼镜特有的头盔或护目镜似的外观切断了观看者与外在世界的联系，从而呈现出围绕观看者展开的虚拟世界。其原理是在佩戴头戴式显示设备时，通过双眼正视差在脑海中产生向手机屏幕后延伸的纵深感与立体感，并结合仿真技术与多种计算机技术、网络技术创造出的一种崭新的人机交互方式，将人对外界的视觉、听觉封闭，引导用户产生一种身在虚拟环境中的感觉。

1.2 手机VR眼镜的使用方法

VR教学资源主要有视频及应用软件。用户可以通过转动头部、移动身体等肢体行为来360。的观看视频，交互方式有蓝牙手柄及虚拟光标两种。VR应用软件不仅可以实现场景的360。的观看，更重要的是可以控制场景的变化，如拖动物体等。下面主要介绍用手机VR眼镜的观看VR视频的操作。

1.2.1 下载VR视频播放软件

首先在手机上下载安装VR视频播放软件，如橙子VR、暴风魔镜VR等。

1.2.2 设置

打开所下载的视频播放软件，点击“我的”找到设备，设置自己的VR设备，在本地视频中找到下载的VR视频，点开时视频视角为原图，选择360切换，此时视角从原片向360转变，屏幕分立。

1.2.3 安装调节

VR手机眼镜有安装手机的卡槽，将手机安装到卡槽中，适配3.5-6.0英寸屏主流智能手机。通过顶部旋钮：调节焦距与瞳距，使视野清晰。

1.2.4 控制

VR手机眼镜的控制方法有蓝牙手柄及虚拟光标两种。蓝牙手柄是使用摇杆移动和扳机键进行挑选操作及确定;目前市面上VR眼镜的视频应用软件都有自带的头控功能，这种功能就是为了防止手柄丢失或找不到时方便控制手机而使用的功能。打开APP的头控功能屏幕的中央就会发现一个虚拟光标，通过转动头部来控制虚拟的移动，选择内容时只需要将虚拟光标移动到选项上并停留数秒，系统就会自动判定点击进入这个选项内。

2 VR生物教学资源的准备

VR生物教学资源目前可通过以下两种方式获取：VR视频网站、手机VR应用软件。

2.1 VR视频网站

VR技术在生物教学中的应用是全球化的，相应的教学资源在国内与国外的网站内均可搜索。国内可利用百度搜索引擎输入关键词“VR生物视频”，国外则可用Google或“必应”国际版中输入关键词“VR biology”，均能检索出大量VR生物教学资源。除通过搜索引擎获取资源以外，也能通过专业的VR教学资源网站（表1）下载，如国内的萌科VR教育网站（ http：//www.gkk.cn/）免费提供基础教育各科目的VR课件;国外的Designmate网站（https：//www.design-mate.com/）提供与人体、基因、蛋白质等有关的生物学VR视频及软件。若搜索到的教学资源无法下载，也可采用录屏软件录制后使用，但录制的资源无法提供交互式的体验，仅作为视频观看。

2.2 手机VR应用软件

VR视频播放软件及特定的生物教学App内均有部分VR生物教学资源，可利用手机软件商店搜索相应的VR应用软件，安装后在应用软件内检索下载。如橘子VR中有名为“人体的秘密”“生物课也可以如此有趣”等视频资源;苹果手机应用商店中名为NAMOO的VR软件内有与植物生活相关的教学资源，集教、学、玩为一体，可应用于初中生物的教学。

3 手机VR眼镜在中学生物教学中的应用及其意义

3.1 手机VR眼镜在中学生物教学中的应用

3.1.1 微观知识教学中的应用

生物学作为一门研究生物结构、生理行为、遗传发育等内容的学科，具有许多对微观世界的探索，因其复杂、抽象且没有直接经验支撑而成为教学难点，如分子与细胞水平的内容、遗传表达的内容等。针对此类教学难点，手机VR眼镜应用其中能帮助学生直观地感受微观世界，将抽象内容形象化，在头脑中形成相应知识的立体模型，从而易化难点。

3.1.2 科学实验教学中的应用

中学生物学注重对学生科学思维与科学探究能力的培养，因此科学实验是生物教学过程中必不可少的环节。传统的实验教学通常以教师为中心，采用在讲台上进行实验演示或多媒体播放实验演示视频的方式。前者需要教师携带大量实验用具到教室，且因难以操作只能演示一遍，学生无法重复观看;后者学生虽可重复观看，但无法真正观察实验现象，对学生的吸引力及感知度都有所下降。在科学实验教学中应用手机VR眼镜，可做到以实验本身为中心来突破传统实验教学的缺陷，发挥学生的主体作用，让学生直接感知实验过程，增加其沉浸感与实验体验，从而获得良好的实验教学效果。

3.2 VR眼镜在中学生物教学中运用的意义

3.2.1 激发学习者的学习兴趣，强化学习者对知识点的理解

传统的课堂教学依赖于板书、多媒体的演示，无法完全吸引学习者注意。手机VR眼鏡将学习者视觉、听觉封闭于特定的空间，让学习者有交互式体验，从思维、行动多方面参与到教学中，注意力高度集中，能够引起学生的兴趣。VR技术适合运用于对复杂、抽象的知识难点进行解答。例如，DNA的转录、翻译、人体结构等，运用VR技术，抽象性的知识点可以通过在虚拟世界中建模的方式，构造出实例，从而帮助学生更有效地去学习和掌握该知识点。

3.2.2 丰富了教学手段

不同的教学用具在教学活动中起到的效果不尽相同，VR技术运用于课堂中，极大地丰富了教学手段。教师依据教学内容、教学对象的特点选择合理的教学手段，有效地改进教育教学的方式，让学生更乐意投入到教学活动中去。

3.2.3 教学场景多样化

VR眼镜在教学中的应用使学生的视野更加开阔，而不仅仅局限于课堂。自然科学的研究对象多样，包含动物、植物、有机分子、人体生理过程、生态等，大多数情况下利用图片、音视频展示给学生，没有真实的体验。VR技术模拟出真实的场景，让学生不受空间的限制就能领略非洲大草原的风光、畅游浩瀚的海洋，从课堂到草原、海洋、森林，教学场景变得更加地多样化。同时，教师还可应用VR技术构建出虚拟的实验室，有效降低实验成本，弥补实验条件、实验场地的不足，实验的可操作性增强，使大量实验不需要实验室也可完成演示和操作。

4 小结

近年来VR技术发展迅猛，VR教学将会更加深刻地影响未来的教学方式。手机VR眼镜作为一种教学辅助工具，打破教育的时间、空间限制，实现了教育资源共享，给学生提供了更丰富的学习资源。

在教学中，教师可申请专项经费在多媒体教室中，建立VR眼镜的共用接口，上课时全班都可以同时观看。这是最理想的方式，可以尽快让学生使用在观察和建立概念的过程中。这需要教师积极努力争取学校领导和主管部门的支持才有可能实现。单只手机的VR眼镜，只能作为兴趣爱好，介绍给学生。有条件的学生可以自行购买，作为课外学习的工具。教师可以鼓励他们尽量与同学分享，使大多数学生能体验和使用。

但目前VR技术在教育领域的发展相比于游戏等领域相对落后，建模技术存在着一定障碍，可用教学资源相对较少，虚拟的效果还存在不足，真实性与实时性有待加强。此外，许多中学无法实现手机进校园，在课堂中实现手机VR眼镜的使用可能有一定难度。

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