VR让小学科学课更精彩

刘董莉 曹秀红

摘要：VR技术应用于小学科学教学，可以将抽象的科学概念通过形象立体模型展现，让学生更深入地理解，提高科学教学实效。本文主要探究如何将VR技术与小学科学教学相融合，让小学科学课堂更加生动、精彩，包括搜集和引入虚拟现实教学资源、运用虚拟现实开展实验教学以及拓展科学知识。教师可以根据当前的具体科学教学内容、教学目标和小学生的认知能力，合理地选择和运用相应的教学策略。

关键词：VR虚拟现实;小学科学;策略

现代信息技术已经与教育教学进行了深度融合，在智能硬件设备、互联网、大数据和人工智能的支持下，不仅催生出了微视频和微课、在校教育和网络教育等现代化教学方式，还形成了以VR虚拟现实为代表的更加智能、有趣、生动的现代化教学方式。VR技术以其非常好的沉浸感、交互性与智能操作系统，已经在福州、青岛、合肥等城市开展了VR科技进校园的活动，使知识内容更加立体、真实、生动，学生可以获得和传统多媒体、平面视频不一样的感受，帮助学生在真切的感受中理解知识内容。VR与小学科学具有非常紧密的联系，能够帮助学生更好地学习科学知识、提高科学知识的学习效果。

一、搜集引入虚拟现实教学资源

在小学科学教学中应用虚拟现实教学，教师首先应该搜集引入虚拟现实教学资源，包括硬件资源和软件资源：硬件资源主要包括所有支持VR的硬件设备，比如VR头显、3D桌面、键鼠等外接设备等，这些需要学校提供;软件资源包括各类与小学科学教学相关的虚拟现实应用系统、教学软件和3D影像。教师可以在学校的支持下，搜集和应用相应的虚拟现实教学资源。

例如，在小學科学（五四制青岛出版社）三年级“有趣的浮沉现象”的课程教学中，主要的教学目标包括以下几个方面：一是认识生活和生产实践中的各类浮沉现象，并根据观察提出假设和猜想;二是利用简单的器材进行实验，在观察和数据整理中探究物体浮沉原因，理解水与浮沉的相关联系;三是利用浮沉知识解决实际生活中的问题。

针对以上教学目标，教师可以借助学校提供的虚拟现实交互系统搜集和引入虚拟现实教学资源，主要包括以下几个方面：一是与浮沉相关的3D影像资源，帮助学生利用VR设备和系统更好地认识浮沉现象，比如“曹冲称象”的动画模拟，与轮船航行、浮桥、救生圈、鱼鳔以及在死海游泳的相关情境;二是与浮沉相关的模拟体验系统，让学生通过VR设备真实体验浮沉现象;三是与浮沉相关的实验模拟资源，让学生通过VR观察、体验浮沉实验，为实际实验操作打基础;四是与浮沉相关的问题资源，教师可以将浮沉现象、浮沉原理、水对浮力的作用等问题输入VR问答系统中，指导学生在学习之后检测。教师搜集、引入丰富的虚拟现实资源，能够有效提升浮沉课程的教学效果。

二、运用虚拟现实开展实验教学

在小学科学教学中，教师应用虚拟现实技术，可以为学生提供一个立体、生动的真实环境，吸引学生积极主动地参与学习与探究，更好地帮助学生自主、合作与探究学习科学知识，利用虚拟现实能够极有效地降低实验室的成本投入，让学生获得与真实科学实验一样的体会，得到同样的教学效果。在小学科学教学中运用虚拟现实开展中实验教学，一般可以应用VR头显和3D桌面：VR头显的沉浸感和虚拟性比较强，但是无法完成比较细致的、需要细腻操作的内容;3D桌面也需要借助3D眼镜、利用计算机屏幕形成虚拟3D影像，虽然沉浸感不如VR头显，但是互动性较强，能够完成一些细节操作。教师可以综合利用这些设备开展实验教学，从而提高实验教学效果。

例如，在“土壤的种类”一课的实验教学中，主要的实验是“不同种类土壤渗水快慢实验”，实验形式是分组进行，主要实验器材是各种土壤、漏斗和广口瓶等，但是由于黄土、黑土、红壤和褐土等土壤不容易获取，所以传统的实验教学很难达到想要的效果。虚拟现实的应用能够解决这些问题，教师可以将有关该实验的3D模拟影像资源输入虚拟现实系统中，指导学生利用VR头显和3D桌面完成土壤的渗水性实验，让学生更加真切地感知不同土壤的渗水快慢。

在“观察蚂蚁”“研究鱼、青蛙、蟾蜍、乌龟等动物特点”的实验中，由于这些实验需要用到很多动物的标本，比如爬行类动物浸制标本、蛙发育顺序标本等，由于这些标本较难获取，所以传统的实验教学中很难开展;运用虚拟现实能够有效开展该实验教学，教师可以利用3D模拟影像系统帮助学生观察、认识和总结相关内容，提高实验教学效果。在一些较为危险的科学实验中，同样科学利用虚拟现实展开教学，比如“水的沸腾实验”中，运用VR模拟影像可以模拟水的沸腾过程，指导学生利用3D桌面完成相关操作，有效避免了危险。

三、运用虚拟现实拓展科学知识

VR虚拟现实在小学科学教育教学中的应用有多种方式，比如3D动感影院、科学知识问答系统、AR学习互动、VR科学实验操作、VR科学知识抢答竞赛系统等，教师可以根据科学课程的实际教学内容，运用虚拟现实拓展科学知识，引导学生更好地认知自然现象、学习科学实验操作、提高科学探究能力等。

例如，在“我们的营养”的课程教学中，主要是让学生认识糖类、蛋白质、脂肪、水、维生素等营养物质以及它们对我们身体的重要作用和获取方式;教师可以结合这些内容运用虚拟现实展开教学，利用3D动感影院等展示与之相关的拓展知识，比如各种营养物质的消化过程、不同食物的营养元素成分等。

四、结语

总之，VR作为一种新技术，将开创全新的小学科学教与学的模式，构建真实的环境，为学生带来场景式体验和便捷的场景互动，有效提升了小学科学的学习效益。

参考文献：

[1]周乾莉，张丽燕，李新晖.VR技术小学科学教育应用研究[J].软件导刊（教育技术），2019（9）.

[2]许亚椿，高翔.VR技术在小学科学教学中的应用研究评述[J].教育与装备研究，2（）19（8）.

[3]熊维聪，刘文东，王东.VR技术在小学科学教学中的应用探索[J].教育与装备研究，2（）19（8）.

（责编张欣）