VR技术与科学课教学的有效融合

顾晓春

小学科学涉及的领域较多，包括生命科学、技术工程、物质科学等。正因如此，小学科学的教学方式和技术支持亟须更新。VR技术的出现在很大程度上解决了这一难题，教师利用VR技术实现了混合式教学模式，利用多种类的教学手段，打破时空的界限，让学生的学习方式朝着信息化、科技化的方向前进。VR技术与小学科学教学的深度融合，在发挥技术特性的同时，还为我国的科学教育增添了力量。

一、实现混合式教学，更新教学模式

所谓混合式教学模式，就是改变传统的教师主导课堂、“灌输式”教学模式、学生只能被动接受的状态，利用VR技术为学生提供立体可视化的直观交互式学习空间，用多种教学元素刺激学生的感官，激发学生的创造性思维，让学生开始对小学科学的神奇之处产生兴趣。VR技术下的小学科学课堂是一种虚实结合的创新模式，它不改变已有的班级状态，在教师实际的教学活动中，利用相应的设备仪器，将教材内容“放置”在虚拟环境之中，在此基础上，组织学生进行科学实验或操作。

例如，教科版小学科学六年级上册《杠杆的科学》一课，该课主要向学生介绍了杠杆的定义、原理和具体操作方法。教师在进行本节课的授课时，如果只是借助教材中的文字和图片，学生在理解时就会缺乏立体感;但如果只是加入视频，学生也会缺乏参与感。杠杆是机械化的操作工具，缺乏基本的操作，杠杆原理也就失去了生命。这时，教师就可以利用VR虚拟技术，模拟出杠杆撬动物体的状态，让学生亲自“触摸”杠杆，并将物体撬动。如此，学生对于教材中的阻力点、用力点和支点都有了具体化的认知，杠杆的原理和具体使用方法的掌握也就轻而易举，单调的课堂“活”了起来，学生自然会对小学科學的学习产生兴趣，教学效率也会随之提高。

二、开展多样化教学，更新教学手段

与传统的教学手段相比较，VR虚拟技术改变了单调枯燥的课堂环境，克服了教师授课、学生笔记的低效教学弊病，保证了学生也能够参与课堂教学，同时，这一保证的实现也丰富了固有的教学形式，采用探究式和启发式的创新教学方式。探究式教学方式提倡以问题为中心，展开有针对性的虚拟环境构造，鼓励学生进行自主探究，实现和谐的人机互动关系;启发式教学，VR技术给学生带来了身临其境般的科学环境、良好的人机互动模式，通过自身的各个感觉器官获得形象生动的学习素材，让学生拓展实际生活的眼界，延伸到无限的科学世界，拓展自己的学习思维，将思维、行为习惯、情感等等融合到VR技术下的小学科学中。

例如，教科版小学科学六年级下册《地球的卫星——月球》，这一课作为学生进行之后月球知识学习的开始部分，奠定了学生对该知识的兴趣和探索欲望，是极其重要的一课，教师为了奠定基础，就可以利用VR虚拟技术，构建月球的虚拟环境，引导学生对月球构造、月球生命、月亮运行轨迹等的探究欲望。教师在进行环境模拟时，还可以模拟出月亮圆缺的变化过程，引导学生探究其变化的规律，再根据自己的生活经验或者预习的教材，将月相进行排序，启发学生对月球奥秘的思考。在模拟的月球环境中进行月球知识的学习，会让学生更具有代入感，更能领会教材中的知识点，同时由于VR技术还实现了课堂的外延，给学生留下了探索宇宙的悬念，是启发创造式思维的教学手段。

三、突破时空界限，更新学习方式

将传统的黑板式教学变为白板式多媒体交互教学，将“灌输式”单向教学模式变为师生互动式信息交流，科学技术一直在推动教育的革新与发展。VR虚拟技术的出现，为学生提供了一个高效便捷的学习环境，创设高效虚拟化的教学空间和沉浸式学习模式，让学习不再受到时间和空间等客观因素的限制，给予学生更多的学习可能，突破传统教学中的障碍，实现教学资源的可持续利用。科技的目的不是取代传统，而是实现两者之间的优势互补，为教师的教学和学生的学习提供多元化、科技化的选择，实现师生的参与和交流，发展学生的实践能力和创造能力。

例如，教科版小学科学五年级上册《地球内部运动引起的地形变化》，介绍地球运动主要包括由地壳和地幔运动引起的地震和火山，这些地球运动受到时间和空间等因素的影响，学生不可能亲身经历，并且由于是地球“内部”的运动，单凭肉眼无法看出，这时教师就可利用VR虚拟技术，向学生展示模拟空间下的地球内部运动，感受大陆板块之间的碰撞、分离和平移带来的地球变化等。在模拟结束后，学生对教材知识有了深刻的了解，同时对各种地球运动造成的灾害的基本处理方法有了初步的了解。在VR技术的帮助下，小学生的科学知识范围不断向外拓展。

综上所述，VR技术与教育的结合是未来发展的潮流，小学科学的教学也是技术的受益者，教师利用VR技术实现多种教学模式的融合，创新教学手段，将多样化的教学方式渗入VR虚拟教学空间，打破了时间和空间对教学的限制，完成了技术与科学课程的整合，提高了小学教学效率，培养了学生的科学素养和创新思维，为国家高素质科学人才的培养提供了技术支持。