基于“720云”VR软件的虚拟地理实践活动设计*——以“地貌的观察”为例

梁美盈

（广东省中山市第一中学, 广东 中山 528400）

地理实践是促进学生地理学科核心素养发展的重要手段，《普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“课标”）在“教学与评价建议”中突出强调了将实践活动作为教学的重要方式之一。[1]然而在教学实施中，受课时、户外安全等诸多因素的制约，户外地理实践面临重重障碍。即便课标明确要求通过野外观察开展地貌、土壤及植被观察，在课堂中也常常以“等高线地形图判读”和“景观图识别”代之，偏离了课标的内容要求。课标明确指示通过地理实践方式组织的教学内容不能有效“落地”，其余地理实践的展开便更举步维艰，长远来看不利于学生地理实践力的培养。

随着虚拟现实技术的快速发展，其与教学内容的深度融合成为地理课程改革的助推器，将虚拟现实技术融入地理实践是突破上述瓶颈的良策。虚拟现实技术可以高度还原真实的户外环境，学生在课堂上便能获得地理实践的替代性体验。此外，它还能突破空间限制，呈现亲身实践难以观察的中尺度、大尺度地理环境，从而有助于学生从整体上构建地理环境意象。[2]基于此，本文以“720云”VR软件为例，挖掘其在虚拟地理实践方面的应用优势，构建了VR技术支持下的虚拟地理实践模式，探索开发了“地貌的观察”虚拟地理实践案例，为一线教师开展虚拟地理实践、落实地理实践力培养提供参考。

一、“720云”VR软件简介

“720云”是一个基于VR全景可视化技术的全景内容创作与分享平台，其制作的720全景图可进行水平与垂直方向的360°自由旋转，给使用者带来高逼真感和延伸感的三维世界体验。该软件应用于虚拟地理实践有如下优势。

1.提供丰富的VR资源

平台内收录了1045余万组全景作品，内容覆盖500余座城市及地区，涵盖村落、景区、博物馆、高校等丰富的场景。此外，来自全球各地的90多万作者参与全景图的制作与分享，更有专业摄影师长期驻留，保障了VR资源的永续性与优质性。

2.创设连贯的真实情境

全景图（见图1）采用相机拍摄的照片制作而成，其高度还原了现场的地理环境，为学生创设了具体可感的真实空间。浏览时点击“VR模拟”按钮，眼前的场景便能跟随设备的移动而转动，大大增强了空间体验的沉浸感。一个全景图作品常内置多重场景，可以通过点击“场景选择”“地图”或“航拍飞机”流畅地进行场景转换，增强了活动情境的丰富度，为连贯的地理情境创设提供了途径。

图1 “720云”软件的全景图展示

3.提供翔实的场景信息

全景图内含有“简介”按钮，较详细地展示了对应场景的位置、特点等基本信息，便于学生深入理解场景所呈现的内容，形成区域认知。其中，位置信息通过高德地图展示，学生可通过缩放地图来准确把握该场景在不同空间尺度下的地理位置。

4.实现便捷的课堂交互

“720云”平台除手机APP外，还可从网页进入。教师一体机端与学生移动端只需打开相同的场景链接，无需投屏即可实现同一场景内的互动交流。此外，全景图的使用界面简洁明了，实际教学中不需要对学生进行专门培训，可操作性强。

二、VR技术支持下的虚拟地理实践模式

VR技术提供了强交互性、高沉浸感与在场感的虚拟地理实践环境，利于学生在沉浸式体验中实现深度学习。但复杂的真实情境、新颖的交互方式必然包含与学习目标不相关的冗余信息，从而增加学生的认知负荷。[3]学习科学相关理论的指导能够减小认知负荷的不良影响，从而提高VR技术与地理实践的整合效果。基于此，本文构建了VR技术支持下的虚拟地理实践模式（见图2）。

图2 VR技术支持下的虚拟地理实践模式

该实践模式含三个核心内容。

1.学科内容逻辑

学科逻辑反映学科思想和方法的内涵，通过学科知识结构加以体现。[4]对1992年《地理教育国际宪章》提出的地理学六大研究主题按实践内容加以归纳，[5]得到地理实践的基本内容逻辑，依次为认识实践主体（地理位置、地理特征等）、展开实践过程（成因探析、发展推理、影响预测等）和感悟实践价值（地理事象对自然环境与人类活动的地理意义）。

2.认知过程逻辑

学生的认知逻辑遵循从易到难、从已知到未知、从感知到理解等规律。[6]地理实践本质上是一种体验式学习，根据库伯的“体验学习圈”理论，学习历经具体体验、反思观察、抽象概括和主动实践四个循环阶段。在具体实施中，四个阶段并非机械循环，而是非线性螺旋上升的，可以对应不同的实践内容加以改造和创新。[7]

3.学习支架建构

支架又称“脚手架”，是对学生解决问题和建构意义起辅助作用的问题情境、学习工具等的支持，有助于学生穿越“最近发展区”获得进一步学习和发展的能力。[8]根据学习支架的类型，[9]信息技术环境下的情境支架和交互支架主要由VR技术提供，资源支架则通过探究问题、活动报告等方式呈现，评价支架有课前练习、评价量规等，贯穿于实践活动始终，以跟进学生的学习进展。

三、“地貌的观察”虚拟地理实践活动设计

“地貌的观察”为人教版高中必修《地理一》的新增内容，从野外观察的角度描述了地貌识别和地貌景观特点描述的方法，尤其适合采用地理实践的方式组织教学，而“720云”VR软件的功能则为虚拟地理实践提供了有力支持。下面以“地貌的观察”为例进行虚拟地理实践活动设计。

1.前端分析

（1）课标分析。本节对应的课标要求是：“1.4通过野外观察或运用视频、图像，识别3～4种地貌，描述其景观的主要特点。”本标准指示教师依托直观的场景帮助学生观察地貌。行为动词为“识别”与“描述”，学生只需描述景观特点，无需阐明地貌成因。可见，本节内容重在“体验深度”而非“知识深度”。

（2）教材分析。“地貌的观察”为第四章第二节内容。第一节“常见的地貌类型”旨在解决“看什么”的问题，而本节侧重于观察地貌的方法指导，主要解决“怎么看”的问题。教材介绍了观察地貌的一般顺序，接着阐释了观察地貌的内容，最后落脚到地貌特征对自然环境与人类活动的影响。

（3）学情分析。学生已经学习了常见地貌和等高线地形图等内容，有一定的知识储备。地貌景观与人类活动联系紧密，能激发学生的学习兴趣，但宏观地貌尺度较大，对学生而言较为抽象。在能力上，学生的高级思维能力、小组合作能力和语言表达能力欠佳。因此实践中可借助VR技术呈现直观的地理事象，引导学生在小组活动中锻炼思维、提升能力。

2.核心素养目标

（1）能在“丹巴甲居藏寨”VR全景图中选择合适的观察点，并有序地观察、描述该地的地貌特征（区域认知、地理实践力）。

（2）能说出该地的地貌特征对自然植被与人类活动（农业生产、交通建设、聚落选址）的影响，感悟人地协调发展的意义（综合思维、人地协调观）。

3.实践过程（见表1）

表1 “地貌的观察”教学实践过程

四、总结与反思

在VR技术的支持下，虚拟地理实践活动如何设计与实施以促进学生核心素养的培养？三条“线”的把握尤为关键。

1.厘清“暗线”：一个目标两个逻辑

VR技术融入地理实践打开了学生与真实世界交互的大门，大大拓展了中学地理实践的实施路径。但地理实践不能任学生漫无目的地自由探索，实践活动设计也应当有清晰的逻辑思路。教师需研读课标要求，将地理学科核心素养目标作为一条“暗线”贯穿始终，实践活动内容与过程设计要遵循学科逻辑与认知规律。只有厘清这“一个目标两个逻辑”，才能构建清晰、有效的地理实践逻辑主线。

2.勾勒“明线”：活动支架驱动学习

VR技术呈现的虚拟场景带来强烈视觉冲击的同时，其内含的干扰信息容易形成认知负荷。为减轻学生面临新技术环境的认知负荷，教师需要为其提供外显化的学习支持，如在考察报告中明确考察地点、考察目标及活动成果等，并附带实践活动的评价量规，使学生在任务驱动下学习。此外，教师在活动中的引导、活动后的提炼归纳均能帮助学生将活动结果有效地输出，使其切实感到学有所获。

3.挖掘“潜线”：开放引领学习生成

虚拟环境中的冗余效应需要重视，但辩证地看，在高层次信息加工及深度学习中，一定程度的认知负荷又会促使学习者进行有意义的探索。笔者在实施上述案例时，便有学生注意到全景图上的一则用户留言“上面风景更好”，并由该留言所在的地貌位置引申出了不同坡面观察低地的差异。根据这一发现，教师可自然引出因观察点不同而形成的“通视”问题。可见，VR技术带来的高仿真地理环境为生成性学习提供了空间，教师可以在实践中为学生提供更多探索与表达的机会，从而促进学习生成。