基于VR技术的高中地理大单元教学实践研究

陈影

摘要：高中地理大单元教学往往会通过创设情境，围绕某个特定的主题或目标，将相关的学科知识进行重新整合，引导学生经历一个相对完善的知识创生过程。VR技术可以模拟出与现实环境相似的虚拟环境，通过视觉、听觉让学生亲身感受真实存在的地理事物、地理规律与地理原理，更好地实现与高中地理教学的融合。本文以2019年人教版高中地理必修一第六章第二节《地质灾害》为例，尝试探究VR技术与高中地理大单元教学的融合，以期为高中地理大单元教学与信息技术融合提供借鉴和参考。

关键词：高中地理 大单元教学 VR技术

一、前言

VR技术提供的各种情境素材可以有效融入高中地理大单元教学中。大单元地理教学一般通过创设真实情境，围绕整个一节课甚至一个章节的教学，将教材上涉及的一系列知识进行重新整合。目前因安全、时间、经费等因素的制约，高中地理教学中地理实验、社会实践、野外考察活动机会少，很多学生在学习地理的过程中表现出内驱力不足的问题。为缓解这种困境，很多教师采取各种手段设置一定的情境，试图激发学生学习地理的兴趣，但由于情境多为教师口述、图片、短视频展示，再加上大多数学生缺乏实际生活生产经验，学生很难沉浸到现实的情境中去，导致教学效果不佳。VR技术应用到高中地理课堂，为大单元地理教学设计提供真实情境，从而加强学生对地理原理和地理规律的理解，摆脱户外教学各方面的束缚。

VR技术融入大单元地理教学，将真实情境贯穿在教学中，不仅可以提高学生学习兴趣和学习效率，还使地理知识与信息技术有机融合，营造轻松的地理學习环境，提升教育教学质量，为高中地理信息化教学提供一种崭新方式。

二、高中地理教学中应用VR技术的必然性

目前，大部分高中生获取知识的渠道主要有课堂、书本、网络等，他们接触生产实际的机会极少，也没有机会参加生产活动（如农业生产），生产生活经验和阅历不足，严重影响实际生产生活中地理问题的分析;而且大部分文科学生空间理性思维、逻辑思维能力较弱，区域认知和地理实践力等能力较差。结合这样的学情，将师生带入独立的虚拟环境中，在地理课堂中渗透真实情境，还学生以真实情境的体验。

三、高中地理教学中应用VR技术的可行性

目前我校有现代化的VR教学实验室，可以开展容纳30多人的小班教学，拥有VR技术的专业设备和大量的高中地理学科教学资源，在合肥市中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0不断推进的背景下，这些为VR技术融入高中地理教学和各类教研活动提供了实践场所、设备平台和理论支持。学校还配备了录音笔、数码摄像机、数码照相机等音频、视频、图片采集设备，若干台台式电脑，有利于各类地理资料收集和学生上课实际操作。以上这些为开展VR技术融入高中地理大单元教学提供了硬件和软件支持。

综合VR技术在高中地理大单元教学中的应用，现在以2019年人教版高中地理必修一第六章《自然灾害》第二节《地质灾害》为例，尝试探究VR设备提供的高中地理教学资源与本部分教学内容的渗透和融合。

四、VR技术与高中地理大单元教学的融合实践

2017年版2020年修订的高中地理课程标准要求：运用资料，说明常见自然灾害的成因和对人类活动的影响。本部分重点帮助学生理解自然灾害与人类活动的关系，可以考虑结合当地常见的自然灾害展开讲解，这样可以更好地让学生结合实际生活加深理解，同时要涉及全国范围内影响较大的自然灾害，拓宽学生的视野。2019年人教版高中地理必修一第六章第二节《地质灾害》，主要涉及地震、滑坡和泥石流，这些灾害主要发生在山区，而我校所在的安徽合肥，地处平原地区，地震、滑坡和泥石流灾害都不典型，平时同学们也几乎没有经历过这样的灾害，为了让学生身临其境地感受地震、滑坡和泥石流发生时的真实场景，了解这些地质灾害的形成过程和机制，我们运用VR技术提供的教学素材，形象地给同学们展示了地震、滑坡和泥石流灾害发生的机制以及防灾避险的各种措施。

在地震灾害的大单元教学设计中，考虑到我们的学生大都没有经历过地震灾害，课堂上教师为学生提供充分的观察、体验和感受的机会，多次让同学们接触VR设备中关于地震的内容，从而达到良好的教学效果。结合课程标准、学情校情，为了更好地达到制定的教学目标，这部分教学从以下四个环节展开。

第一个环节：给同学们展示一则发生在身边的新闻。2020年11月14日，安徽省地震台网正式测定：2020年11月14日07时50分在安徽合肥市庐江县（北纬31.40度，东经117.30度）发生1.7级地震，震源深度10公里。同学们结合材料，思考：地震属于哪一类自然灾害？合肥是不是处在地震带上？学生思考并回答，概述地质灾害的基本情况。展示地质灾害框架图，引导学生思考：我们的家乡——安徽合肥有哪些类型的地质灾害？学生可以结合自己的生活经验、新闻或者调查来回答。这样的情境导入，极大地激发了学生探究地震灾害的兴趣。接着带领同学们复习必修一第一章第四节关于地球的内部圈层的知识。地球的内部我们是无法用肉眼观察的，也无法挖地三尺去研究，为了能更形象地给同学们展示地球内部的结构，同学们可以利用VR设备提供的素材在电脑上实际操作，点出各个圈层，再带上配套的VR眼镜观察地球内部结构图，这为后面学习地震知识做了铺垫。

第二个环节：展示地震图片和地震的相关概念，提问学生地震的相关知识（主要是检查课前学生的自学情况）。概念包括地震、震源、震中、震中距、震源深度等，要求学生在图中找出震源、震中、震源深度、震中距。接着，学生操作VR设备演示地震，在设备上点出震源、震中、震源深度、震中距在哪里。

第三个环节：学生观看VR设备中地震发生时造成危害的视频资料，归纳地震的危害。地震主要造成房屋倒塌，破坏道路、管道、通信等基础设施，导致严重的人员伤亡和财产损失;地震还会诱发崩塌、滑坡、泥石流、火灾、海啸、有毒气体泄漏、疫病蔓延等次生灾害。地震不仅破坏当地的资源环境和生态系统，还会造成家破人亡和生活突变，从而严重损害灾区人们的心理健康。这些影响具有一定的滞后性和隐蔽性，持续时间往往长久。2EF57D2C-63E4-441C-BD87-400EBD3E52AE

第四个环节：利用VR设备开展“地震逃生小游戏”活动，让学生了解在地震真正来临的时候，我们如何逃生。这个游戏不仅让同学们学到了知识，而且激发了他们学习的兴趣。

在地震这一部分知识的教学中，利用VR技术将真实情境融入课堂，不仅突出对学生“地理实践力”“综合思维”和“人地协调观”素养的培养，更开拓了学生的思维，拓宽了知识面，激发学生的求知欲以及对未知世界的探索欲。

在滑坡、泥石流灾害的单元教学设计中，结合学生课前的预习，为了让学生掌握滑坡和泥石流的基本知识，我们围绕安徽的地质灾害展开教学，既传递了知识，同时也增强了学生的乡土情感。

第一个环节：展示安徽地质灾害图片，提问：什么是滑坡？什么是泥石流？

让学生先认识滑坡、泥石流灾害，了解滑坡、泥石流的成因，在这里可以借助VR技术动态展示滑坡和泥石流，让学生身临其境地感受滑坡、泥石流发生发展的过程。结合动态的视频演示，让同学们思考滑坡和泥石流的形成条件，并归纳总结其形成的过程。

第二个环节：结合滑坡和泥石流的形成过程和影响因素，展示安徽气候和地形图，并提问：安徽哪些地方容易发生滑坡、泥石流灾害？展示中国地形图、年降水量图、地震分布图，并提问：放眼全国，还有哪些地方多发滑坡和泥石流灾害？展示中国泥石流与滑坡分布图，找出中国滑坡、泥石流灾害最为严重的地区，分析我国西南地区地质灾害多发的原因，并提问：人类活动是否会诱发滑坡、泥石流灾害？人类活动对植被的破坏、工程建设等都会诱发地质灾害。

本部分内容的设计从安徽到全国，空间尺度由小到大，引发了学生对不同空间尺度问题的思考，引导学生树立可持续发展和人地协调的思想。

第三个环节：教师给出一个设想的情境材料，让学生思考。暑假我们沿着皖南川藏线自驾旅游，如果在沿途遭遇滑坡和泥石流灾害，我们应该怎么逃生自救呢？政府、地质工程师、当地的居民等在防灾减灾中应该做些什么？接着通过VR技术开展地质灾害逃生小游戏，以游戏的方式加深对问题的思考（VR玩游戏：遭遇滑坡和泥石流的自救方法）。比如，在VR设备提供的模拟情境中，泥石流发生的时候有四条逃生的路径，学生看完视频后，往哪里逃生的问题迎刃而解：应该往背向泥石流的高处逃生。这样增强了同学们野外求生的技能，提高了地理课堂的趣味性，更好地促进地理学习。

第四个环节：展示新闻图片（地质灾害气象预警、台风“烟花”引起滑坡、海地地震、地震引起滑坡和泥石流），通过灾害关联提高学生综合思维能力;通过北斗定位导航技术成功预警灾害树立学生的国家自豪感;让学生了解自然灾害的关联性，并明白可以通过技术手段预警灾害。

本部分内容设计思路：本课时包括课前、课中、课后三部分，课前预习、收集地质灾害的相关资料，课中以初识灾害、探究成因、痛心危害、防灾减灾四个部分展开，课后进行任务拓展。以安徽地质灾害为背景來了解灾害并探究成因，以VR技术为手段创造灾害发生时的情境，提高课堂的参与性和趣味性;在教学过程中，首先利用VR技术直观展示滑坡和泥石流的形成，让学生亲身体验灾害发生过程;接着讲解滑坡、泥石流灾害成因，分布和危害。

本节内容的单元教学设计渗透对不同空间尺度的区域认知，渗透地理实践力、人地协调观;通过各地地震、滑坡、泥石流危害，引起学生共情，并在情境体验中更好地思考如何防灾减灾。整节课以VR技术提供的真实情境贯穿始终，学生随着课堂节奏从初识灾害（惊），到探究成因（奇），再到痛心危害（苦），最后到防灾减灾及VR游戏（乐）。

五、结语

VR技术与高中地理教学融合，已经开始在部分地区的学校展开实践。笔者结合校情、学情，一直在努力探索VR技术与高中地理大单元教学融合，在实际的教学中也整理了我校地理组教师执教的教学案例与实录，如利用VR技术讲授《植被》《海水的运动》《地质灾害》《滑坡和泥石流》《土壤》《地球的圈层结构》《常见地貌类型》等章节内容，课堂上学生相比传统课堂学习更积极主动，学生能更直观地观察自然界的地理现象、地理规律，从而进一步理解教学内容，教学效果较好。VR技术融入高中地理大单元教学中，将真实情境贯穿在整个教学中，从而营造有利于学生形成地理信息获取意识和解决问题能力的教学环境，为高中地理多元化教学提供了一种新的教学手段。

参考文献：

[1]刘美辰.VR技术在中学生地理核心素养培养中的实践研究[J].中学地理教学参考，2020（8）：7274.

[2]中华人民共和国教育部.普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订）[M].北京：人民教育出版社，2020.

责任编辑：黄大灿2EF57D2C-63E4-441C-BD87-400EBD3E52AE