高中VR選修課教學設(shè)計案例

1、高中VR選修課教學設(shè)計案例一、教學背景分析（一）學習內(nèi)容分析天文學是研究宇宙空間天體、宇宙的結(jié)構(gòu)和發(fā)展的學科。內(nèi)容包括天體的構(gòu)造、性質(zhì)和運行規(guī)律等，當今的天文學已經(jīng)成為了最活躍的、最富生命力的多學科交叉點。開展天文學的研究有助于學生形成正確的科學觀念、培養(yǎng)良好的科學思維，有利于學生科學態(tài)度和價值觀的形成。天文學研究的對象擁有極大的尺度，極長的時間，極端的物理特性，天文學研究的重要方法之一是觀測，不斷把人的視野伸展到宇宙的新的深處。高中學校提供的觀測手段明顯不足以支撐天文選修課的教學，同樣，地面實驗室很難達到天文學的模擬情境要求，這就導(dǎo)致了很難成功開設(shè)天文選修課程。本次課將VR技術(shù)融入課堂，利用

2、VR的Immersion（沉浸性）的核心特征，結(jié)合“星空V”、“萬有引力與宇宙演化VR、“阿波羅11號V”、“空間站V”等資源，讓學生能通過基于頭盔式的VR設(shè)備來體驗和感受浩瀚宇宙全貌，激發(fā)學生心靈深處的體驗，給予學生豐富的、震撼的感官刺激，促使學生對浩瀚的宇宙、無窮的奧秘產(chǎn)生濃厚興趣，使學生通過對天文的興趣而轉(zhuǎn)化為對探索自然、主動探究問題的興趣，提高學生思維能力和綜合知識的運用能力。（二）學生情況分析VR選修課學生40人，學生對VR技術(shù)和天文學均有濃厚的興趣。由于選修課學生分別來自高一10個班級，學生之間不夠熟悉。學生的數(shù)理基礎(chǔ)、思維能力參差不齊，部分學生數(shù)理基礎(chǔ)較好，知識面廣，自主學習能力

3、強;但絕大部分學生都沒有系統(tǒng)學習過萬有引力定律及相關(guān)知識，課堂交流、協(xié)作探究的有效開展都受到限制。為了更有效地傳授天文知識并激發(fā)全體學生的探索熱情，本次課中我們?nèi)趸苏n程對數(shù)學基礎(chǔ)的要求，盡量形象化地來描述相關(guān)概念。（三）技術(shù)準備提前一個月向VR技術(shù)設(shè)計人員提供所用VR資源的設(shè)計說明，例如“星空VR資源是關(guān)于宇宙、銀河系、太陽系、行星運動的全景式的VR視頻，學生可以利用VR頭盔選擇鍵的滑動，以及身體和頭的轉(zhuǎn)動，改變觀察視角，實現(xiàn)從全景觀察或是從局部來觀察銀河系的正視圖、側(cè)視圖；“阿波羅11號V”資源是關(guān)于太空飛船的視頻資源，學生利用頭盔感知航天員的觀察視角。二、教學目標與重點、難點設(shè)計（一）教

4、學目標1. 知識與技能。（1）了解浩瀚宇宙全貌、宇宙模型發(fā)展、宇宙演化的基礎(chǔ)知識。（2）了解國際太空探索，我國航天事業(yè)的發(fā)展的相關(guān)歷史。2. 過程與方法。（1）通過天文科普知識的講解，使學生提高理性思維能力，更加客觀地看待自然現(xiàn)象。（2）在課堂中，組織學生進行合作學習、探討見解和成果，提升交流協(xié)作能力。3. 情感態(tài)度與價值觀。（1）利用VR技術(shù)，通過豐富的感官刺激，培養(yǎng)學生積極的學習態(tài)度，激發(fā)學生探索星空、探索宇宙的興趣。（2）通過VR的的核心特征，引領(lǐng)學生體驗宇宙的美，幫助學生形成科學的宇宙觀，增強利用宇宙資源、保護宇宙環(huán)境的使命感。（二）重難點設(shè)計1. 重點：激發(fā)學生對浩瀚的宇宙產(chǎn)生濃厚興

5、趣，提高學生理性思維能力和綜合知識的運用能力。2. 難點：無法進行實地或?qū)嶒炗^測，利用VR技術(shù)提供豐富的感官刺激，讓學生身臨其境，實現(xiàn)對宇宙天體的模擬觀測。三、教學過程（一）激趣導(dǎo)入教師播放來自太空旅行“穿越黑洞和蟲洞”科幻紀錄片片段，待學生被視頻完全吸引后，導(dǎo)入課題。教師演示PPT展示本課課題浩瀚宇宙之旅（教師指令下達后，指導(dǎo)學生使用VR頭盔，學生開始興趣盎然地戴上頭盔，按照教師要求找到VR視頻“星空V”進行觀看，旁觀者可看到學生上下左右轉(zhuǎn)頭，和轉(zhuǎn)動椅子進行觀看。）師：同學們通過VR頭盔看到的宇宙后和我課前視頻中的宇宙給予你們的感受相同嗎？生1：差不多，都是對太陽系和銀河系的描繪。生2:感受

6、不同，通過VR感受更真實，更清晰，好像親臨其境一樣，更喜歡。（二）學習新知，開始探究過程師：同學們通過剛才視頻的觀看，對宇宙都有了進一步的認識，其實，你們觀察到的都是我們科學家利用宇宙理論虛擬出的宇宙模型。我們本次課將從以下兩個方面來展開：1、人類對宇宙的科學認識;2、人類開展的太空探索。（此階段文字太多，故用流程圖展示）流程圖說明：本次課利用VR的Immersion（沉浸性）的核心特征，結(jié)合“星空VR、“萬有引力與宇宙演化V”、“阿波羅11號VR、“空間站VR等資源，讓學生能通過基于頭盔式的VR設(shè)備來體驗和感受。通過VR資源激發(fā)學生心靈深處的體驗，給予學生豐富的、震撼的感官刺激，讓學生表現(xiàn)出

7、了強烈的學習動機，在學習過程中經(jīng)常處于興奮和好奇的狀態(tài)。本課教學設(shè)計從浩瀚宇宙全貌、宇宙模型的發(fā)展、宇宙演化的模擬、人類開展的太空探索排序，從客觀世界到人類的主觀能動性、到我國航天事業(yè)的發(fā)展，層層遞進，循序漸進、讓學生產(chǎn)生了較強的沉浸性體驗，感覺如親臨其境，能更好地幫助學生獲取宇宙知識，更好地認識我們所處的世界，與世界和諧相處。通過“沉浸”式學習，讓學生了解航天員的生活，了解我國的航天史，以此激發(fā)學生學習物理的興趣，提升學生的科學素養(yǎng)，激發(fā)學生的愛國熱情。這四個VR資源的運用能很好地突破教學的重點和難點，幫助學生形成科學的宇宙觀。在本課教學中，教師留足了學生觀看VR視頻及思考和交流時間，讓學生

8、能結(jié)合VR體驗展開想象，引發(fā)學生的求知欲，這樣才有課尾的思考的驅(qū)動、認識的提升、靈感的觸發(fā)。四、教學設(shè)計特色說明與教學反思（一）教學設(shè)計特色本次課是VR選修課程的第二次課，通過以VR顯示器系統(tǒng)設(shè)備激發(fā)學生心靈深處的體驗，從浩瀚宇宙全貌、宇宙模型的發(fā)展、宇宙演化的模擬、人類開展的太空探索排序，從客觀世界到人類的主觀能動性、到我國航天事業(yè)的發(fā)展，層層遞進，循序漸進、既使學生科學思維、科學素養(yǎng)得到提高，又激發(fā)了學生對航空航天事業(yè)的熱忱，增強學生的使命感。（二）教學反思教學過程中，我始終以學生為主體，充分發(fā)揮了學生的主動性和積極性。VR技術(shù)應(yīng)用中，學生對宇宙全貌的觀測或是對空間站的了解，都是立足于學生自主選擇觀察角度來進行觀察;同時，在本課教學中，多次留足了學生思考和交流時間，讓學生能結(jié)合VR體驗展開想象，引發(fā)學