VR 技術(shù)在小學(xué)科學(xué)課堂中的應(yīng)用

PAGEPAGE9VR技術(shù)在小學(xué)科學(xué)課堂中的應(yīng)用實踐VR作性為顯著特點的小學(xué)科學(xué)課教學(xué)中，逐漸成為信息技術(shù)和課程整合研究的一個熱點問題。目前，小學(xué)科學(xué)課教學(xué)中，還存在著如教學(xué)資源匱乏，學(xué)生個性化學(xué)習(xí)需求無法滿足，實踐操作難以開展等諸多困厄，尤其是涉及到許多宏觀場景和微觀場景時，雖然可以借助音、視頻等多媒體資料得以部分呈現(xiàn)，但是由于專業(yè)專業(yè)實驗室的不足、課堂教學(xué)成本的限制，課堂效率和教學(xué)效果不盡預(yù)期。這種差強(qiáng)人意的教學(xué)現(xiàn)狀，亟待改變。機(jī)遇就在眼前，虛擬現(xiàn)實底層技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)為學(xué)習(xí)者提供了越來越多的優(yōu)質(zhì)數(shù)字資源，深刻的變革著有學(xué)者們的課堂。如果合理的將這些資源融合進(jìn)有學(xué)者們在小學(xué)科學(xué)課堂中，學(xué)生在學(xué)習(xí)中就可能會更加興趣盎然，獲得更多實踐機(jī)會，變被動為主動，享受學(xué)習(xí)過程，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生在信息化環(huán)境下的數(shù)字化學(xué)習(xí)素養(yǎng)。那么，通過什么樣的途徑實現(xiàn)上述目標(biāo)呢？首選是基于小組合作的科學(xué)探究活動。在導(dǎo)學(xué)案引領(lǐng)下，借助VR技術(shù)，組織有目的、有趣味的小組合作探究活動，不僅能為學(xué)生創(chuàng)設(shè)探究學(xué)習(xí)的環(huán)境，而且能激發(fā)學(xué)生的參與熱情，保證學(xué)生學(xué)有所獲，這也符合小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的理念——“小學(xué)科學(xué)課程是一門實踐性課程，探究活動是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式”[1]一、學(xué)習(xí)活動的準(zhǔn)備：構(gòu)建小組合作學(xué)習(xí)模式，找準(zhǔn)VR技術(shù)應(yīng)用契機(jī)學(xué)科學(xué)是以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為宗旨，積極倡導(dǎo)讓學(xué)生親身經(jīng)歷以及探究為主的學(xué)習(xí)活動。對于VR新技術(shù)的應(yīng)用，學(xué)者在科教版小學(xué)科學(xué)下冊《太陽系》一課的教學(xué)中進(jìn)行了實踐，學(xué)習(xí)活動的開展主要注重了VR技術(shù)與小組合作學(xué)習(xí)的融合應(yīng)用。（一“三步互助小組合作學(xué)習(xí)”模式的構(gòu)建教學(xué)中，學(xué)者主要采用“三步互助小組合作學(xué)習(xí)”模式，此種學(xué)學(xué)習(xí)的機(jī)制已經(jīng)成熟。在小組建設(shè)前期，將學(xué)生根據(jù)性格愛好、學(xué)習(xí)42每2位同學(xué)結(jié)為師友，互相幫助，參與學(xué)習(xí)活動。所謂“三步互助”即基于小組的“獨學(xué)、對學(xué)、群學(xué)”，以小組學(xué)習(xí)活動為統(tǒng)領(lǐng)，在學(xué)習(xí)活動中滲透三種學(xué)習(xí)方式。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案、學(xué)習(xí)單將教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計為適合開展小組學(xué)習(xí)的系列活動，通過多種學(xué)習(xí)方式的綜合作的高效課堂模式。（二）VR設(shè)備及資源的應(yīng)用契機(jī)本課教學(xué)中的科學(xué)探究活動，是基于沉浸式PicoVR教學(xué)系統(tǒng)開展的，利用內(nèi)置的VR課件資源給學(xué)生帶來前所未有的虛擬化學(xué)習(xí)場景，引導(dǎo)學(xué)生投入到復(fù)雜抽象的宏觀場景中去探索學(xué)習(xí)，呈現(xiàn)了以往在現(xiàn)實世界和實驗室中無法實現(xiàn)的場景，增強(qiáng)互動性和實踐性的同時降低了學(xué)習(xí)成本。（三）二者融合應(yīng)用的基本認(rèn)識小組合作學(xué)習(xí)在教學(xué)中的應(yīng)用可以使學(xué)生真正具備自主、合作、VR技術(shù)應(yīng)用于小組合作學(xué)習(xí)，徑。二、學(xué)習(xí)活動的實施：以VR技術(shù)助力小組合作學(xué)習(xí)的開展（一）學(xué)習(xí)背景分析教材中幾個開放性問題的設(shè)置，意在讓學(xué)生收集相關(guān)的資料進(jìn)行交流。同時，本課明確提出讓學(xué)生建一個太陽系的模型。這個建?；顒釉趯嶋HVR技術(shù)可以真實呈現(xiàn)太陽系，可以對其直接探索。用科學(xué)觀察的方法來完成對太陽系的認(rèn)識，結(jié)合數(shù)據(jù)的處理，再利用互動課件的演示，幫助學(xué)生進(jìn)一步直觀的感受太陽系，將是更行之有效的信息化學(xué)習(xí)策略。（二）學(xué)習(xí)目標(biāo)的創(chuàng)新設(shè)置基于對教材和學(xué)情的分析，《太陽系》一課的教學(xué)目標(biāo)設(shè)置有兩個重點，一是認(rèn)識太陽系，了解太陽系的組成及每個天體的特點；二是探究太陽系。通過探究活動，認(rèn)識太陽系天體間的排列及關(guān)系。（三）學(xué)習(xí)過程：開展生動有趣的探究活動1.激趣引入，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)首先，利用PicoVR教學(xué)系統(tǒng)的課件同屏播放功能，在教師白板VR課件視頻，為學(xué)生展現(xiàn)一個奇幻瑰麗的太空場景，激發(fā)學(xué)生探索太陽系奧秘的興趣。有學(xué)者們熟悉的地球外還有哪些天體在圍繞太陽運(yùn)動？這些天體都有什么特點？他們在排列上是怎樣的？最后，明確本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)：通過探索太陽系場景獲取資料，示太陽系模型。活動一：認(rèn)識太陽系首先，向?qū)W生明確本次活動的探索目標(biāo)：了解太陽系的組成及天體的獨學(xué)，自由探索”——“師友對學(xué)，獲取信息”——“小組展示，全班群學(xué)”的流程開展活動；接著，教師利用PicoVR教學(xué)系統(tǒng)教師控制端，向?qū)W生機(jī)定向播放《認(rèn)識太陽系VR課件，引導(dǎo)各學(xué)習(xí)小組按照小組學(xué)習(xí)機(jī)制，由小組長組織，根據(jù)個人興趣喜好，分配行星觀察任務(wù)，學(xué)生利用VR識”；然后，師友之間互相幫助，根據(jù)場景探索所得，填寫學(xué)習(xí)單（如圖組展示，其他學(xué)習(xí)小組質(zhì)疑補(bǔ)充。在這一活動中，教師要培養(yǎng)學(xué)生積極探索獲取知識的能力和合作交查找資料法探索并獲取天體知識上，并在師友的幫助下，將探尋到的天體知識及時的記錄在學(xué)習(xí)單上。教師要適時引導(dǎo)學(xué)生利用手柄，進(jìn)行人機(jī)交互，大膽走進(jìn)太陽系中，遍并用自己的話將關(guān)鍵知識點記錄在學(xué)習(xí)單上，為活動中的交流補(bǔ)充做好準(zhǔn)備。在展示交流、質(zhì)疑補(bǔ)充環(huán)節(jié)，教師更要做好引導(dǎo)，對知識點進(jìn)行總結(jié)和補(bǔ)充，形成結(jié)論?；顒佣禾剿餍行桥帕?，展示太陽系模型在認(rèn)識太陽系活動結(jié)束后，學(xué)生對太陽系的組成及天體特點已經(jīng)有了一個明確的認(rèn)識，教師在前一個活動總結(jié)時，引導(dǎo)學(xué)生提出更深層次的質(zhì)疑問題——“太陽系中的天體大小和分布是怎樣的？”激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步的探索興趣，很自然的過渡到探究太陽系的活動中來。同時，明確活動二的主要學(xué)習(xí)目標(biāo)，即：走進(jìn)太陽系，了解太陽系中各個天體的排列以及它們的大小、遠(yuǎn)近關(guān)系。教師在控制端定向播放“認(rèn)識太陽系”場景后，學(xué)生依然以小組為單位，以“獨學(xué)、對學(xué)、群學(xué)”的學(xué)習(xí)方式進(jìn)入課件第二部分“天體排列”，再次展開人機(jī)互動探索，合作處理數(shù)據(jù)，完成學(xué)習(xí)單的填寫，最終在群學(xué)中交流、質(zhì)疑、補(bǔ)充、展示探索所得。在教材中明確提出讓學(xué)生借助材料制作太陽系的模型，其主要意義是通過學(xué)生的動手操作，直觀的感受太陽系中各個天體的大小及空間分布排列，在基于虛擬現(xiàn)實環(huán)境下的科學(xué)課教學(xué)情境中，太陽系的VR技術(shù)完美呈現(xiàn)，學(xué)生可以直接進(jìn)入更深層次的探索認(rèn)識。但是，科學(xué)課還要凸顯對學(xué)生動手操作能力的培養(yǎng)，這一點絕14厘米，將其它數(shù)據(jù)等比例縮小后，填寫在學(xué)習(xí)單中，在小組展示交流環(huán)節(jié)，根據(jù)處理好的數(shù)據(jù)，借助多媒體課件，等比例拖動天體圖片，完整演示出太陽系天體的空間分布，學(xué)以致用。同樣，教師在活動中要扮演好引導(dǎo)者的角色，糾正偏頗，做好總結(jié)和補(bǔ)充。總結(jié)學(xué)習(xí)收獲：得出結(jié)論在這一環(huán)節(jié)中，仍然以學(xué)生的自由總結(jié)展示為主，教師的引導(dǎo)主要從太陽系的組成、各個天體的特點、太陽系中天體的空間分布、天體的遠(yuǎn)近關(guān)系等方面展開，形成對太陽系知識點的完整歸納。拓展延伸：探索星系太陽系是宇宙中最大的嗎？在經(jīng)過了上述兩個學(xué)習(xí)活動后，本課的學(xué)習(xí)目標(biāo)已經(jīng)達(dá)成，但是學(xué)[1，這一點是宇宙中最大的嗎？”引導(dǎo)學(xué)生在課外，利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行關(guān)于星座知識的探索。三、學(xué)習(xí)活動思考：信息技術(shù)在小學(xué)科學(xué)課堂的應(yīng)用要找到契合點2.0域滲透，科學(xué)課教師都應(yīng)該深入的思考：如何找到信息技術(shù)與科學(xué)課VR技術(shù)的應(yīng)用策略都基于其工具性，重在創(chuàng)新解決傳統(tǒng)課堂中的困厄，讓課堂變得輕松而有內(nèi)涵。（一）以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣為出發(fā)點小學(xué)生總是對周圍的世界有著強(qiáng)烈的好奇心和求知欲，這是推動為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個輕松愉快的學(xué)習(xí)氛圍，既保護(hù)了學(xué)生的好奇心、求知欲，也激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，培養(yǎng)了合作探究的意識，增強(qiáng)了課程的意義性和趣味性。（二）以發(fā)揮信息技術(shù)的工具性為著眼點本課中VR技術(shù)的優(yōu)勢在于將宏觀的場景很直觀的展示了出來，用人機(jī)交互的方式實現(xiàn)了對知識的探索獲取，將課堂教學(xué)成本大大降前的VR技術(shù)有其局限性，并不能完全替代所有科學(xué)實驗操作，其應(yīng)用要遵循“需要才應(yīng)用”的原則。例如，在科學(xué)課教學(xué)中無法直接呈現(xiàn)的宏觀場景、微觀場景、危險場景中，發(fā)揮其工具價值，以取得更好的教學(xué)效果。（三）以提高了課堂效率為立足點VR的小組建設(shè)中，小組合作學(xué)習(xí)機(jī)制的形成，是通過長期的磨合訓(xùn)練得來R技術(shù)與小組合作學(xué)習(xí)的融合使得科學(xué)課堂趣味性和知識性并重，自主性和組織性并重，讓課堂有條不紊，很好的解決了大班額傳統(tǒng)教學(xué)中，課堂掌控弱的困境。這樣，在活動中有探究、有合作、有交流、有展示、有總結(jié)，不僅注重了學(xué)習(xí)過程，更注重了結(jié)果的評價，課堂高效而有序，充分發(fā)揮了工具和機(jī)制的價值。（四）以培養(yǎng)學(xué)生素養(yǎng)習(xí)慣為根本點開展科學(xué)探究活動，極大的激發(fā)了學(xué)生的探究熱情。學(xué)生