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(shí)踐VR作性為顯著特點(diǎn)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(gè)熱點(diǎn)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(gè)性化學(xué)習(xí)需求無法滿足，實(shí)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(shí)，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(shí)驗(yàn)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(shí)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?cè)谛W(xué)科學(xué)課堂中，學(xué)生在學(xué)習(xí)中就可能會(huì)更加興趣盎然，獲得更多實(shí)踐機(jī)會(huì)，變被動(dòng)為主動(dòng)，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(shí)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(dòng)。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(dòng)，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(shí)踐性課程，探究活動(dòng)是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式”[1]一、學(xué)習(xí)活動(dòng)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(dòng)。對(duì)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(cè)《太陽系》一課的教學(xué)中進(jìn)行了實(shí)踐，學(xué)習(xí)活動(dòng)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(dòng)。所謂“三步互助”即基于小組的“獨(dú)學(xué)、對(duì)學(xué)、群學(xué)”，以小組學(xué)習(xí)活動(dòng)為統(tǒng)領(lǐng)，在學(xué)習(xí)活動(dòng)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(jì)為適合開展小組學(xué)習(xí)的系列活動(dòng)，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(dòng)，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(shí)世界和實(shí)驗(yàn)室中無法實(shí)現(xiàn)的場景，增強(qiáng)互動(dòng)性和實(shí)踐性的同時(shí)降低了學(xué)習(xí)成本。（三）二者融合應(yīng)用的基本認(rèn)識(shí)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(dòng)的實(shí)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(gè)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(shí)，本課明確提出讓學(xué)生建一個(gè)太陽系的模型。這個(gè)建模活動(dòng)在實(shí)際VR技術(shù)可以真實(shí)呈現(xiàn)太陽系，可以對(duì)其直接探索。用科學(xué)觀察的方法來完成對(duì)太陽系的認(rèn)識(shí)，結(jié)合數(shù)據(jù)的處理，再利用互動(dòng)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(duì)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(gè)重點(diǎn)，一是認(rèn)識(shí)太陽系，了解太陽系的組成及每個(gè)天體的特點(diǎn)；二是探究太陽系。通過探究活動(dòng)，認(rèn)識(shí)太陽系天體間的排列及關(guān)系。（三）學(xué)習(xí)過程：開展生動(dòng)有趣的探究活動(dòng)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(gè)奇幻瑰麗的太空?qǐng)鼍?，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(dòng)？這些天體都有什么特點(diǎn)？他們?cè)谂帕猩鲜窃鯓拥?？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?；顒?dòng)一：認(rèn)識(shí)太陽系首先，向?qū)W生明確本次活動(dòng)的探索目標(biāo)：了解太陽系的組成及天體的獨(dú)學(xué)，自由探索”——“師友對(duì)學(xué)，獲取信息”——“小組展示，全班群學(xué)”的流程開展活動(dòng)；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(shí)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(gè)人興趣喜好，分配行星觀察任務(wù)，學(xué)生利用VR識(shí)”；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(dòng)中，教師要培養(yǎng)學(xué)生積極探索獲取知識(shí)的能力和合作交查找資料法探索并獲取天體知識(shí)上，并在師友的幫助下，將探尋到的天體知識(shí)及時(shí)的記錄在學(xué)習(xí)單上。教師要適時(shí)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(shí)點(diǎn)記錄在學(xué)習(xí)單上，為活動(dòng)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(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)和補(bǔ)充，形成結(jié)論?；顒?dòng)二：探索行星排列，展示太陽系模型在認(rèn)識(shí)太陽系活動(dòng)結(jié)束后，學(xué)生對(duì)太陽系的組成及天體特點(diǎn)已經(jīng)有了一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)，教師在前一個(gè)活動(dòng)總結(jié)時(shí)，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(dòng)中來。同時(shí)，明確活動(dòng)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(gè)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(shí)太陽系”場景后，學(xué)生依然以小組為單位，以“獨(dú)學(xué)、對(duì)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(dòng)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(dòng)手操作，直觀的感受太陽系中各個(gè)天體的大小及空間分布排列，在基于虛擬現(xiàn)實(shí)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(shí)。但是，科學(xué)課還要凸顯對(duì)學(xué)生動(dòng)手操作能力的培養(yǎng)，這一點(diǎn)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(dòng)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(dòng)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?？偨Y(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(gè)天體的特點(diǎn)、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(duì)太陽系知識(shí)點(diǎn)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(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)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(diǎn)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(shí)的探索。三、學(xué)習(xí)活動(dòng)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(diǎn)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(diǎn)小學(xué)生總是對(duì)周圍的世界有著強(qiáng)烈的好奇心和求知欲，這是推動(dòng)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)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(shí)，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(diǎn)本課中VR技術(shù)的優(yōu)勢(shì)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(shí)現(xiàn)了對(duì)知識(shí)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(shí)驗(yàn)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(xiǎn)場景中，發(fā)揮其工具價(jià)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(diǎn)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(shí)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(dòng)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(píng)價(jià)，課堂高效而有序，充分發(fā)揮了工具和機(jī)制的價(jià)值。（四）以培養(yǎng)學(xué)生素養(yǎng)習(xí)慣為根本點(diǎn)開展科學(xué)探究活動(dòng)，極大的激發(fā)了學(xué)生的探究熱情。學(xué)生