虚拟现实技术在高中生物教学中的应用研究

◎钟钒

一、虚拟现实技术在生物教学中的应用

将虚拟现实技术引入到教学领域，是教育史上的一大进步。不仅对教学理念起到了颠覆性的影响，使教学手段和教学内容也得到了极大的改观。虚拟教学强调人的主体地位，在以往的教学模式中，教师在课堂中占据着主导地位，在大多数时间学生都在被动的接受着知识，这种“填鸭”式的教学方法极大的抹杀了知识接受者的的主动性与创造性，而现代的教学理念要将以往的教学模式加以颠覆，虚拟现实教学善于营造一种主动探索的学习方式。这种学习方式可以使学生充分体验到每一个过程，也有利于对学习形成乐趣，提升学习水平。

1.演练真实实验 在虚拟实验室系统中，我们可以来运用虚拟技术模拟出各种实验所需的工具和材料。将各种教学机器和设备进行实物虚化，将这些物体以三维形式呈现在虚拟教室中，我们只要进入这个到这个三维空间中，就可随时随地的认识和了解这些仪器设备，而且可观察到设备内部的构造，便于学生对实验的理解，而且学生在动手进行虚拟实验时，可以充分利用虚拟器材库中的实验工具，随机来挑选各种试验器材，调制出各种试验品，根据实验内容来进行进一步的完善。通过输入不同的数据来观察不同的实验结果，进行分析和比较。

2.演练教学过程 虚拟现实技术在教学领域中的应用，可以使我们完成一些在实际课堂中不太能够做到的一些实验。比如一些在短时间内难以完成的实验，如探究“酸雨对生物的影响”，由于实验所需要的时间特别长，在课堂上有限的时间内难以完成，尽管老师可能对内容做出了详细的讲解，但是学生看不到图片，不能完全参与进去也是没有效果可言的。但如果是在虚拟实验中，不仅可以重复实验还可以节省时间，学生参与到其中，不仅可以加深对实验的理解，还可以更真实的体会到这种感受。加深对实验的理解后，会引起学生对实验的兴趣，可能还会破解出不同的做法，有利于提高学生的创新能力。

3.帮助学生探索未知领域 在学生同化知识，建构认知结构的过程中有一些知识的背景教师无法呈现，学生也根本感触不到，探究不了，但虚拟实验的好处在于还可以让学生在模拟的情境中进行探究，去发现在其中所隐藏的奥妙，让学生像做游戏一样融入到研究当中，让他们体验到在研究过程中的兴趣。这样对培养学生的科学、创新精神和提高科学素养有很好的推动作用。在虚拟实验中，虚拟实验室采用的是人机交互的方式来进行实验，就像自己真是的存在于这个实验环境当中，不仅具有智能性、仿真性而且也充满了趣味。这样的环境充分提高了学生学习的积极性，培养了学生的创造力和想象力，提高了学生的创新能力和实践能力。

二、虚拟现实技术在当前教学中所存在的问题

1.虚拟现实在技术上存在短板 当前，虚拟现实产业进入高速发展阶段，但是产业在基础技术方面仍存在一些共性难点和问题，如眩晕感消除、光场三维显示、实时三维建模等。对于我国来说，关键共性技术短板问题更加凸显。虚拟技术创造出来的世界与现实世界之间还存在有一定的差距，并不能够感受到真是的感官刺激。这必定也会对学生在学习过程中造成一定的影响，并不能使学生完全沉浸在实验当中，影响课程效果。

2.硬件条件不足 虚拟现实技术发展到现在，虽然在成本方面有所降低，但是虚拟现实在技术上还存在着一些问题。有些机械设备局限性还是很大的，尽管在价格上比较昂贵，但在应用效果上也没有凸显出绝对的优势，与设备的价格相比在应用方面差距还是很大的。希望在未来的发展中技术会得到进一步的提高，在各方面更加完善，更广泛的在教学中应用，提高教学水平。

3.社会性障碍 不管在任何时候人与人之间直接的交往都是非常重要的，随着科学技术的发展，人们逐渐沉浸在网络当中，不喜欢当着面聊天而在手机上进行交流。同样的在使用虚拟现实技术后，同学们可能会沉浸在虚拟的实验环境中，而忽略了与同伴的交流。这样不仅不利于学习过程的探索，同样也不利于人与人之间的交流，不利于形成良好的学习氛围，时间长了也会引起各种矛盾。对于引起学生社会交往能力下降的问题，必须予以严重警惕。

结语：虚拟技术在教育方面带给了我们全新的感受和体验，带我们感受到了以前所没有想过的情景，给予了我们崭新的教育思维，推动我们的教育发生了一系列的重大改革。让我们更加能亲身体会到所发生的事，进一步的去了解并且感受它，这对我们的生活和学习产生了极大的影响，把我们的教育方式推上的一个新的台阶。不过它所存在的问题也是不能忽视的，还有很多问题需要我们解决，只能说虚拟技术的发展还有很长一段路要走。

[1]蔡树华.虚拟模型在中学生物学教学中的设计与应用的四个案例[D].云南师范大学，2016.

[2]罗成.虚拟实验辅助中学生物实验教学的实施与效果评价[D].扬州大学，2015.