VR技术应用于生物教学的体会和思考

岳振华

VR技术即虚拟现实技术，是通过一定的技术手段，使人处于一个虚拟但又真实的环境中。近几年，VR技术在世界范围内被广泛应用，通常是通过佩戴特制的眼镜来实现虚拟效果。湖南省怀化市武陵中学是首个拥有“虚拟现实VR超级教室”的中学，自从2017年9月虚拟现实教室建好后，各学科教师开始积极地将VR技术应用于教学。在教研室的精心组织下，各学科教研组开展了多种形式的研讨活动，讨论如何将VR技术真正应用于教学。在此，笔者作为研讨活动的组织者与参与者，分享一些将VR技术应用于生物教学的体会与思考。

一、VR技术在生物教学中的应用

1.创设情境，趣味导入

课堂教学通常都有导入环节，目的是吸引学生的注意力，顺利地与新课恰到好处地联系起来，将学生带入当节课的主题。用一段文字或图片创设一个情境来导入是常用的方法，可以使学生更容易进入学习状态。VR技术可以制造一种让学生更加身临其境的效果。学生可以戴上VR眼镜，进入教师设计的相关虚拟世界。例如，在“鱼”一课的教学中，让学生佩戴眼镜观看海底世界的景象，引导学生放下杂乱的思绪，迅速进入观赏鱼类的状态。这种虚拟情境新奇生动，对新课程的教学可起到事半功倍的效果。

2.激发兴趣，激活课堂

爱因斯坦说过，兴趣是最好的老师。如果课堂不能激发学生的学习兴趣，将使教学效率大打折扣。VR技术具有提供沉浸式体验以及互动性强的特点，恰当的应用可以使学生脱离抽象而乏味的图片与文字教学，进入更富于感性和趣味性的三维虚拟世界，其炫酷程度超越了语言描述。因此，在激发学生学习兴趣方面，VR技术的确具有较大的优势。笔者在所授课的班级中进行了一项调查，结果发现：在未应用VR技术时，表示对生物学习感兴趣的学生人数为85.4%；在应用了VR技术后，这个比例上升到96.1%。VR技术的应用明显提高了学生学习生物的主动性。

3.融合知识，提升认知

生物学对于生物的生理结构、行为活动、遗传发育等方面的研究，会涉及很多或微观、或抽象、或时间与空间跨度较大的内容，其中很多知识远离学生的现实生活。教师如果仅以口头讲述或借助图片、动画、模型等教具来讲解，由于言语转换、观察角度或结构叠加等方面的局限，可能导致学生想象不到、看不到或看不清楚等问题，同时也缺乏实时的交互性体验，致使对知识点的理解也会出现偏差。尤其是在实验教学方面，由于很多生物实验的实验材料难以获得、实验条件难以规范、实验过程难以控制、实验结果难以观察等原因，导致实验难以开展。VR技术可以实现仿真模拟微观世界，实现宏观世界的全景微缩，并快速推演时间跨度较大的内容。这就使原本不易观察、难以理解，只能通过记忆、想象、简单模拟等教学方式才能学习的知识，得以直观逼真地呈现出来，尤其是实现了对高代价、高危险场景的再造，使很多复杂难做的生物实验得以安全有效地完成，大大增强了教学效果，突破了现实的局限。

例如，学习“食物的消化和吸收”一课时，教师可以借助VR技术构建消化系统模型，從食物进入口腔开始，将近乎真实的消化道结构和消化过程立体地呈现在学生面前：从食物与消化道壁的近距离接触，到食物内部发生的物理性消化和分子水平的化学性消化过程，都可以尽收眼底；从小肠绒毛吸收到毛细血管吸收，既真实又生动。VR技术的应用使学生的认知不再是建立在抽象、静态的概念上，而是可以更直观地进行沉浸式的体验和感知，以提高学习效率。

4.课外拓展，开阔眼界

为实现学生多元化发展，许多学校结合本校实际开设了校本课程。研发校本课程的主体是本校教师，但往往由于时间和资金等条件的限制而使校本课程过于单调无趣，难以激发学生的兴趣。而将VR技术应用于校本课程的教学，大大改善了这种局面。例如，怀化市武陵中学生物教研组开设的校本课程“茶文化的魅力”，通过VR技术使学生足不出户就能切身体验武夷山峭壁上大红袍的生长环境、西湖龙井的采茶盛况、精细繁琐的制茶过程等。新技术使校本课程的内容以更吸引学生的形式展现，提高了学生的学习兴趣与参与热情。

二、VR技术应用于教学中要注意的问题

一是引导学生体验和思考。VR技术可提供沉浸式的情境，可能会导致学生在观看VR资源时过分注意“无关紧要”的内容，或只关注虚拟画面所带来的震撼效果，忽略了现象背后的原因。因此，教师应结合教学目标，用恰当的问题和提醒，引导学生正确体验有价值的内容，并做更深入的思考，帮助学生掌握必要的知识点，提高课堂教学效率。

二是注重资源的筛选。由于VR资源的制作难度较大，教学中所使用的VR资源都是专业团队精心制作的，而教师需要对VR资源精心筛选，以确保资源的内容和形式符合教学的要求。

三是技术为辅，教学为主。信息技术与教学融合是一个必然的发展趋势，VR技术是众多先进信息技术的一种。教师在备课与教学中应时刻意识到：信息技术的应用是为了更好地服务于教学，若为技术而技术，则有悖于现代教育技术的初衷。此外，信息技术不能完全取代传统教学，必须与传统教学有机结合，才能更好地发挥其作用。

三、反思与展望

一是设备不够轻便廉价，体验欠完美。目前，VR设备都比较笨重、臃肿。如武陵中学目前的VR设备，一个VR眼镜重达400克，还不包括数据线。再加上其他辅助设备，就更重。学生在头上配戴笨重的设备，使鼻梁和颈椎受到的压力较大，若较长时间使用VR设备，会导致眩晕，严重影响体验。此外，VR设备造价昂贵，一般的中小学难以有充足的资金建设完整的VR教室。期待未来的技术进步能使VR设备更加轻便，成本更低，以大大提升在中小学中普及程度。

二是教育资源不够丰富，制作欠智能。目前，VR技术更多地应用于产品展示、虚拟旅游、游戏娱乐等方面。在教育领域的应用较少，教育类的VR资源不够丰富，VR资源的制作要依赖专业团队，一线教师无法独立完成制作。随着VR制作技术的成熟，特别是人工智能（AI）的迅猛发展，教师制作或修改VR资源将成为可能。教师能够亲自制作和修改VR资源，将更有利于促进VR技术与学科教学的有效融合，实现教师轻松教学，学生快乐学习。

综上所述，VR技术能解决很多传统教学中难以解决的问题，但是任何一项新技术在应用初期都会暴露出一些缺陷甚至矛盾。随着信息技术的进步，VR技术会越来越完善，更好地服务于学科教学。

（责任编辑 郭向和）