VR技术在小学科学教学中的应用策略分析

江源

摘要：虚拟现实技术在小学科学中的应用能使学生在课堂中占主动地位，增强其观察能力和分析能力，还能帮助学生将科学知识与现实生活相结合，达到理论充分融入实践的效果，在高度还原现实的虚拟世界进行学习和交互，提高课堂的趣味性和生动性，满足新课程标准要求，使学生能树立正确的科学价值观，也推动了小学教育教学的科学性发展。

关键词：VR技术;小学科学教学;应用策略分析

一、VR技术概述

（一）VR技术概念

VR技术即虚拟现实技术，1989年JaronLanier提出，融合了传感技术、计算机技术、仿真技术以及微电子技术等多种学科技术，能创造一种使参与者身临其境的虚拟环境，并对参与者施加听觉、视觉和触觉感受。

（二）VR技术特点

1、沉浸性

虚拟现实技术能充分还原现实场景，参与者通过穿戴设备能在虚拟情境中直观感受和实时反馈，有助于增强参与者的观察能力和自主学习能力。沉浸理论最早由美国心理学家MihalyCsikazezentmihal提出，其概念是当人们参与活动时可以专注的融入其中，并能收获快乐和满足。我国学者认为沉浸式教育要充分利用技术手段帮助学生贴近自然，激发其对知识的兴趣，进一步观察、探究、获取以及掌握知识。

2、真实性

传统的计算机技术能给参与者视觉和听觉上的冲击感，而虚拟现实技术在此基础上增加了触觉感知、运动感知、力觉感知甚至嗅觉和味觉感知等，使虚拟情境更加贴近现实，参与者仿佛置身其中。在小学科学的课堂中应用VR技术能使枯燥乏味的理论知识生动直观地展现在眼前，通过真实的感官刺激使学生化被动学习为主动学习，拓宽学生的想象空间和认知范围，提高教学效率。

3、交互性

虚拟现实技术能实现人机交互，并能在交互的同时给予实时反馈。现阶段，教育教学要求“以生为本”，应提高学生的自主学习能力。小学生活泼好动，在课堂上容易注意力不集中，而VR技术的互动性能使学生通过交互汲取知识，使学生手脑合一，全身心投入科学知识的学习中。

二、小学科学课程的特点及问题

（一）小学科学课程的特点

小学科学课程属于小学阶段的基础课程，学生可以通过自学、互学以及群学等方式了解科学知识，为日后的学习奠定基础。小学科学既要求学生充分掌握理论知识，又要求学生亲自参与到生活化课堂中，并进一步进行课外实践，使学生养成正确的学习习惯，增强其探究能力和思考能力，在遇到問题时能充分利用所学知识。同时，各学科之间要相互渗透，培养学生的发散思维。

（二）传统小学科学课程的问题

传统小学科学课程的教学存在诸多问题，主要体现在以下几个方面。

1、教学环境

传统小学科学课程教学环境中缺少交互性，教师主要应用多媒体技术进行文字、图片和视频音频的播放，虽然教学效果较好，但是难以达到VR技术的水平，学生在这种模式下学习容易产生厌倦心理，加之小学生年纪尚小，活泼好动，常会出现注意力不集中，知识理解不到位的情况，若无法激发其学习兴趣，则教学质量难以得到提升。

2、教学方式

传统小学科学教学方式较为守旧，教师要通过鼠标点击播放PPT，学生参与度不够，无法与课件进行互动。此外，很多科学实验环节多为教师口头讲解或者是简单的视频播放，学生只需要记录实验步骤和结果，这种固化的教学方式相悖于新课程标准提出的理念，不利于学生的个性化发展，很难让学生将所学的理论知识应用到实践生活中。

3、教学资源

传统的科学教学资源有限，而科学又过于注重实践性和操作性，若缺少对应的实验设备和器材，学生很难进行实验操作。现阶段，很多学校的实验器材不足，一些珍贵的器材无法重复利用，造成了大量的浪费。后续实验器材的保养和维修也要浪费大量的人力、财力和物力，所以很多实验都难以落实到位。

4、教学活动

教学活动过于枯燥是传统小学科学课程中的主要问题，活动过于常规化，理论知识的讲解也过于乏味，而且很多科学课程都围绕课堂中书本的讲解为主，教学活动展开较少或单一，学生对科学知识充满探究心理，若教学活动无法满足其需求则会导致教学效率大大降低。

5、教学评价

传统的教学评价多为教师评价学生，针对学生的课堂学习情况进行总结分析，但是这种评价环节中教师占据主体地位，学生难以提出自己的问题和见解，并且不了解学生对教学方式和内容的适配程度，学生之间互动也较少，评价方式过于单调，难以达到评价的最终目的。

三、VR技术小学科学教育应用分析

（一）教学环境虚拟性

戴尔经验之塔理论提出教学应有具体的经验，并从具体经验逐渐向抽象经验延伸。虚拟现实技术能利用语音识别、视觉呈现、触觉反馈等手段营造良好的学习环境，增强学习环境中的真实感。小学科学教育的主要目的是使学生掌握简单的科学知识，树立正确的科学价值观，为生物、物理、化学等学科的学习做好铺垫。但在传统的课堂教学中，理论知识过于抽象化，学生难以直观接触到自然场景。VR技术能解决实践过程中成本过高及场地受限等问题，使学生在反复实践中掌握知识，获取经验，增强其观察能力。

（二）教学方式多样性

新时期，教师应扮演引导者的角色帮助学生进行自主学习，学生具有多样性，教学方式也应多样化，满足“因材施教”的教学理念要求。虚拟现实技术与传统的计算机技术相比交互性更强，不需要鼠标操作或者键盘输入，仅采用手势识别、头眼追踪以及语音识别就能达到教学效果，更满足现阶段智能社会的交互习惯。教师可以利用仿真环境刺激学生的感官，充分贯彻体验式学习的特点，让学生将抽象的科学理论知识内化，并能在思考中举一反三，提出问题，具体探究，得出最终结论。

结束语

小学科学是小学教育教学中的重要组成部分，但传统“填鸭式”教学枯燥乏味，难以有效落实以生为本的教学理念，大量理论知识的灌输也容易使学生产生厌倦心理。VR技术在小学科学中的应用能更迎合学生心理，帮助学生生动直观地消化吸收科学知识，实现课堂上的实时交互。

参考文献：

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[2]刘晔，毛芳.小学科学VR教学技术的应用与研究[J].智力，2020（22）：37-38.

[3]孙海清.基于VR技术的小学科学教学探析[J].新智慧，2020（17）：21.