虚拟现实技术在初中历史教学中的应用研究

王宁 孙祥伟

【摘 要】随着信息化时代的发展，虚拟现实技术作为一种新型科技，在国家政策、现实需求等方面的推动下蓬勃发展。虚拟现实技术与历史教学相结合成为时代所需，将其应用于历史教学，能够给历史教学带来新的飞跃。将虚拟现实技术与初中历史教学结合，应注意培养历史教师专业技能，打破以考试为主的局限，加快历史虚拟现实技术资源的开发。在具体教学中，可采取利用虚拟现实技术还原历史场景，将虚拟现实技术与游戏化教学相结合等策略。

【关键词】虚拟现实技术 初中历史 教学应用

【中图分类号】G633.51    【文献标识码】A  【文章编号】1002-3275（2024）05-75-04

“虚拟现实（Virtual Reality，简称VR），又称临境技术，是一种基于多媒体计算机技术、传感技术、仿真技术的沉浸式交互环境。具体地说，就是采用计算机技术生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生亲临等同真实环境的感受和体验。”［1］由此可知，虚拟现实技术是实现这些感受体验的主要手段，通过计算机创造出模拟真实环境的虚拟环境，用户可以借助外部硬件如体感控制器、头戴式显示器等并根据自身对虚拟环境的体验进行操作，实现人机交互的沉浸式体验。

我国虚拟现实技术发展愈加完善，覆盖了军事、工业、电影、旅游等领域。近年来虽然在教育领域的研究逐渐增多，但是主要涉及实验教学、虚拟校园、职业教育等方面，在初中历史教学应用方面的研究较少。相较于国内，国外对于虚拟现实技术的研究则更早，同时对于虚拟现实技术与教育的结合也开展了许多探究，并得到了较为广泛的应用。

新时代对教育提出了更高的要求，也对历史教育提出了新的挑战。将虚拟现实技术与历史教学结合，能够紧随时代潮流，创新教育模式，满足新时代对历史教学的要求。

一、虚拟现实技术在初中历史教学中应用的主要依据

（一）理论基础

1．情境认知理论

情境认知理论认为人类的认知实践活动不能与真实的社会情境割裂，强调真实的情境和学习者的实践性对获得知识的重要作用，真实的情境能够促进学习者对知识的迁移和对知识的建构。历史学科由于自身的学科特点，时间和空间的过去性较难处理，并且其知识内容体量较大，教学过程相对抽象，导致学习者对知识的认同感不强，学习兴趣不足，教学效果得不到保障。虚拟现实技术可以打破时间和空间上的局限，营造直观立体的历史情境，还原历史中的人物与时间，使学习者可以多方位地感知历史、了解历史。在虚拟环境中，学习者可以在动中学，最大程度发挥学习者的主动性和积极性，提高教学效果。

2．建构主义理论

以往的学习观念认为学习就是教师讲授知识，学生被动接受知识的过程，而建构主义学习观提出学习应以学生为中心，强调学习是主动的，学生不是被动的接受者。虚拟现实技术在教学活动中的应用，使学生拥有更高的参与度，主动去掌握知识，进行知识建构，成为教学活动的主体。建构主义课程观认为应用真实复杂的故事情节呈现问题，营造解决问题的情境。学生只有在近似真实的情境中，对信息进行主动探索，主动发现，主动建构，才能真正地理解知识的内涵。虚拟现实技术可以根据学生的需求、特点和爱好，选择适合学生的教学资源，在历史教学过程中，学生可以在虚拟与现实的世界中自由穿梭，实现与历史知识的对话和互动，从而沉浸其中，在体验式的学习中发现问题，解决问题。

（二）政策支持

伴随信息化的迅速发展，“信息技术的力量迫使传统的学校教育发生改变”［2］，快速发展的信息技术对教育产生巨大冲击，推动教育模式、教学手段的不断变革与创新。国家出台了一系列政策，促进了教育信息化与虚拟现实技术的发展。

1998年，教育部发布《面向21世纪教育振兴行动计划》，提出实施“现代远程教育工程”，形成开放式教育网络，构建终身学习体系。2010年，教育部发布《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》，提出：“提高教师应用信息技术水平，更新教学观念，改进教学方法，提高教学效果。鼓励学生利用信息手段主动学习、自主学习，增强运用信息技术分析解决问题能力。”2017年，国务院印发《国家教育事业发展“十三五”规划》，指出：“支持各级各类学校建设智慧校园，综合利用互联网、大数据、人工智能和虚拟现实技术探索未来教育教学新模式。”2019年，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《加快推进教育现代化实施方案（2018—2022年）》，指出：“加快推进智慧教育创新发展，设立‘智慧教育示范区，开展国家虚拟仿真实验教学项目等建设，实施人工智能助推教师队伍建设行动。”2022年，科技部等六部门印发《关于加快场景创新以人工智能高水平应用促进经济高质量发展的指导意见》的通知，指出：“教育领域积极探索在线课堂、虚拟课堂、虚拟仿真实训、虚拟教研室、新型教材、教学资源建设、智慧校园等场景。”2023年，《教育部等十八部门关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》中指出：“落实科学及相关学科教学装备配置标准，加强实验室建设。探索利用人工智能、虚拟现实等技术手段改进和强化实验教学，并注重利用先进教育技术弥补薄弱地区、薄弱学校及特殊儿童群体拥有优质教育教学资源不足的状况。”

（三）教学需求

历史是一门以过去的人和事为研究对象的社会学科，具有过去性和不可逆性等特点，这就决定了历史学科所教授的内容需要通过一定的文字、图片等形式展现给学生，因此学生并不能直观地感受历史。对于一些比较抽象的历史概念或内容，通过单一的多媒体课件也很难生动、直观地向学生展示，难以满足学生的需求。历史具有综合性和整体性，在学习历史人物、历史事件时，不能将其与当时所处的社会、经济、文化背景相割裂，《义务教育历史课程标准（2022年版）》中指出：“学会在具体的时空条件下考察历史。能够将事件、人物、现象等置于历史发展的特定或总体进程及具体的地理空间中加以考察，并从历史发展的角度认识其地位和作用。”初中生的思维、认知能力发展尚未成熟，虽然抽象逻辑思维日益占据主导地位，但是其进行抽象逻辑思维时仍需要具体、形象的感性经验支撑，所以这就需要教师采用情境教学或直观教具等形式，使学生真正掌握知识并解决问题。虚拟现实技术能够将抽象的历史知识与虚拟现实结合，尽可能的还原古代居民生活、历史遗迹等特殊场景，通过虚拟现实使学生沉浸式体验抽象的历史知识，极大地调动学生的参与感和学习的主动性，提高教学效果。

以往的教学模式是以教师为中心的单向知识传递的过程，教学手段较单一，学习者被动接受知识。虽然这样的教学模式可以保证教师的主导地位，但是教学过程过于模式化和程序化，不利于培养学生的自主学习能力。随着信息技术的飞速发展，课程改革对教师提出了新的要求，要求教师在教学中从以教师为中心向以学生为中心转变，越来越提倡利用各种新技术手段真正实现学生的自主学习和个性化发展。

（四）基础设施保障

教育部印发的《教育信息化2.0行动计划》中提出：“通过实施教育信息化2.0行动计划，到2022年基本实现‘三全两高一大的发展目标，即教学应用覆盖全体教师、学习应用覆盖全体适龄学生、数字校园建设覆盖全体学校，信息化应用水平和师生信息素养普遍提高，建成‘互联网+教育大平台。”根据教育部提供的数据显示，至2021年第四季度末，全国中小学已全部接入互联网，带宽达到100兆以上的学校比例为99.95%，搭建无线网络的学校数超过21.67万所，99.5%的中小学拥有多媒体教室。［3］大数据时代下，“未来学校”已具雏形，学校互联网的应用与普及为虚拟仿真技术的发展提供了基本条件。

二、加快虚拟现实技术与初中历史教学融合应注意的问题

虽然在国家政策的支持和引导下，虚拟现实技术得到了一定的发展，但是仍处于初步发展的阶段，其发展速度及普及程度有待提高，尚存在一些亟待解决的问题。目前，在高等学校中的虚拟仿真实验室和虚拟仿真项目相对普遍，但在初中历史教学中，虚拟现实技术还远远没有成为常用的教学手段。要想切实推动虚拟现实技术与初中历史教学的融合，仍需采取更多措施。

（一）培养历史教师专业技能

在日常教学活动中，教师基本可以独立完成PPT课件的制作，但对于虚拟现实课件的制作仍缺乏相关经验，或制作其课件需要较多的时间，耗费大量精力。同时，对于制作课件的软件使用有较高的要求，教师无论是在时间精力还是在技术水平上，对虚拟现实技术的接受都有一定困难。为解决这一问题，首先，要让教师真正认识到虚拟现实技术对历史教学的重要意义，提高教师对该技术的热情，让教师自身渴望学习新技术，从而积极将虚拟现实技术与历史教学相结合，丰富教学资源。其次，学校和教育部门应积极开展虚拟现实技术相关课程的培训工作，丰富教师的相关理论知识，同时组织相应的教学比赛等，提高教师的实践能力。

（二）打破以考试为主的局限

将虚拟现实技术运用到初中历史教学中，对培养学生的历史兴趣、提高教学效果和建构学生的时空观念等具有积极作用，但这一技术未能完全与当前的历史教育相契合。当前，有的学校仍把升学考试作为学生的首要任务和评价教师教学效果的重要指标，课堂教学把如何提高学生成绩放在首要位置，导致虚拟现实技术无法适应这种教育需求。通过分析初中历史试题发现，考试题目虽然分成了客观题与主观题两部分，但是主观题大多要求学生根据所给史料及所学知识进行回答，涉及培养学生开放性思维的题目分值占比相对较少，部分教师在教学时更注重引导学生对书本知识的记忆和背诵。所以，受到教学内容和时间的限制，虚拟现实技术在历史教学上的使用频率较低。

为解决这一问题，一方面学校要坚持课程改革中所强调的核心素养的基本要求，培养高质量的、全方面的人才；另一方面学校要将学生的综合素质（如创新能力、合作探究能力等）与教师的考核评价挂钩。只有从具体举措着手，降低教师的压力，才能提高教师对虚拟现实技术的基本接受度，为其在学校的推广应用创造良好的环境。

（三）加快历史虚拟现实技术资源的开发

运用虚拟现实技术教学的顺利进行离不开虚拟现实课件的支持，尽管许多学校已经配备虚拟仿真设备，但是历史课堂运用的虚拟现实技术资源的数量仍然比较少。虚拟现实产业更多地集中在娱乐、军事、医学、机械等领域，对教育领域的关注还有待提高，特别是在初中历史教学方面，相关教学资源更为匮乏。通过搜索相关虚拟现实课件资源发现，在国家虚拟现实实验教学课程共享平台上，虚拟现实课程资源共计3506项，其中历史学类仅有20项，所以要注重对历史虚拟现实技术教学资源的开发与整合。一方面要推动高校虚拟现实技术专业发展，培养专业人才，改进技术；另一方面要将历史学科与其他学科相联系，实现资源整合，增加历史虚拟现实技术教学资源的数量。

三、虚拟现实技术在初中历史课堂教学的应用策略

随着课程改革不断深化发展，单一的教学方法已经很难适应现代教育与社会的要求。虚拟现实技术具有交互性、沉浸性和构想性等特点，能够调动并激发学生的思维，适应初中生的身心发展特点，符合现代教育的需求。本文以初中历史七年级下册第一单元第三课“盛唐气象”为例，探索虚拟现实技术在初中历史教学中的应用策略。

（一）利用虚拟现实技术还原历史场景

历史学科具有过去性的特点，在以往的教学模式中，一般通过引导学生观看视频或图片资料，让学生了解所处历史时期的风土人情、社会风貌等，导致学生的体验感不强，一定程度上限制了学生对某些特定历史时期的理解。而借助虚拟现实技术还原真实的历史场景，能够帮助学生穿越到任何历史场景，重现当时的社会风貌。虚拟现实技术能够将全部的画面同时展现在所创设的虚拟空间中，学生可根据需要在虚拟空间中自由穿梭，沉浸式地体验当时社会生活的方方面面，形成对当时社会全面整体的认识。

例如在讲授唐朝人们的物质、精神文化生活时，教师一般会让学生通过观看视频或图片对盛唐社会风貌产生初步了解。针对盛唐时期人们各方面的生活状况乃至社会风气等，以往的教学模式很难让学生形成整体性的认识，而通过虚拟现实技术可以还原盛唐时期长安城中及城外风貌，包括商业区、居民区和各种手工作坊等，学生可以在虚拟世界中自由走动，并与其中的人物进行对话。如可以与长安城中的商户打听生意情况，与工匠学习瓷器的制作工艺，与城外的农户交流生产工具、水利设施的进步对农作物生产和农民生活带来的影响，亲身体验曲辕犁感受其精妙的设计，近距离观察筒车的工作原理等，在相互交流、亲身体验的过程中深化对知识的理解。

（二）将虚拟现实技术与游戏化教学相结合

在教学过程中难免存在一些抽象枯燥的知识，学生不易理解掌握，并且初中学生正处于感知觉发展的关键时期，他们的注意、记忆、感觉、思维正循序渐进的向前发展，求知欲和好奇心旺盛，以往的教学方法无法完全满足学生的身心发展需求，而利用虚拟现实技术可将枯燥的知识与游戏化教学融合，让学生通过沉浸式的游戏体验实现在“做中学”。

例如在学习敦煌莫高窟的相关内容时，可以利用虚拟现实技术搭建石窟场景，学生借助虚拟现实设备身临其境地了解石窟相关知识及形态特点。学生可以对石窟某一部分进行放大观察，仔细研究其图案、纹饰、造型等，也可以对不同时期的佛像、壁画进行对比。在掌握理论知识后，学生在虚拟的敦煌石窟环境中通过游戏的形式亲自挖掘、复原石窟壁画等。通过挖掘搭建游戏，学生进一步了解石窟的构造，并在游戏中根据石窟的形制、朝代选择合适的材料和装饰品复原石窟；通过拼图游戏，学生复原石窟中的壁画，在游戏中还设置了一定的障碍干扰，如提供不同壁画的碎片，需回答相应问题才能收集壁画碎片等，进一步巩固石窟壁画的相关知识，使原本晦涩难懂的知识通过游戏的形式变得生动有趣，激发了学生的学习兴趣，提高了学习效率。

科技的进步促进了教学手段的进步，影响了教学组织形式。虚拟现实技术作为一个充满生机与前景的新技术，在与历史教学相结合的过程中，推动历史教学模式的变化。尽管目前仍然存在一些问题，导致该技术尚未得到推广，但是只要加以正确引导，其将成为未来学校教育的必然选择，并将在初中历史教学中发挥越来越重要的作用和价值。

【参考文献】

［1］张建武，孔红菊．虚拟现实技术在实践实训教学中的应用［J］．电化教育研究，2010（4）：110.

［2］于友西，赵亚夫．中学历史教学法［M］．4版．北京：高等教育出版社，2021：210.

［3］教育部．2021年12月教育信息化和网络安全工作月报［EB/OL］．（2022-02-25）［2024-01-10］．http：//www.moe.gov.cn/s78/A16/gongzuo/gzzl_yb/202202/t20220225_602233.html.