VR教育在中小学教育中的应用途径

梁堃

VR作为一种最新的计算机技术，将其应用于中小学教育领域具有重大的价值。本文结合中小学教学实际内容，从用VR构建仿真场景、用VR呈现微观结构、用VR完成虚拟实验三个方面说明了VR教育在中小学教育中的应用途径，期望本文能够为VR教育研究提供一些具有价值的借鉴。

VR（Virtual Reality）的中文译名为“虚拟现实”，指使用计算机技术形成的在视、听、触感等方面具有高度近似性的数字化环境。使用者借助VR眼镜、手柄等附加设备，能够融入环境、体验环境。VR技术具有情境性、沉浸性、交互性的基本特征，近年来，VR地通过各种途径被越来越多用于中小学教育中，显示出重大的教育应用价值。

用VR构建仿真场景

在中小学学科教学中，经常需要为学生提供场景，以供学生观察或体验。传统教学中，提供场景的方式包括教师描述、图片观察、视频播放等，所营造的场景具有间接性，如果学生的想象力或空间思维力不足，将难以把握场景的特征。而使用VR技术，能够以生动的方式来呈现三维场景，降低对学生想象力与空间思维力的要求。场景也可与主体交互，显著提升学生观察或体验场景的效率。

例如，在学习小学科学中与“太阳系”有关的内容时，就可以使用VR技术呈现一个仿真的太阳系场景，让学生观察行星围绕太阳运转的轨迹，与此同时，认识太阳系中各行星的大小、与日距离等特征。对于太阳系这样遥远的事物，学生不可能以肉眼进行全面的观察，而通过使用VR技术，便能够让学生对太阳系的运行方式产生足够的感性认识。

又如，在中小学语文课堂上教学古诗词时，为了让学生体悟到文字的美感、把握其中的意境，需要为其提供接近意境的场景。教师可以使用VR创设仿真场景，让学生入情入境，创造适宜欣赏古诗词的心理状态。除了由教师创造场景外，也可由学生自行使用VR资源编辑器，根据古诗词的内容编辑真实场景，让学生以建构者的身份去把握场景。

用VR呈现微观结构

VR不仅能够将如太阳系那样庞大的事物带到学生身边，也能够深入微观事物的机理，将因太过微小而不可能被直接观察到的事物以立体化的方式放大呈现。

例如，在高中生物课程中学习《组成细胞的分子》课程时，有机大分子是教学上的难点，学生对有机物的结构不易理解，即使教师将自己的空间想象介绍给学生，学生仍然会理解错误，并因为无法把握大分子的特征而体验到受挫情绪。如果使用VR技术，便能够清晰地呈现有机物的微观结构。在精心设计VR教育资源的情况下，学生不仅可以细致入微地观察到有机大分子是如何构成的，还可以看到VR呈现的分子之间发生反应的动态过程，例如氨基酸脱水缩合反应形成多肽的过程。使用VR技术，学生就不再仅仅通过想象去把握微观世界，而是能够获得最为直观的认知。在学习化学时，也可以使用VR技术呈现原子世界，使学生理解到不稳定化学元素的特征，其教学效果将远胜于个人想象。

在中小学学科中，物理、化学、生物学科对呈现微观结构具有很多的要求，VR技术以其可以呈现微观结构的作用，可在这三门学科中发挥重大价值，能够攻克许多传统条件下的教学难点。VR技术所提供的深入微观世界的体验还有助于一改学生对这些学科形成的“枯燥”“难懂”的印象，对全面提升学习兴趣具有帮助。

用VR完成虚拟实验

VR不仅可用于观察、体验及简单交互活动，还可以成为复杂性操作活动的构建平台，在中小学实验教学中发挥作用。在虚拟实验室中，实验仪器可被任意调取使用，实验教学也不再受到学校实验室开放时间表的限制。而且，在VR环境下，精心设计的程序有助于消除设备数据误差，使学生更好地通过实验来认识科学原理。

以初中物理中的“物体透过凸透镜成像”教学内容为例，根据教学需要建立VR教学资源后，学生就可利用鼠标缩小物体和凸透镜之间的距离，VR界面会根据预先设定好的程序反馈操作。学生观察成像特点，同时总结距离与成像之间的关系。

值得注意的是，VR实验教学在易对设备造成损害的实验中具有突出价值。例如，对于中学物理课程中“探究电路短路问题”这一实验，如果以传统的方式进行真实实验，将会对器材造成损坏，并给学生带来人身安全隐患。如果使用VR技术进行实验，便可以有效地避免这一问题，使学生能够以虚拟观察和操作的方式来了解电路短路的具体现象及处理方式。在更多情况下，VR实验教学并不能完全替代真实的实验教学。当真实实验具有較高可行性时，可将VR实验与真实实验结合起来，让学生提前在VR环境中进行预热性的虚拟操作，待熟悉把握实验要点之后，再着手开始真实实验。

结语

VR教育是教育信息化深入推进的结果，代表了中小学教育技术的最新发展趋向，已经在多方面体现出了应用价值。VR教育作为一种新型教育样态，与之有关的理论与实践问题都有待进一步深入研究，中小学教育工作者应结合实际需要，探索更多具有教育促进作用的VR应用途径。