基于VR的沉浸式教学在高中地理课堂中的应用初探 论文

基于VR的沉浸式教学在高中地理课堂中的应用初探

摘要：在《普通高中地理课程标准》（2017年版）的实施背景下，如何培养学生的地理学科素养成为教师亟待解决的问题。基于VR的沉浸式教学是在沉浸式教学的基础

上，辅以VR技术，创设沉浸情境，能够让学生在沉浸情境下轻松、直观、实时的进行知识建构，从而有助于学生地理学科素养的培养。

关键词：地理学科素养；VR；沉浸式教学沉浸式教学最早起源于加拿大，是为语言教学服务的教学模式。20世界80年代，

Mohan博士将沉浸式教学由最早的语言教学扩展到语言和不同学科相结合的教学，并逐步把沉浸式教学应用于课堂教学中，自此，沉浸式教学课堂不再仅是学习者学习语言的

地方，还是学习者接受教育的地方。所谓“沉浸”即工作学习中的最佳体验，它让学习者感到内在的满足，使学习者在工作学习过程中充满兴趣，动力十足，不断探索，不断

创新以达到最终的目标。教育教学工作者在施教过程中巧妙地运用多种教学手段，激发1

学生的学习兴趣，使学生进入“沉浸”体验的学习状态，从而提高教学水平与成效。VR（VirtualReality）是在20世纪80年代提出的，指借助于计算机及最新科学技

术创造的一种人机交互手段。VR具有以下特点：沉浸性

交互性想象性

图1VR的特点通过这些特点VR可以构造出一个3D情境，这个3D情境中，学习者可以进行大胆

的探索、思维的拓展以及与3D情境进行完美的互动，以达到“沉浸”的效果。借助于VR，更有利于沉浸式教学在地理课堂中的实施。

一、基于VR的沉浸式教学在地理课堂中的可行性分析根据《普通高中地理课程标准》（2017年版），地理学的基本理念之一是培养学生必

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备的地理学科核心素养，即人地协调观、综合思维、区域认知、地理实践力。地理学不仅是一门涵盖文理综合的学科，还是研究地理情境以及人类活动与地理情境相互关系的

2科学。新课标核心素养思想的提出要求学生具备更高的能力素养，不仅要求学生能够

掌握基本知识与技能，了解一些地理学的学习方法，更重视地理学综合素养的培养，通过高中地理的学习，让学生形成可持续发展观、人地协调观等学科观念。现今的高中地

理教学，教师在课堂教学中应改变传统的强调知识记忆和机械模仿的教学，而应倾向于培养学生对于知识的主动探究精神，从而促进学生学科素养的形成。

地理学的基本理念之二是创新培育地理学科核心素养的学习方式。要求教师在教学中充分利用信息技术，营造直观、实时、生动的教学情境。夸美纽斯在《大教学论》中

提出，知识的开端永远必须来自感官。教师在教学中要让学生沉浸于课堂教学情境之中，这样更有利于学生对于知识的探索和学生学科素养的培养。

VR作为一种新兴的实用技术，结合其三大特点可以轻松的营造师生互动的沉浸环境，为沉浸式教学提供了沉浸平台。

基于此，借助VR，为沉浸式教学进入地理课堂提供了条件。二、基于VR的沉浸式教学模式构建

教学模式是以一定的教学理念为原则，建立适用于实际课堂教学的活动设计程序，在此模式下，师生进行有序的教学活动，并对学习所得进行评价。基于VR的沉浸式教

学模式是在应用VR技术的前提下，为了达到教学目标，创设“沉浸”情境，师生共同参与探索的教学活动模式。基于VR的沉浸式教学模式包括课前准备、课中活动和课后

评价三个部分。1.课前准备

图2课前准备环节课前准备包括学生需求、学生特征、学习内容以及教学目标的分析。

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为了能够在课堂教学中实现师生的完美互动，了解和研究学生的实际情况应是课堂教学的重要一步，教师只有把握了学情，才能做到因材施教，进而在课堂教学中有的放

矢。其中学生的学习需求和学生的学习特征是构成学情的基本要素。学习需求指学生在课堂学习过程中形成的需求；学习特征包括学生的能力素养、对于所要学习内容的知识

储备等。在基于VR的沉浸式教学中，学习内容的研究要有层次性和结构性，即要求学生获

取知识的过程由易到难，由简到繁，最后构建出完整的知识体系。在学习需求、学习特征和学习内容分析的基础上确定教学目标，对所教授课程内容

进行精细的分解，从而确定沉浸情境，为

VR资源的选取提供依据。.课中活动

图3课中活动环节课中活动由教师活动、学生活动、课堂教学和VR情境四部分组成。具体过程如下：

在课前准备的基础上，教师通过

VR资源的选取获得所授课程内容的

VR资源，为沉浸情境的创设做好铺垫，在课堂教学中学生利用VR设备通过观看

VR资源进入沉浸情境，

在此过程中，教师展示所授课程的教学内容并提出问题，学生在沉浸情境中思考问题，对于难度较大的问题，教师要适时给予沉浸情境的辅助，帮助学生解决问题，学生在沉

浸情境中尝试总结问题的结论，并与教师进行交流，在师生互动的过程中，反思总结得出结论，构建知识体系。

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在整个课中活动的环节中，沉浸情境的创设是极其重要的，教师要根据所授课程选择合适的VR资源才能完美的让学生沉浸在创设的情境中。如在进行《河流地貌的发育》

一节内容的教学时，教材展示侵蚀地貌形成的三幅静态图片，为了更有利于教学，教师可在VR资源中选择河流侵蚀地貌发育的动态视频，让学生进入沉浸情境，学生可以直

观的感受侵蚀地貌形成的过程。在问题提出的环节中，教师要在学生观看VR资源的过程中适时的提出问题，问题

的设置要具有层次性，要由易到难，这样才能更有利于学生进行知识的建构。如在《河流地貌的发育》教学中，关于侵蚀地貌的形成，依据VR资源，教师可以这样设置问题：

我们看到的是河流侵蚀地貌形成的哪一个阶段？在这一阶段，河流的侵蚀作用以什么为主，它们各有什么作用？现在我们进入第二阶段了，同学们仔细观看VR资源，河流的

侵蚀作用变化了吗？通过这样的问题设置，在沉浸情境中，师生可以进行完美的互动，从而提高教学效果。

3.课后评价

图4课后评价环节课后评价包括效果评价和总结反思。

效果评价的内容包括学生在学习过程中是否达到沉浸的效果、在学习结果上是否有效的理解教学任务；效果评价的方式可以采取课后练习反馈法、访谈法等方法。

在效果评价的基础上，针对学生的反馈内容进行及时的反思与总结。提炼出教学过程中的问题，如是否有更好的VR资源有利于学生的沉浸；在沉浸过程中教学内容的设

置是否要更具体细化等。现将基于VR的沉浸式教学的完整模式构建如下：

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学生需求学生特征学习内容课前准备教学目标

沉浸环境创设情境利

用

进入情境

提出问题明确问题思考问题辅助沉浸沉浸探索尝试总结

师生交流得出结论检验结论课中活动三、结论

基于VR的沉浸式教学是在运用沉浸式教学方法的基础上，辅以VR技术，评价总结

反思提高评价反思

教师活动学生活动

效果评价总结反思

课后评价图5基于VR的沉浸式教学模式

三、结论基于VR的沉浸式教学是在运用沉浸式教学方法的基础上，辅以VR技术，以达到教

与学完美融合的一种教学方式。通过基于VR的沉浸式教学模式的构建，课前教师要对5

学生及教学内容进行精确的分析，从而寻找合适的VR资源来创设沉浸情境，在课堂教学中通过VR资源使学生能够沉浸到VR情境中，并在沉浸情境中进行师生互动，进而完

成知识的建构，课后进行效果评价和课后反思，以巩固所学知识。基于VR的沉浸式教学应用于高中地理课堂教学的关键在于教师，教师自主研究能

力直接影响沉浸式教学的课堂教学效果。对于教师而言，从课前准备到课中活动再到课后评价的教学过程中，教师要做好充足的准备，在沉浸式教学应用于课堂教学中，提高

了教师的自主研究能力，同时丰富了教师信息化教学的手段，最终提高了教师的专业素养。

基于VR的沉浸式教学对于学生而言，在学习过程中有了获取知识的体验，提高了学生的学习兴趣，有助于学生的自主探究、解决问题和创新思维能力的提高，从而有利

于学生地理学科素养的培养。基于VR