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摘要：随着科技的迅速发展，虚拟现实技术以其沉浸性、想象性以及交互性等独特的优势迅速发展，并在各个行业崭露头角，越来越受到人们的关注，当然与教育的结合也不例外，越来越多的虚拟资源被应用到课堂环境中。但是虚拟现实技术在中小学课堂教学中的应用还处于初级阶段，与教育的结合还不是很完善。为更深入了解其在课堂教学中的应用，本文以初中地理课为案例，分析虚拟现实技术在开展课堂教学中的优点、缺点，并对此提出相应的解决措施。
关键词：虚拟现实技术;初中地理教学;应用策略
中图分类号：G4 文献标识码：A
引言
随着科技和信息技术发展水平的提高，以及新的教育改革目标任务和教育理念的提出，新技术与课程教学的整合成为教育发展的必然趋势。在这种新的教育形态下，中小学作为基础教育与新技术的整合尤为重要，虚拟现实技术作为备受关注的新技术之一，与基础教育相结合将极大的丰富智慧教育内涵，有效的促进教育的质量和效率。
一、虚拟现实技术与初中地理课堂教学的关联
虚拟现实（Virtual Reality，简称 VR）是综合利用图形系统和各种现实及控制接口设备，在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术[1]。虚拟现实技术具有沉浸性、交互性和构想性等特征。VR看到的场景和人物是虚设的，把意识引入虚拟的世界，主要依托Graphics等運算技术，通常都配有处理器、头盔显示器，另外还设有姿态跟踪设备（数据手套、数据衣和方位跟踪器）、听觉系统（语音定位、识别和合成）以及触觉、味觉和嗅觉反馈系统等功能单元。
2017年关于地理新课标指出，地理学是研究地理环境以及人类活动的与地理环境之间关系的科学，具有较强的综合性和区域性等特点。其兼有自然科学和社会科学的性质，在现代课程中占有重要地位。在传统的地理课堂教学中，学生需要熟记的地理事物的名称、数据以及景观分布等知识，且知识的表现形式比较抽象，这就要求学生具有一定的空间思维和感知能力[2]。
根据虚拟现实技术和中小学地理课程的特点我们可以看出，加强虚拟现实技术与地理课程的整合，不仅是学科发展的需要，也是学生发展的需要。虚拟现实技术可以虚拟一般的地理环境，也可以虚拟出特殊的地理环境，以加强学生对抽象知识的理解。我们要充分利用虚拟现实技术开展课堂教学，使学生在玩中学，做中学，将地理问题简单化，直接化，从而提高初中地理教学的质量。
二、虚拟现实技术运用在初中地理课堂教学中的优势
（一）丰富课堂教学模式，提高学生学习效率
初中地理学科的学习多以学习间接知识为主，课本知识在一定程度上过于抽象化，不利于学生理解。在传统的教学模式下，大多采用教师讲授为主，学生被动接收为辅的方式，且教学模式缺乏创新，无法突出学生的主体地位。然而虚拟现实技术改变传统教学方式的束缚，例如虚拟地理环境（如太空环境、太阳系的运转）以及一些实验活动（例如水循环、火山爆发）等，能够以更加形象且具体化的形式呈现所学知识，对丰富课堂教学模式，提高学生学习效率具有一定的意义。而且《普通高中地理课程标准》（2017年版）中对地理相关内容的教学提示中也曾指出：“要充分利用地图、景观图像、地理视频、虚拟技术、地理信息技术和周边自然与社会资源来支持教学[3]。“教师根据教学内容，积极使用多种资源，融合较为先进的教学技术，既能创新教学模式，又能迎合学生心理，激发学习兴趣。
（二）方便直观信息获取，发散思维开阔眼界
初中年龄阶段是学习习惯养成的重要阶段，这一时期的学生活泼好动，富有想象力，最适合培养其想象和思维能力以及创造力。传统的教学模式下，知识的获取主要依靠纸质版教材以及辅导资料，限制了学生获取更多知识的范围。虚拟现实技术能够提供给学生更加直观易于理解的知识，更加贴合学生的想象空间[4]。虚拟现实技术具有其他教学方法无法比拟的优势， 能够通过模拟地理不同时期、空间环境的自然变化，使学习者获得更加直观的一手资料，能够让学习者在逼真的环境中互动，并在此基础上加深对地理事物发展的推理与判断。因此，虚拟现实技术能够极大的促进中学生地理知识的获取以及综合分析能力和判断能力的提高。
（三）促进多元活动开展，提高学生的实践探究能力
探究性学习模式是在地理教学中最常见的一种方式，是学生在教师的帮助下借助一定的手段进行假设验证的过程[5]。为提高学生的实践探究能力，地理新课程标准中也增加了观察野外地形地貌等知识点来提高学生的实践能力。但是在传统的教学实践中，实践探究能力的教学往往容易被忽略，野外实践受到时间、资金以及地点的限制，加之具有一定的危险性，无法绝对保障学生安全，便使得地理教学中的野外实践环节无法进行，达不到预期的效果，有时甚至会被取消。虚拟现实技术的出现正好弥补地理教学中这一不足，利用虚拟现实技术可以模拟出过去或者未来的事物，甚至一些列地理活动的全过程，由于其具有的沉浸性和交互性，学生们可以借助虚拟实验平台，拆分实验对象，使学生对危险的地理现象以及难以再现的地理过程产生更直观深刻的理解，通过学生一系列直观操作，激发兴趣的同时，锻炼了学生的实践探究能力，也推动了教学中地理实验的发展。
（四）缓解传统课堂沉闷，加强学生综合素质的培养
中小学阶段的学生具有注意力不集中，好奇心强等显著特点，传统的教学模式下，教师讲学生听的模式难以调动课堂氛围，受时间的影响，师生之间也没有更多的双向交流，这无形中也增加了学生们的学习压力。尽管采用文字图片搭配的方式能有所缓解，但也无法使学生真正参与其中。采用虚拟现实技术进行教学，能够很好的增强师生之间的交互性，教师和学生都能够直接参与到内容教学的本身。虚拟现实技术对于提高地理学习兴趣，活跃课堂氛围，培养地理时空感和地理思维能力的构建，以及突破地理教学的重难点等都具有明显的效果。虚拟地理以及虚拟环境等技术，能够帮助中学生形成完整的地理思维体系，各方面提高中学生的能力，这将为中学生的深造以及终身学习打下坚实的基础，也为培养虚拟地理专业人才打下基础[6]。 三、虚拟现实技术运用在课堂中存在的问题及解决措施
在虚拟现实技术支持下，教师能够改变传统教学的方式，有效带动课堂氛围，化抽象为直观，使学生更容易接受新的知识。但是在虚拟现实技术与课程的整合中也存在几个需要注意的问题：
（一）教学设备不足，不能顾及全体学生
我们可以看出，在教学过程中无法实现每个人都有独立的设备使用，三四个人共用同一台设备，就会使得动手的同学越来越感兴趣，观看的同学则容易注意力不集中，久而久之就会造成学生之间学习效果的两极分化。在地理教学中引入虚拟现实设备需要众多的资金投入，对于大多数中小学校是不可能实现的。这就需要教育主管部门以及政府相关部门的共同努力，建立与地理相关的虚拟现实系统以及其他必须的设备等，这些都需要政府财政政策的大力支持。。
（二）师生对设备的使用熟练程度不高
在教学过程中，由于师生操作不熟练，导致课堂教学频频“翻车”，找不到重点，或者意外退出系统等。虚拟现实技术应用于地理教学中的研究还处于一个初级阶段，教师的培训也没有一个完整的计划。为解决这方面的问题，应该对教师进行专业化的培训，培养专业的地理虚拟现实方面的老师。关于学生掌握不熟练的问题，可以采用课前预习的方式，上课前将相关的学习资源包传给学生，进行课前预习，这样就可以避免学生上课时面对新知识手足无措的情况。
（三）课堂互动较多，学生注意力分散
每个探究性问题都需要学生动手操作虚拟现实设备，教师对课堂时间进度把控较难。例如在知识点的讲解中，学生需要经常的摘戴3D眼镜，在普通授课与虚拟探究之间来回切换，且需要教师对每个小组进行指导，可能会延误课程的教学进度。在这一问题上，可以采用先授课，再探究的学习方式。教师在上课时将PPT完整呈现，在学生了解大体知识的前提下，再展开实践探究，不仅节约时间，也可以有针对性的利用虚拟现实设备，保证效率的同时提高质量。
四、总结
虚拟现实技术是现代科技发展的产物，应该更好的为教育教学活动服务，虽然其在初中地理中的应用上还有待改善，例如设备的配套程度，教师使用的熟练度以及资源无法与教学内容相匹配等。但相比于传统的教学方式，将虚拟现实技术引入课堂，学生的参与度明显提升，对课堂教学还是起到了良好的推进作用。在新技术不断发展的当下，未来虚拟现实技术将会在地理课堂中有更多更深入的影响。
参考文献
[1]蔡苏， 张晗. VR/AR教育应用案例及发展趋势[J]. 数字教育， 2017， 3（03）： 1–10.
[2]杨晓东. 虚拟现实技术在初中地理教学中的应用[J]. 新智慧， 2020（14）： 5.
[3]教育部.普通高中地理課程标准[M].北京：人民教育出版社，2017.
[4]陈厚雪， 钱鹏， 唐洁. 虚拟现实技术在中学地理智慧教学中的应用初探[J]. 新课程研究（下旬刊）， 2018（08）： 41–43.
[5]蔡敏. 虚拟实验技术在中学地理教学中的应用研究[D]. 福建师范大学， 2015.
关键词：虚拟现实技术;初中地理教学;应用策略
中图分类号：G4 文献标识码：A
引言
随着科技和信息技术发展水平的提高，以及新的教育改革目标任务和教育理念的提出，新技术与课程教学的整合成为教育发展的必然趋势。在这种新的教育形态下，中小学作为基础教育与新技术的整合尤为重要，虚拟现实技术作为备受关注的新技术之一，与基础教育相结合将极大的丰富智慧教育内涵，有效的促进教育的质量和效率。
一、虚拟现实技术与初中地理课堂教学的关联
虚拟现实（Virtual Reality，简称 VR）是综合利用图形系统和各种现实及控制接口设备，在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术[1]。虚拟现实技术具有沉浸性、交互性和构想性等特征。VR看到的场景和人物是虚设的，把意识引入虚拟的世界，主要依托Graphics等運算技术，通常都配有处理器、头盔显示器，另外还设有姿态跟踪设备（数据手套、数据衣和方位跟踪器）、听觉系统（语音定位、识别和合成）以及触觉、味觉和嗅觉反馈系统等功能单元。
2017年关于地理新课标指出，地理学是研究地理环境以及人类活动的与地理环境之间关系的科学，具有较强的综合性和区域性等特点。其兼有自然科学和社会科学的性质，在现代课程中占有重要地位。在传统的地理课堂教学中，学生需要熟记的地理事物的名称、数据以及景观分布等知识，且知识的表现形式比较抽象，这就要求学生具有一定的空间思维和感知能力[2]。
根据虚拟现实技术和中小学地理课程的特点我们可以看出，加强虚拟现实技术与地理课程的整合，不仅是学科发展的需要，也是学生发展的需要。虚拟现实技术可以虚拟一般的地理环境，也可以虚拟出特殊的地理环境，以加强学生对抽象知识的理解。我们要充分利用虚拟现实技术开展课堂教学，使学生在玩中学，做中学，将地理问题简单化，直接化，从而提高初中地理教学的质量。
二、虚拟现实技术运用在初中地理课堂教学中的优势
（一）丰富课堂教学模式，提高学生学习效率
初中地理学科的学习多以学习间接知识为主，课本知识在一定程度上过于抽象化，不利于学生理解。在传统的教学模式下，大多采用教师讲授为主，学生被动接收为辅的方式，且教学模式缺乏创新，无法突出学生的主体地位。然而虚拟现实技术改变传统教学方式的束缚，例如虚拟地理环境（如太空环境、太阳系的运转）以及一些实验活动（例如水循环、火山爆发）等，能够以更加形象且具体化的形式呈现所学知识，对丰富课堂教学模式，提高学生学习效率具有一定的意义。而且《普通高中地理课程标准》（2017年版）中对地理相关内容的教学提示中也曾指出：“要充分利用地图、景观图像、地理视频、虚拟技术、地理信息技术和周边自然与社会资源来支持教学[3]。“教师根据教学内容，积极使用多种资源，融合较为先进的教学技术，既能创新教学模式，又能迎合学生心理，激发学习兴趣。
（二）方便直观信息获取，发散思维开阔眼界
初中年龄阶段是学习习惯养成的重要阶段，这一时期的学生活泼好动，富有想象力，最适合培养其想象和思维能力以及创造力。传统的教学模式下，知识的获取主要依靠纸质版教材以及辅导资料，限制了学生获取更多知识的范围。虚拟现实技术能够提供给学生更加直观易于理解的知识，更加贴合学生的想象空间[4]。虚拟现实技术具有其他教学方法无法比拟的优势， 能够通过模拟地理不同时期、空间环境的自然变化，使学习者获得更加直观的一手资料，能够让学习者在逼真的环境中互动，并在此基础上加深对地理事物发展的推理与判断。因此，虚拟现实技术能够极大的促进中学生地理知识的获取以及综合分析能力和判断能力的提高。
（三）促进多元活动开展，提高学生的实践探究能力
探究性学习模式是在地理教学中最常见的一种方式，是学生在教师的帮助下借助一定的手段进行假设验证的过程[5]。为提高学生的实践探究能力，地理新课程标准中也增加了观察野外地形地貌等知识点来提高学生的实践能力。但是在传统的教学实践中，实践探究能力的教学往往容易被忽略，野外实践受到时间、资金以及地点的限制，加之具有一定的危险性，无法绝对保障学生安全，便使得地理教学中的野外实践环节无法进行，达不到预期的效果，有时甚至会被取消。虚拟现实技术的出现正好弥补地理教学中这一不足，利用虚拟现实技术可以模拟出过去或者未来的事物，甚至一些列地理活动的全过程，由于其具有的沉浸性和交互性，学生们可以借助虚拟实验平台，拆分实验对象，使学生对危险的地理现象以及难以再现的地理过程产生更直观深刻的理解，通过学生一系列直观操作，激发兴趣的同时，锻炼了学生的实践探究能力，也推动了教学中地理实验的发展。
（四）缓解传统课堂沉闷，加强学生综合素质的培养
中小学阶段的学生具有注意力不集中，好奇心强等显著特点，传统的教学模式下，教师讲学生听的模式难以调动课堂氛围，受时间的影响，师生之间也没有更多的双向交流，这无形中也增加了学生们的学习压力。尽管采用文字图片搭配的方式能有所缓解，但也无法使学生真正参与其中。采用虚拟现实技术进行教学，能够很好的增强师生之间的交互性，教师和学生都能够直接参与到内容教学的本身。虚拟现实技术对于提高地理学习兴趣，活跃课堂氛围，培养地理时空感和地理思维能力的构建，以及突破地理教学的重难点等都具有明显的效果。虚拟地理以及虚拟环境等技术，能够帮助中学生形成完整的地理思维体系，各方面提高中学生的能力，这将为中学生的深造以及终身学习打下坚实的基础，也为培养虚拟地理专业人才打下基础[6]。 三、虚拟现实技术运用在课堂中存在的问题及解决措施
在虚拟现实技术支持下，教师能够改变传统教学的方式，有效带动课堂氛围，化抽象为直观，使学生更容易接受新的知识。但是在虚拟现实技术与课程的整合中也存在几个需要注意的问题：
（一）教学设备不足，不能顾及全体学生
我们可以看出，在教学过程中无法实现每个人都有独立的设备使用，三四个人共用同一台设备，就会使得动手的同学越来越感兴趣，观看的同学则容易注意力不集中，久而久之就会造成学生之间学习效果的两极分化。在地理教学中引入虚拟现实设备需要众多的资金投入，对于大多数中小学校是不可能实现的。这就需要教育主管部门以及政府相关部门的共同努力，建立与地理相关的虚拟现实系统以及其他必须的设备等，这些都需要政府财政政策的大力支持。。
（二）师生对设备的使用熟练程度不高
在教学过程中，由于师生操作不熟练，导致课堂教学频频“翻车”，找不到重点，或者意外退出系统等。虚拟现实技术应用于地理教学中的研究还处于一个初级阶段，教师的培训也没有一个完整的计划。为解决这方面的问题，应该对教师进行专业化的培训，培养专业的地理虚拟现实方面的老师。关于学生掌握不熟练的问题，可以采用课前预习的方式，上课前将相关的学习资源包传给学生，进行课前预习，这样就可以避免学生上课时面对新知识手足无措的情况。
（三）课堂互动较多，学生注意力分散
每个探究性问题都需要学生动手操作虚拟现实设备，教师对课堂时间进度把控较难。例如在知识点的讲解中，学生需要经常的摘戴3D眼镜，在普通授课与虚拟探究之间来回切换，且需要教师对每个小组进行指导，可能会延误课程的教学进度。在这一问题上，可以采用先授课，再探究的学习方式。教师在上课时将PPT完整呈现，在学生了解大体知识的前提下，再展开实践探究，不仅节约时间，也可以有针对性的利用虚拟现实设备，保证效率的同时提高质量。
四、总结
虚拟现实技术是现代科技发展的产物，应该更好的为教育教学活动服务，虽然其在初中地理中的应用上还有待改善，例如设备的配套程度，教师使用的熟练度以及资源无法与教学内容相匹配等。但相比于传统的教学方式，将虚拟现实技术引入课堂，学生的参与度明显提升，对课堂教学还是起到了良好的推进作用。在新技术不断发展的当下，未来虚拟现实技术将会在地理课堂中有更多更深入的影响。
参考文献
[1]蔡苏， 张晗. VR/AR教育应用案例及发展趋势[J]. 数字教育， 2017， 3（03）： 1–10.
[2]杨晓东. 虚拟现实技术在初中地理教学中的应用[J]. 新智慧， 2020（14）： 5.
[3]教育部.普通高中地理課程标准[M].北京：人民教育出版社，2017.
[4]陈厚雪， 钱鹏， 唐洁. 虚拟现实技术在中学地理智慧教学中的应用初探[J]. 新课程研究（下旬刊）， 2018（08）： 41–43.
[5]蔡敏. 虚拟实验技术在中学地理教学中的应用研究[D]. 福建师范大学， 2015.