基于虚拟现实技术创新的高中教学模式

摘要：信息技术已成为高中教学中不可或缺的一门技术，随着时代的发展与技术的变革，各种新兴技术层出不穷。本文既探讨了VR虚拟现实技术在高中教学中的融合，又探讨了该技术在实践中的一些挑战和限制。随着VR技术的发展和广泛的应用，这种技术将成为高中教育的重要组成部分，能帮助学生更好地理解和应用所学知识，提高学习效率，挖掘学生更多的学习潜力。

关键词：VR技术高中教学融合应用

随着教育改革的深入推进，传统重知识、轻能力的教学方法，已不能适应时代的发展。因此，在教学中，教师要转变教学理念，改变教学方法，融合新技术，走高质量、内涵式发展之路，培养提升教师和学生的信息素养，推动大数据、虚拟现实、人工智能等新技术在教育教学中的深入应用。VR技术能够构建虚拟世界，生成交互式三维动态情境，具有沉浸式、交互式、构想式特点，被教师广泛地应用于高中教学。

一、当前高中学科教学的现状分析

受传统教学观念、教学内容、社会因素等影响，高中教师没有改变以应试为主的教学模式，注重学生对学科知识的记忆，忽视学生对所学知识的应用能力。虽然死记硬背是一个方法，但不是最有效的学习方法。特别是对文科类科目的学习，如果过分强调死记硬背，会极大地打击学生学习的积极性。

高中各学科都有自身的学科特点，但普遍的特点是知识量多、难度大、学习进度快、综合性强、系统性强。高中阶段的学习，能培养学生对系统性知识的理解，帮助学生树立正确的价值观。传统教学往往以“灌输”知识为主，脱离生活实际，课堂互动较少。心理学相关研究表明，长时间枯燥无味的学习，以及大量的练习，会使得学生学习的激情减弱，效率下降。

二、VR在高中教学中的理论基础

VR是一种计算机技术，通过模拟人类感官的输入和输出，创造出一种虚拟的环境，使用户感觉自己置身于其中。VR技术主要包括以下几个方面：（1）显示技术。VR技术需要高清晰度、高分辨率的显示器来呈现虚拟环境，目前主要采用的是头戴式显示器。（2）跟踪技术。为了使用户在虚拟环境中能自由移动，需要使用传感器来跟踪用户的头部和手部动作，以便实时调整虚拟环境的视角和位置。（3）交互技术。用户需要与虚拟环境进行交互，需要使用手柄、手套等设备来提供触觉反馈和力反馈，以及语音识别、手势识别等，进行用户输入。（4）计算技术。VR技术需要高性能的计算机来处理大量的图像、声音和数据，并实时渲染出虚拟环境。

VR技术在教育中的应用，已经得到了广泛的关注和研究。（1）沉浸式学习理论认为，当学生置身于一个具有真实感的虚拟环境中时，更加容易产生学习兴趣和情感投入，从而提高学习效率。（2）个性化学习理论认为，每个学生的学习风格和能力都不相同，因此需要根据学生的个性化需求设计教学内容和方法。在VR教学中，可以通过使用自适应技术和智能推荐系统，根据学生的学习情况和兴趣爱好来推荐相应的学习内容和活动。（3）互动式学习理论认为，学生在学习过程中需要与教师和其他学生进行互动，以便更好地理解和掌握知识和技能。在VR教学中，学生可以通过使用手柄、手套等设备提供触觉反馈，以及语音识别、手势识别等技术进行用户输入，从而增强学生的互动体验。

三、VR在高中教学中的应用价值

高中阶段的学生容易接受新鲜事物、富有探索精神和一定的学科学习能力。通过VR技术，学生可以亲身体验所学知识，使学习变得更加有趣。同时，VR技术还可以提供交互式的学习体验。学生可以根据自身兴趣和学习目标，自由选择学习内容、探索知识点，而不是被束缚在书本和笔记中。在教学中，教师合理利用VR技术，让学生戴上VR眼镜，模拟真实场景，对学生来说更有吸引力。通过体验，学生可以更好地理解学科知识点，取得理想的学习效果。

VR技术在提高学生的空间认知能力方面具有很大的潜力。比如，在高中物理学科教学中，教师可以在物理实验中应用VR技术，为学生提供一个生动、逼真的学习环境。学生通过VR模拟完成各种实验任务，能取得较好的实验效果，得出实验规律。

由于高中阶段课程内容多、教学时间紧，开展研究性的体验式教学，学习时间和经济成本很高，而合理利用VR技术，可以把远程的学习资源搬进课堂。比如，在教学《与妻书》时，语文教师可以通过VR，让学生体会“天下第一情书”的内容，理解课文词语在具体语境中的意义和用法，让学生感悟革命前辈牺牲自己的精神，让学生形成积极的情感态度和正确的价值观。

作为一门新兴技术，在教学中，教师合理利用VR技术，可以开阔学生的视野，提升学生的创新思维、跨学科学习、团队合作能力等。比如，在地理教学中，教师可以让学生通过模拟地质结构，探索世界各地的地貌、地形等，更深刻地理解地球各部分的关系和作用；在历史课程中，教师可以通过重建历史场景、对话历史人物等了解不同的文化、历史事件，使得历史教学更加具有沉浸性和互动性；在生物学课程中，可以让学生通过VR技术，亲身接触各种生物，探索解剖结构和内部细节，极大地增强学生对生物学概念和知识的理解。

VR技术让学生的学习变得更灵活、开放和自主，为学生提供了更加多元的学习体验，让学生更具创新能力和探究精神。

四、VR在高中教学应用过程中的问题及对策

首先，VR技术的成本较高，设备包括显示器、头戴式显示器、手柄等，这些部件的生产和研发都需要投入大量的资金。此外，VR设备的功能也是影响其价格的重要因素，如高清晰度、低延迟、高刷新率等功能都会增加设备的成本。其次，市场上可供选择的VR设备种类较少，产品种类不够丰富，价格普遍偏高，这使得学校和教育机构难以承受设备的高昂费用，从而限制了VR在教育领域的应用。对此，政府可以通过财政补贴等方式，降低对VR设备的购买成本，促进其在教育领域的普及；厂商可以与学校或教育机构合作，提供优惠的价格或租赁方案，降低设备的购买成本。随着VR技术的不断发展，其设备的成本会逐渐降低，各相关企业应推出更加经济实用的VR设备，以满足教育领域的需求。如果VR技术与课程目标相匹配，则这种技术可以增强学生在学习过程中的参与度和理解度。最后，为了增强VR课程的适用性，VR厂商可以研发更容易上手的VR课件制作软件，让广大教师参与到VR课程的开发当中来，把握课程的主动性。另外，学校需要关注学生使用VR设备的时间，应出台相关的使用制度，保护学生的视力，可以通过VR管理平台对VR眼镜进行集中控制管理。

五、结语

教学的目的是通过教学行为让学生充分理解教学内容，培养学生的个人能力，引导学生形成正确的情感态度与价值观。在教学过程中，教师合理利用VR虚拟现实技术，能提升学生学习的趣味性，加深学生对知识的理解，节省学生的学习时间，增强学生的创新意识。

参考文献：

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[3]刘岩，康丽，侯强华等.虚拟现实技术在实践教学课程中的应用[J].高师理科学刊，2023，43（12）：99-101，106.（作者单位：江西省信丰县第一中学）