基于創(chuàng)客的中小學虛擬現(xiàn)實技術(shù)課程探究

吳麗華　蒲悅　馮建平

摘 要：創(chuàng)客教育、STEM教育走進基礎(chǔ)教育課堂，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的加入使學生能更加直觀地理解抽象知識，有了更好的學習體驗。為了使學生更好地掌握和運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，提高創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，文章以創(chuàng)客教育理念為基礎(chǔ)，結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點，從課程論角度出發(fā)，探討虛擬現(xiàn)實課程設計的目標、內(nèi)容、學生學習活動方式及其評價等問題。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù)課程；創(chuàng)客教育；課程設計

1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)與創(chuàng)客教育

1.1 創(chuàng)客教育與虛擬現(xiàn)實技術(shù)

創(chuàng)客教育、STEM教育走進基礎(chǔ)教育課堂，以提高學生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。目前國內(nèi)創(chuàng)客教育普遍被認為是運用創(chuàng)客的理念與方式改造教育，強調(diào)做中學，學生通過親自動手在任務中與其他成員之間相互配合學習，主動發(fā)現(xiàn)問題進而提高解決問題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。虛擬現(xiàn)實技術(shù)借助VR、AR、MR創(chuàng)設情境，很快速走進中小學，也出現(xiàn)了很多精彩案例，如用zSpace教育系統(tǒng)開展學科實驗探索；通用技術(shù)課中，在“汽車駕駛與保養(yǎng)”模塊中用虛擬現(xiàn)實技術(shù)建立三維模型，模擬汽車駕駛的真實環(huán)境和路線；小學信息技術(shù)課引入3D One設計軟件通過3D建模和3D打印制作作品。

創(chuàng)客教育與虛擬現(xiàn)實都基于學生興趣，讓學生在自由的學習環(huán)境中通過對項目或任務的探究，以小組合作的學習方式進行，自主的解決實際問題，在設計、修改、交流中不斷思考與實踐，從而掌握知識，提高創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力[1]。

1.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)課程的獨特價值

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點是：（1）有很好的情景沉浸性，在虛擬現(xiàn)實課程的教學過程中，每個教學任務以真實情景為基礎(chǔ)，VR創(chuàng)造的虛擬環(huán)境使學生有身臨其境的感覺，學生更容易沉浸在情境中，發(fā)散思維，主動設計造物。（2）有很好的互動體驗性，虛擬現(xiàn)實技術(shù)提供更加人文的人機交互方式，學生通過多感官感知，在虛擬環(huán)境中與物體交互，全方位、立體的觀察和操作實驗。（3）有很好的趣味性，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的呈現(xiàn)方式也多種多樣，可以與很多硬件軟件兼容，實現(xiàn)更多更有趣的作品，學習過程是不斷探索發(fā)現(xiàn)的，學習內(nèi)容開放且靈活。

VR課程作為創(chuàng)客課程的重要組成部分，其理念延續(xù)創(chuàng)客教育，在傳統(tǒng)的K12學科教育以外為學生提供部分教育思維和模式。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)特有的優(yōu)勢設計課程，可以更好地實現(xiàn)創(chuàng)客教育價值，發(fā)展中小學學生科技意識，加強學生探究學習、項目學習的指導，鼓勵高年級學生科學利用跨學科的知識在實踐中解決問題，從宏觀上更新科技教育內(nèi)容，促進創(chuàng)客教育發(fā)展[2]。

2 虛擬現(xiàn)實課程的課程設計

虛擬現(xiàn)實課程作為創(chuàng)客教育的具體依托和表達，其獨特優(yōu)勢在技術(shù)和思維上為學生提供新的學習內(nèi)容和學習方法。筆者按照泰勒目標模式闡述的課程開發(fā)的4個基本問題：教育目標的確立、選擇教學經(jīng)驗、教學有效組織和確定目標得以實現(xiàn)來具體探討虛擬現(xiàn)實課程設計。

2.1 課程目標

通過對創(chuàng)客教育的了解和虛擬現(xiàn)實技術(shù)課程本身的特點，筆者認為虛擬現(xiàn)實課程與通用技術(shù)課程聯(lián)系緊密，其目標在于培養(yǎng)學生。（1）技術(shù)意識：學生在掌握技術(shù)的同時，在利用技術(shù)解決實際問題的過程中對技術(shù)有著自己的理解和感悟，自己形成對技術(shù)宏觀結(jié)構(gòu)，以及對技術(shù)的發(fā)展和對與技術(shù)相聯(lián)系的一切事物有著自己的見解，并保持客觀學習的態(tài)度。（2）工程思維：從項目的角度出發(fā)，在對作品的設計、執(zhí)行、反思、調(diào)控中系統(tǒng)的分析和比較權(quán)衡，進行整體把握。進而提高自己的判斷力、掌握控制整個系統(tǒng)的基本方法以綜合決策。（3）創(chuàng)新設計：在學生學習虛擬現(xiàn)實平臺的過程中，將軟件硬件結(jié)合，虛擬與現(xiàn)實結(jié)合，利用技術(shù)的手段發(fā)揮主觀創(chuàng)造力，在構(gòu)思和實踐中解決現(xiàn)實問題，制作出作品。（4）圖樣表達：學生通過對圖形樣式的簡單理解，用計算機語言實現(xiàn)三維建模，圖形與文字合理轉(zhuǎn)換表達出自己的想法。（5）物化能力：學生可以通過3D打印將虛擬抽象的物品轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實確定的方案產(chǎn)品，在不斷了解硬件和所需材料的基礎(chǔ)上，經(jīng)過自己的加工和改造優(yōu)化產(chǎn)品，獨立思考與操作。虛擬現(xiàn)實課程目標不僅注重基礎(chǔ)性模仿、陳述性知識的學習，更注重在學習的過程中學生思維和動手能力的表達與提高。

2.2 課程內(nèi)容

虛擬現(xiàn)實技術(shù)應在課程目標的導向下選取合適的課程內(nèi)容。創(chuàng)客教育理論中代表的“做中學”理論認為：所學知識應與現(xiàn)實生活相連接，使學生對于事物有直觀感受。因此虛擬現(xiàn)實課程不是一個具體孤立的“計算機軟件教學課”，而是從生活實際出發(fā)，在創(chuàng)客教育理論的指導下融合多門學科實操課程，兼顧學習者特點，具備趣味性和探究性。情景學習理論認為教師與學生之間不僅僅是講授與學習的關(guān)系，是一個師生共同體。在同一個創(chuàng)造空間中互相促進，激發(fā)靈感，實現(xiàn)創(chuàng)意作品。因此在項目的設計中，教師不應局限于某個學科問題，要真正體現(xiàn)出前沿科學技術(shù)與生活的緊密聯(lián)系，展示出虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特色和巧妙，調(diào)動學生進入情境快樂的沉浸在學習中，更好地補充分科課程的局限和邊界感[3]。

3 虛擬現(xiàn)實課程模式設計與評價

3.1 項目式教學的虛擬現(xiàn)實課程

以貼近生活的實際問題出發(fā)的項目為主題，按照創(chuàng)客教育理念，學生在項目中創(chuàng)造性的學習，教師提供與項目相關(guān)的材料和知識儲備，在綜合考慮學生需求、興趣、和項目的意義，可操作性等方面確定一個項目，在充裕的時間中，學生有機會在項目中計劃、執(zhí)行、調(diào)試，項目設計多學科，需要學生綜合調(diào)動以往所學的知識的同時，又有一定的空間進行想象、發(fā)揮創(chuàng)造力，在學習的過程中組成小組，與伙伴合作提供項目的解決方案，在不斷探究學習中感悟共享，收獲知識，提高能力。

在項目學習中學生的自由度更高，動手實踐占比重較大，在解決一系列難度進階、多元復雜的問題中學生充分的發(fā)揮獨立性和團隊協(xié)作精神，在交流分享中形成系統(tǒng)的認知，樂于學習[4]。

3.2 學習評價

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的課程評價不僅僅是從學生的作品及知識的掌握情況出發(fā)進行的簡單結(jié)果的表現(xiàn)性評價，而是由“知曉”“理解”到“運用”“表現(xiàn)”多角度評價，創(chuàng)客課題就是對整個活動的過程與結(jié)果的綜合評價。

學習評價是面向?qū)W生和教師的多元評價，對于教師來說，在課堂中接收的信息，觀察學生在項目中的探究情況，引導學生解決問題從而促進教會反思優(yōu)化教學。而學生除了作品為導向的結(jié)果之外，在學習過程中遇到問題的積極解決，反思后對作品進行的改進和分享，連續(xù)調(diào)整促進自身發(fā)展[5]。

針對學生本身，個人評價和小組的評價并重，學生個人評價可以從個體在學習活動中的態(tài)度、思維表現(xiàn)、采用的知識技術(shù)的準確度、信息搜集和運用能力等方面進行評價，小組評價主要針對小組的整體合作、組內(nèi)分工配合、個人參與程度、協(xié)作和諧程度等方面進行評價。

4 虛擬現(xiàn)實技術(shù)課程展望

VR課程作為新技術(shù)快速得到廣泛的重視和引入，在未來VR技術(shù)將漸漸走進中小學，成為學生必須掌握的基本技能之一，目前創(chuàng)客教育相關(guān)教學體系剛剛起步，漸漸規(guī)范，VR課程需要持續(xù)探討研究。為了提高學生綜合素養(yǎng)、提高基礎(chǔ)教學教學效果、促進基礎(chǔ)教育改革需要我們在未來的學習和教學工作中不斷努力。

[參考文獻]

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[3]李藝，鐘柏昌.談“核心素養(yǎng)”[J].教育研究，2015（9）：17-23.

[4]祝智庭，孫妍妍.創(chuàng)客教育：信息技術(shù)使能的創(chuàng)新教育實踐場[J].中國電化教育，2015（1）：8-9.

[5]靳昕，蔡敏.美國中小學“21世紀技能”計劃及啟示[J].外國教育研究，2011（2）：50-54.