AR/VR技術在初中生物課堂中的運用

顧紅新

摘 要：AR俗稱增強現實，VR俗稱虛擬現實，是近年來比較流行的前沿科技，正逐漸走進校園、走進課堂。利用AR/VR技術能夠激發學生的學習興趣，更能直觀地展示生物體的功能結構等相關內容，活化初中生物課堂。相信隨著AR/VR技術的成熟和普及，將會改變初中生物課堂，甚至整個課堂教育模式。

關鍵詞：AR; 增強現實; VR; 虛擬現實; 初中生物

中圖分類號：G633.91 ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-3315（2019）01-034-001

AR和VR是兩項前沿的科學技術，主要被廣泛應用在娛樂上，比如AR游戲《Pokemon go》，發售當初全世界玩家日均活躍人數達到5000萬以上，可以說是風靡一時;VR游戲更是遍地開花，現在的大型商場基本都有虛擬現實游玩設備，吸引了很多成年人和小朋友爭相體驗游玩。AR/VR技術是廣受青少年喜愛的一門技術，如能將這項技術應用在教學中，必能充分激發學習興趣、調動學習熱情、提高教學質量。

一、利用手機AR類APP，活化初中生物課堂

初中生物教材中，有大量的生物探究實驗，而生物實驗課程有很大一部分由于季節、經費、實驗難度和危險性等一系列原因，使得生物實驗教學無法正常開展，只能利用視屏、課件來進行實驗教學，學生無法直觀地了解生物的結構，實驗教學枯燥乏味。AR類手機APP的出現，則解決了某些生物實驗難以開展的現狀。比如在《植物體的光合作用》這一課中，教師展示植物葉片的結構，通過顯微鏡圖片以及視頻的展示，學生還是不能夠對綠色植物的葉片結構有立體的了解，基本都停留在平面結構的了解，此時教師利用“4D夢想課堂”這款AR軟件，直接展示細胞的立體結構，且能夠對葉片結構進行全方位展示，利用AR模型對葉片結構進行分解，使學生對葉片每個結構有一個直觀的了解，并且利用軟件，對葉片進行的氣體交換也進行了演示。學生通過親眼觀察，對整個光合作用中氣體是如何進出葉片的、進出葉片中的氣體分別是何種氣體、氣體進出葉片時氣孔是關閉還是打開的等問題都有了最直觀的了解，也更容易明白光合作用的過程。這比簡單的顯微鏡觀察結構要來得更加全面，學生也更為感興趣。

二、用VR展現不一樣的生物課堂，激發學習興趣

VR技術雖然是一個高新技術，但在現在的科技環境下，要讓VR設備進入課堂還是比較簡單的。現在的VR頭顯設備主要是以下幾種：外接式頭顯設備、一體式頭顯設備、移動端頭顯設備。外接式頭顯設備，用戶體驗較好，具備獨立屏幕，產品結構復雜，技術含量較高，不過受著數據線的束縛，自己無法自由活動，如HTC vive、Oculus Rift。一體式頭顯設備，產品偏少，也叫VR一體機，無需借助任何輸入輸出設備就可以在虛擬的世界里盡情感受3D立體感帶來的視覺沖擊。移動端頭顯設備，結構簡單、價格低廉，只要放入手機即可觀看，使用方便，如空之翼VR眼鏡。其中移動端設備是生物教學中最容易提供的設備，市場上現在有幾塊錢的自制紙盒類VR眼鏡，學生也能自己動手制作，利用手機就可以進入虛擬現實。

那么VR技術如何運用到初中課堂中，讓生物課堂展現出不一樣的風采呢？VR的優勢之一就是具有更高的維度，相比傳統的視頻內容，它具備360度全景畫面，可以讓用戶產生身臨其境之感，通過聲音、畫面營造全面音響感受的氣氛和氛圍，空間感、距離感都會更有層次。初中生物教學過程中，其中一個問題就是如何給學生展示生物素材，讓學生能夠直觀的對各類生物有所了解。傳統的初中生物課堂中，大部分是以視頻、圖片、模型進行展示的，比如蘇科版8年級教材設計很多植物動物等教學內容，其中的一些動、植物教師沒辦法直接展示活體，有些動、植物也沒有實物標本，學生對生物的認知往往只能通過教師的語言描述和播放的多媒體去了解，顯得那么蒼白無力。然而VR則可以給學生帶來完全不一樣的體驗，能夠身臨其境的去看課本中介紹的動植物，甚至能夠進入水里回到古代去看這些已經消失或者平時不容易近距離接觸的動、植物。

再如在蘇科版八年級下冊生物教材中有一章節是生物進化的歷程。在講述生命進化的過程中，教師會介紹生物進化過程中環境的變化，傳統教學過程中，我們只能通過模擬的短片以及圖片來介紹，簡單的來說就是基本靠想象。但是結合VR技術，我們就可以把這些消逝的場景重塑給學生看。在PS4上面，有一款叫《方舟公園》的游戲，是讓玩家在恐龍世界中進行生存的游戲，筆者在上課的過程中，讓班級推選出一位學生來體驗這個游戲，然后讓該同學將游戲中的見聞一一描述給同學。借助VR技術，學生圍繞游戲內的高大蕨類植物進行觀察，而其他同學則通過大屏幕觀察到古代的大型蕨類植物。同樣，學生對游戲里的恐龍等動物也進行了近距離的觀察，整節課中，學生在一邊娛樂的狀態下，一邊完成了對生物進化環境的了解。課后筆者還對體驗的學生進行了訪問，他激動地說：“這樣的生物課是他從來沒有想到的，給他的震撼非常大。”他還表示以后自己也想去了解VR技術，甚至有可能往VR技術這一塊發展。而沒有體驗過的學生，則表現出對VR技術極濃的興趣，之后的課堂表現也特別積極，他們希望之后的體驗活動中也能讓他們親身體驗。

三、科技改變教育，興趣推動學習

“興趣是最好的老師”，傳統教學手段，主要是書本、PPT、視頻等多媒體，現在學生在家中或班級里會養一些小植物，來美化一下環境，學生對此樂此不彼，而往往因為沒有足夠的生物知識，把小植物養死了，或者根本就不知道自己養的是什么植物。很多時候，遇到這樣的問題，學生都會向生物老師請教，如果老師只是簡單介紹的話，學生同樣印象不會很深刻，也不會有太大興趣。而利用AR/VR技術能夠激發學生的學習興趣，更能直觀的展示生物體的功能結構等相關內容，筆者相信隨著AR/VR技術的成熟和普及，一定會改變我們的初中生物課堂，甚至整個教育。生活因科技而美，教育也會因科技而改變。

參考文獻：

[1]竇勇兵.VR技術在中學生物學課堂教學中的應用研究，《中學生物教學》，2014（12）：28-30