基于沉浸式VR的區域教學資源應用現狀調研

張久娟

【摘 要】本文以南京市浦口區為例調查分析區域沉浸虛擬現實技術教學資源現狀與需求，分析存在的問題，提出調動一線教師開發基于沉浸虛擬現實技術的教學資源與推進區域教學改革與創新的思路。

【關鍵詞】沉浸式VR；教學資源；區域現狀；調查研究

【中圖分類號】G434? ?【文獻標識碼】B

【論文編號】1671-7384（2023）02、03-055-03

調研背景

無論是政策指引，還是新課標的要求，都進一步凸顯了基于沉浸虛擬現實技術（VR）教學資源的優勢與重要性。因此，準確了解區域教學資源的現狀、存在的問題及需求，才能對區域教學資源進行科學、合理地配置與優化，從而更好地滿足教學需要。為了深化與加強沉浸虛擬現實技術等現代技術手段破解傳統實驗與實訓教學難題、增強學生學習體驗、促進教學有效性等方面的應用，我們重點圍繞區域教學資源的現狀、存在的問題、應用需求、教與學的感受等開展了調研。本次調研共發放調查問卷900份，共收回問卷900份，其中有效問卷896份。

調研設計及主要內容

為了確保調查數據的準確性，本次調查在題型上設計了單選題、多選題與開放性問題三種題型，主觀題與客觀題結合。為了確保調查數據的代表性，本次調查對象分別為區域學科教研員、區域信息化教研人員、學校信息化負責人、學科教師及學生等共計903人，教師涉及小學科學、初中生物、初中物理、初中地理等相關學科；涉及學校43所，有農村有城區，有公辦有民辦。調研方式主要通過問卷星進行數據的在線收集，并結合對區域教研人員的訪談與相關資料，對收集的資料與數據進行分析。調研的內容主要包括以下方面。

一是學校現有教學環境及教學資源的基本情況。了解區域學校當前教學硬、軟件環境與資源的配置情況及是否配備多媒體教室、虛擬教室、智慧教室等。

二是信息化教學資源應用情況。教師在開展教學時主要采用哪些類型的信息化教學資源，這些資源的優點與不足分別是什么；學生對教學資源的感受或效果；各類教學系統的軟件資源是否能滿足教學需要，存在哪些不足。

三是信息化教學資源開發應用能力。教師的信息化教學資源獲取途徑主要有哪些，有什么樣的運用資源習慣，對產品配套資源的認識及評價等。

四是對沉浸虛擬現實技術的了解、應用及需求。師生是否了解沉浸虛擬現實技術，是否有過相關體驗，教學中是否使用過及感受如何，對其在教學中的應用態度如何。

調查數據分析

1.區域現有教學環境與教學資源的總體配置情況

根據調查，100%的學校均配置了集中控制管理的多媒體教室、智慧教室，20.93%的學校配置了功能簡易的STEAM教室，23.26%的學校配置了數字化學科實驗室，11.63%的學校配置了沉浸式VR教室（圖1）。在每一種類型的配置中，3所學校（占6.9%）是民辦學校。

2.現有教學資源應用情況

調查顯示，在教學中100%教師均以多媒體素材（文本、圖片、聲音、動畫、視頻）為主開展教學。37.33%的教師采用基于單機的多媒體教學軟件資源，14%的教師采用基于Web的網絡教學軟件，4.67%的教師采用集成性教學互動系統（如沉浸虛擬教學系統）。15.33%的教師認為多媒體素材在支持自主、協作學習與交互性方面能滿足教學需要，59.33%的教師認為基于單機的多媒體軟件資源能滿足需要，74%的教師選擇了基于Web的網絡教學軟件，100%的教師認為集成教學系統交互性最強，能支持自主、協作學習與探究。在學生對教學資源的體驗感調查中，58%的學生對多媒體素材體驗感佳，95.14%的學生對單機多媒體教學軟件資源體驗感佳，99%和100%的學生分別對網絡教學軟件資源與集成性的教學系統資源體驗感佳（圖2）。

3.教師的教學資源開發與運用能力及相關評價

在調查問卷中，29%的教師習慣運用現成教學資源，通過訪談也了解到，教師獲取資源途徑，一般是通過網絡資源庫或使用教材、產品配套資源，只有1%的教師自己開發信息化教學資源，二次開發教學資源的教師占9%，61%的教師通過多種途徑獲取教學資源。對數字化學習產品配套資源的評價，10%的教師認為很不適用，認為很適用的教師有17%，73%的教師認為產品配套教學資源缺少教育理論指導，需要經過二次開發才能更好地滿足教學需要（圖3）。

4.對沉浸式VR的了解、運用及需求

在調查的教師中，77%的教師知道沉浸式VR，61.3%的教師有相關體驗，55.6%的教師體驗來源于生活（一般是通過3D電影、虛擬娛樂項目等），只有5.5%的教師體驗來源于教學。在知道沉浸式VR的教師中93.9%的教師希望學校能夠配置虛擬教室與資源，以更好地滿足教學需要。通過訪談區域教研人員了解到，適當配置虛擬教學資源是可行的，也是需要的（表1）。

1. 實驗與實訓成本太高，真實教學環境不足

科學、生物、地理、物理等學科實踐性均較強，教學中需要突出創設學習環境，為學生提供更多自主選擇的學習空間和充分探究的學習機會，探究與體驗是科學類學科的重要保障，而一些復雜的教學內容在真實教學環境中根本無法實現。如學生在生物學科中對心臟內部結構及血液循環的學習和地理與科學學科對宇宙的認識。這些由于成本高或根本不可能通過真實環境去探索。

2.信息化教學資源短缺或體驗感較差

區域教學資源以文本、圖片、聲音、動畫、視頻等多媒體素材資源為主，其缺點是學習體驗感差，缺少交互性，難以滿足自主、協作探究活動的需要。區域數字化實驗室與虛擬教室配置不足，學科適用的優質教學資源短缺，對于有關學科的實驗，現實需求卻無法滿足。

3.配套教學資源不遵循教育規律

現有的數字化學習資源，往往是公司出品，其配套資源往往技術含量較高，但教學價值偏低。像多媒體素材資源往往是停留于知識的呈現層面，如果虛擬技術資源以3D方式出現，其作用也僅是呈現，那么與視頻播放差別不大。比如，在科學學科“認識骨骼”的教學中，有些虛擬教學資源僅把整體骨骼模型以三維方式直接呈現出來。如果骨骼的呈現既可以是整體，各個組成部分又可以拆分，其交互的特征更能滿足教學需要，更符合學生的認知規律。

思考與對策

1.推進虛擬教室建設，打造優勢互補教學環境

《江蘇省教育廳關于加強和改進中小學實驗教學的實施意見》強調，“對于因受時空限制而在現實世界中無法觀察和控制的事物和現象、變化太快或太慢的過程，以及有危險性、破壞性和對環境有危害的實驗，可用增強現實、虛擬現實等技術手段呈現。”強調通過虛擬技術促進教學創新。推進區域虛擬環境建設，是科學類學科實踐與創新教學的需要，是改善與彌補真實教學環境不足問題的有效途徑。教育行政部門要加大對區域虛擬教學環境建設的投入力度，區域信息化教學環境要以“教學需求”為核心規劃建設，虛擬教室與多媒體教室、智慧教室、數字化實驗室、STEAM教室等共同建設，同步推進，從而構建不同類型、不同特征優勢互補的教學環境。

2.以一線教師為主，多方聯動開發教學資源

拓寬資源建設的途徑，在引入外部資源同時，加強區域資源、校本資源建設力度。以教師為主，調動區域學科教師參與資源建設，使教師不僅要成為學習的指導者，也要成為教學資源的開發者。指導教師基于沉浸虛擬現實技術，開發或二次開發符合教育規律、學生身心特點，切合學科需求與學情的教學資源。加強區、校協作，區引領規劃校實踐落實，加強校、企合作，學校頂層設計、企業底層打造。引領區域學科教師與技術人員協作，形成區、校、企多方協作的聯動開發機制。

3.深度運用虛擬資源，創新教學模式

教師專業素質與信息化教學能力，是信息化教學資源深度運用的基本保證。引領教師加強教育教學理論學習，強化教育技術理論的學習、研究與實踐，提升教師信息化教學的設計能力，促進信息化教學資源的深度運用，從而變革教學方式、創新教學模式，實現信息技術與教學的深度融合。教學資源的開發要以應用為導向滿足教學需要，同時教學資源開發的質量也要通過教學應用來驗證，如觀察與記錄課堂教學效果、學生學習感受調查等，形成資源開發與資源應用雙向互動良性循環。

4.加強區域統籌，共建共享教學資源

加強統籌，建設一支區域教學資源開發與運用的骨干團隊，可先以2～3個學科為研究對象，每個學科可以挑選幾個核心成員，構成區域骨干團隊，負責學科教學資源開發與運用研究。深入挖掘典型案例并在區域共享，加大對典型案例在區域內的教學展示與示范，如開展區域創新教學研討活動、信息化教學展示活動以及信息化教學優質課競賽活動等，以點帶面、以骨干帶動全體、以典型輻射全區，逐步形成區域資源共建共享的新格局。

注：本文系南京市“十四五”教育科學規劃課題“基于沉浸式VR的教學資源開發與區域推進研究”（課題批準號：LXD/2021/15）階段性成果