基于“720云”VR的體驗式學習活動設計

楊穎

《普通高中地理課程標準（2017年版2022年修訂）》指出要充分利用地理信息技術，營造直觀、實時、生動的地理教學環境［1］。隨著媒體技術的不斷演進，教育場景不斷拓展“所能”的邊界，即能虛實結合、能實時監控、能仿真交互［2］。地理學是唯一關注空間分異的學科。VR技術以高度還原真實情景，創設數字化教學環境，具有能克服空間尺度呈現不同地理現象和地理事物，克服時間尺度還原地理過程和地理事件的優勢，這與地理學科的教學需求不謀而合。基于此，本文從體驗式學習理論出發，探究基于VR的體驗式教學策略，設計了基于“720云”VR軟件的“地球的歷史”教學案例，探索VR技術在高中地理中的運用。

一、“720云”VR體驗式學習的內涵及優勢

體驗式學習是一種情景化的學習，VR技術為情景化創設了虛擬情景，學習者在與虛擬情景的交互中增強學習體驗，同時深化對知識的感知與理解，二者相輔相成。基于VR構建的學習情景兼具資源、交互、體驗等多重屬性，在情景化教學中有著獨特的優勢。

1.理論依據

大衛·庫伯在總結杜威等人經驗學習模式的基礎上提出體驗學習模式（圖1）［3］，即體驗式學習循環圈理論。體驗式學習強調學習是由兩個辯證邏輯驅動的動態過程，第一個辯證邏輯“具體體驗與抽象概括”是掌握經驗的過程；第二個辯證邏輯“反思觀察和行動應用”是轉換經驗的過程，兩種方式轉換并連接了我們的思考。

體驗式教學注重認知主體主觀能動性的發揮和自主學習能力的培養，符合信息時代的要求，是較為理想的教學模式［4］。VR技術為情景化學習提供了技術支持，同時體驗式學習循環圈理論為VR技術引入課堂教學提供理論依據和方法指引。

2.顯著優勢

“720云”VR軟件可通過手機、電腦、LED大屏便捷訪問，該平臺收錄了來自世界各地4000萬余組全景作品，為旅游、教育、博物館等各行各業提供全面的全景內容數據支持。VR全景又被稱為3D實景或360度全景，是由水平方向360度、垂直方向180度連續拍攝的多張照片拼接成的球形全景圖像，能高水平還原實地景觀。因此，將該軟件引入體驗式學習活動中有以下優勢：

（1）創設沉浸式學習情景

“720云”VR全景能360°全面展示球形范圍內的所有實景，并最大限度地還原場景真實性。通過VR對現實世界場景進行虛擬再現，為學習者創造了沉浸式的學習情景并使其產生身臨其境的感覺，并帶著這種感覺在虛擬情景中參與學習活動，能充分激發學生的學習熱情、調動主觀能動性。

（2）提供數字化學習資源

“720云”VR全景圖包括城市、景區、學校、展會等多種類型，其中不乏博物館等珍貴的課程資源，且展品、文字、圖片信息都可清晰呈現。VR漫游為跨越時空獲取學習資源提供了技術支持，使得實地資源得以在課堂中虛擬再現，最大程度發揮其在教學活動中的價值，實現資源的最大化利用。

（3）實現交互式學習體驗

交互性指學習者在VR情境對學習內容及對象的可操作程度和得到反饋的自然程度［5］。“720云”VR軟件提供了便捷的全景漫游操作界面（圖2），參觀者拖動鼠標即可實現視角跟隨，點擊左下角的“場景切換”按鈕即可實現場景的自由選擇和切換。因此，參觀者在虛擬場景中通過簡單的操作就能自由互動，可以有效增強體驗感。

二、基于VR的體驗式學習教學策略

VR教學體驗設計是VR教學設計中的核心問題［6］。將VR技術引入地理課堂教學中，VR體驗效果越好，學生對知識的感知效果就越好。因此，在基于VR的體驗式教學中，充分發揮VR在體驗式學習中沉浸式情境創設，跨時空呈現豐富學習資源及交互式學習體驗的優勢，將其用于設計教學關鍵環節，實現以學生為主體的課堂結構轉變，構建基于VR的體驗式教學模式（圖3）。

1.確定教學關鍵環節

教學關鍵環節的確定基于前端分析，即通過課標分析、教材分析、學情分析確定教學目標與教學重難點，而解決教學過程中的重難點往往成為教學過程中的關鍵環節。地理學是關于地球和地球上的自然環境和人文環境的研究，是唯一關注空間分異的科學，如現象、事件和過程在不同地方的變化［8］。此外，由于學生的空間想象能力與抽象思維能力發展的差異性，跨時空地理事物和地理現象的呈現往往成為地理教學過程中的重難點之一。

2.VR輔助關鍵教學環節

針對上述類型的教學重難點，可充分借助VR技術輔助地理教學。VR技術的優勢在于快速、直觀、生動地呈現由于時間和空間限制難以親身體驗的地理過程、難以親眼所見的地理事物和地理現象，實現跨時空的學習資源獲取。依據庫伯的學習循環圈理論，學習者在VR創設的情景中通過觀察和體驗獲得具體經驗，再對具體經驗進行反思觀察，之后抽象概括為知識或方法，再進行遷移應用。在VR輔助教學中，遵循庫伯的體驗式學習理論能提高教學和學習的效率，保障教與學的有效性。

3.VR技術重構教學結構

我國學者何克抗提出，信息技術與課程整合的目標是實現一種既能發揮教師主導作用又能充分體現學生主體地位的以“自主、探究、合作”為特征的教與學方式［9］。將VR技術用于輔助教學的關鍵環節，目的是創造一種以學生為主的學習環境，充分調動學生的主動性、積極性、創造性，提高學生課堂參與度，最終實現以學生為主體、教師為主導的新型課堂結構的轉變，真正落實學生的綜合素質與實踐技能的提升。

三、基于“720云”VR的體驗式學習教學設計

1.前端分析

（1）課標分析

本節內容對應課程標準為“1.3運用地質年代表等資料，簡要描述地球的演化過程”。其中行為條件“運用地質年代表等資料”指明了本節課的教學手段，即使用相關資料幫助學生理解宏觀的時間尺度，最終形成一種宏觀視角下的時空綜合。與此同時，該課標也強調在陳述性知識為主的教學內容中學習資料選取的重要性。因此，本次教學設計選取亞洲唯一的古生物化石世界自然遺產、寒武紀生命大爆發的見證者——澄江化石地世界自然遺產博物館作為課程資源載體。

（2）教材分析

“地球的歷史”選自人教版2019版高中地理必修一第一章“地球的宇宙環境”第三節。第一節從時空角度介紹地球的宇宙環境，第二節“太陽對地球的影響”則是進一步說明第一節的案例。第四節將從空間角度介紹“地球的圈層結構”，而本節是從時間角度介紹了地球的歷史，因此，本章節起到承上啟下的作用，并與其他章節共同奠定了高中地理的地球科學基礎。教材共包含化石與地質年代表和地球的演化歷程兩個教學因子，化石與地質年代表是學習地球演化歷程的基礎，二者呈遞進關系。

（3）學情分析

在知識基礎上，學生對生物化石知識有一定了解，但時間角度的地球演化歷史是全新的知識領域，對學生來說具有抽象性。教材提供的資料多屬陳述性內容，僅依靠教材進行學習難以滿足學生對知識理解的要求。從認知能力上看，高一年級學生處于抽象思維顯著發展，但時空想象能力較弱的階段；從學習心理上看，剛進入高中階段的學生學習興趣和學習動機都處于較高水平。

綜合上述分析，筆者確定了本節教學目標與教學重難點（表1）。

2.教學過程

依據前端分析將“720云”VR軟件用于輔助學習資源與地球演化歷程的呈現。澄江古生物化石群是迄今為止地球上發現分布最集中、保存最完整、種類最豐富的“寒武紀生命大爆發”例證。博物館共分為三個主題展廳：生命大爆發、生命大演化和生物多樣性。其中生命大演化展廳按照地質年代順序完整地記錄了生命演化與地理環境的變遷，與本節課程內容高度契合。在學習體驗圈理論的指導下，每個體驗圈將圍繞一個核心問題展開，VR將在解決核心問題中起到關鍵作用，因此，借助VR將本節課搬進博物館開展教學活動，實踐教學過程（表2）。

四、VR體驗式教學實踐的反思

將VR技術引入體驗式學習的優點是顯而易見的，但VR技術與課堂教學不是簡單的相加，需遵循一定的理念保證教學的有效性。

1.學習體驗與學習經驗相結合

體驗式哲學認為意義是人們在經驗和行為中逐步形成的，是主客體之間互動的結果。學習體驗需要基于一定的學習經驗，因此，虛擬學習活動的設計要遵循最近發展區理論，促進經驗與體驗有效互動，實現體驗向經驗的有效轉化。

2.虛擬情景與實際教學相結合

基于VR技術的虛擬情景能為學生提供更加豐富的感官體驗，但若不與實際課堂相結合將難以保證教學的有效性。因此，要聯系課堂實際將虛擬情景與實際學習活動相結合，采取線上線下相結合的形式完善學生的學習體驗，提升教學的有效性。

3.知識學習與素養培育相結合

體驗式學習并非以知識的習得為終點，同時要注重知識獲得過程中思維能力的發展和素養的提升。通過VR技術在“地球的歷史”中的運用，將抽象的知識具象化，幫助學生形成時空綜合的觀念并提升綜合思維。與此同時，數字化地理課堂將促進學生信息素養的提升，實現地理學科更廣闊的育人價值。

參考文獻：

［1］ 中華人民共和國教育部.普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［2］ 胡藝齡，聶靜，張天琦，等.具身認知視域下VR技術賦能實驗教學的效果探究［J］.現代遠程教育研究，2021，33（5）：94-102.

［3］ 劉祥玲. 大衛庫伯的體驗式教學［M］.太原：山西人民出版社， 2020.

［4］ 張金華，葉磊.體驗式教學研究綜述［J］.黑龍江高教研究，2010（6）：143-145.

［5］ 李小平，趙豐年，張少剛，等.VR/AR教學體驗的設計與應用研究［J］.中國電化教育，2018（3）：10-18.

［6］ 楊潔，丁堯清.地理教育國際憲章2016［J］.中學地理教學參考，2016（15）：22-24.

［7］ 何克抗.信息技術與課程深層次整合的理論與方法［J］.電化教育研究，2005（1）：7-15.

［8］ 趙玉，沈正平.基于地理實踐力培養的高中地理情境體驗式活動教學設計——以“云龍山風景區”為例［J］.地理教育，2023（2）：22-26.

［9］ 邰小俠.體驗式學習評價量表的編制——以“初中研究性學習”為例［J］.地理教育，2022（S1）：56-57.