卢小松
江西省南昌第二十七中学
摘要：VR虚拟现实技术是新时期发展起来一项数字化技术，VR技术具有情境性、沉浸性、交互性的特点，为人类在视、听、触感等方面提供了高度仿真性的虚拟化环境。VR技术在初中基础教育领域发挥的作用越来越大，特别是地理、生物、物理、化学、历史等科目的教学知识点具有广阔的与VR技术融合的空间。
关键词：VR 虚拟技术 初中 学科 探索
正文：
一、VR技术的发展现状
虚拟现实技术(英文名称：Virtual Reality，缩写为VR)，又称灵境技术，是20世纪发展起来的一项全新的数字化技术。为人类在视、听、触感等方面提供了高度仿真性的虚拟化环境。我们可以通过VR眼镜，电子笔，电子手柄等相关设备，进入到软件为我们提供的模拟现实环境中，充分感受VR为我们带来的情境性、沉浸性、交互性的体验。随着VR技术的不断发展，各个领域对VR技术的需求也与日俱增，VR技术在初中基础教育领域发挥的作用也越来越大，并且显示出强劲的后续发展势头。
二、VR融入初中教育的硬件建设要求
初中教育主要以学科基础教育为主，所以VR硬件建设应主要以辅助学科教学为主要目的。大致的形式有两种，一种是建设通用VR教室，可以服务于各学科的需要。另一种形式是建立专门的VR学科试验室，专门服务于某一学科。现阶段主要的形式还是以通用VR教室为主，这样可以服务于各学科，普及对VR的认识，在成本有限的情况下，这是一种最佳方案。
通用VR教室基本标准需要配备教师和学生VR终端和VR眼镜，大屏投影与教师终端互联。还应同时安装教师与学生终端的控制管理软件，有条件的话可以同步建设录播设备。
三、VR技术在初中各基础学科的运用分析
VR技术在中学教育中突出作用，主要体现在为课堂提供虚拟学习环境。这种虚拟学习环境，是现实课堂教学无法实现的。为学习者提供超时空性、交互性和趣味性、安全性的学习环境。比如无法直观看到的物理内部运动构造，生物解剖的详细过程，历史的场景重构，还有无法保证安全的教学场景等。
1、地理学科
初中地理教材中的知识点与VR结合运用，可以更好的向学生展示学生无法探察的宏观世界。在地球和地球仪一节中，运用VR技术，可以很直观的展现出地球的外形、构造。学生可以通过操作手柄一层一层地揭开地球的地壳、地幔、地核。而在地球的运动一节中，VR技术可以让学生置身于浩瀚的宇宙，从宇宙外更大的视觉角度观看地球在整个太阳系和宇宙中的运动。而这种观察在现实中，靠人类自身的能力是不可能达到的。同时还有其他的一些与地球有关的章节，海洋与大陆的变迁，地形地势这些章节均可以通过VR技术扩展教学环境。
2、生物学科
初中生物教材中有大量的内容可以运用VR技术开展教学。在心脏一节中，运用VR技术完全虚拟出人类的心脏，学生可以手动操作打开心脏观察心脏的内部构造，各个心室的连接，体验心脏的工作状态。对于学生认识自己的心脏具有非常直观的作用。但在现实生活中学生不可能真正接触人类心脏并且观察它的具体活动。类似器官构造的章节还有很多，消化和吸收，呼吸道和肺，血管，神经系统的组成都是运用VR技术的很好的素材。
初中生物八年级上册教材中，有专门的鱼和鸟两个章节，老师如果利用VR技术，可以很丰富地展示鱼和鸟的不同种类，可以极大调动学生的积极性和参与性。利用VR技术，对于鱼和鸟的内部构造研究也一并给予呈现。八年级上册中还有很多与动物有关的章节，腔肠动物和扁形动物，线形动物和环节动物，软体动物和节肢动物，两栖动物和爬行动物，这些章节都可以作为VR课堂的基础章节来设计。
微观生物教学上，VR技术也大有运用价值。初中生物教材中也有很多的微观生物的内容，植物细胞，动物细胞，动物体的结构层次，植物体的结构层次，细菌，真菌，基因。VR技术可以很好的把微观的内容展示在学生面前，并且具有可操作性和互动性。
3、物理学科
初中物理有很多的实验，但有些只能在实验室做小型实验，无法操作大型实验。滑轮组的实验，学生只能在物理实验室操作小的滑轮组，以验证滑轮的作用。而能够真正体现滑轮组的大型实验是无法在实验室中完成的。利用VR技术，我们可以让学生计算、操作滑轮组大型实验，并且可以向学生展示港口大型吊机，建筑工地吊机的实际构造，也可以让学生亲身体验一下操作大型吊机的乐趣。
初中物理有很多体现物理原理的器材的介绍和使用。汽油机的构造相关知识与我们平时的生活是密切相联的，现在各家各户都有汽车，但学生无法直接观察到汽油机的内部构造和运动原理。学生通过VR技术可以拆解虚拟发动机，观察发动机工作时的内部状态。
4、化学学科
化学学科可以建立VR虚拟实验室，作为现实实验室辅助之用。学生在正式操作试验前，可以通过VR虚拟实验室先熟练掌握实验的操作流程和实验会发生的反应。特别是一些具有危险性的实验，通过VR实验可以避免学生的误操作，减少风险性。
初中化学只有九年级的教材，因为学习的内容不是特别多。但可以融合VR技术的章节也不少，有水的净化，二氧化碳的制取，燃烧和灭火，溶液的形成，酸碱中和反应。这里面既有化学反应类的知识，也有危险性的操作知识，都有具有虚拟化的现实基础。
5、历史学科
初中历史分为中国历史和世界历史。中国史部分有一章节专门讲中国青铜器，这在VR技术运用中有得天独厚的优势。通过VR技术我们可以近距离的感知各大博物馆中的青铜器，也可以虚拟操作青铜器的铸造。还有一个章节考察近代历史遗迹，在书本上我们只能通过几张图片做一个很局限的了解，到现场体验，路途遥远，能去的地方也有限。而通过VR虚拟技术，我们可以浏览各大历史遗迹，大大丰富了课堂知识。中国史部分还有各朝的文化，科学技术成就，也可以逐步建立起相应的VR素材库。
世界史部分，我们同样可以通过VR技术来了解世界各国的文化和历史遗迹，古埃及金字塔，圣索菲亚大教堂，罗马帕特农神庙，罗马大竞技场，空中花园等等，都是在教材中出现过的世界遗迹。还有第一次工业革命，第二次工业革命，近代科学与文化，这些章节中的科技发展的标志性发明，VR可以将他们重新呈现在学生们的面前，即可远观，也可近玩，这是其它技术手段所不具备的功能。
四、VR技术的在初中基础教育发展中遇到的困难
1、VR技术的建设和投入成本还是偏高，教学需求还在初步建立，要使VR技术深入课堂，必须要在教学中加大普及力度，同时降低建设成本。
2、现阶段的VR入校，还仅仅局限于专门的VR教室，还需要进一步融入到普通教室的班级教学中去。各学科老师在教学过程中如果要运用VR技术，还不是特别便利，必须带领学生到专门的VR教室上课，而大部分的课程VR只是作为整个教学过程的辅助，并不需要全程运用VR教学。造成老师对VR教学的兴趣仅仅限于尝试和公开课展示，缺乏运用到平时教学中的推力。
3、现有的VR素材不够丰富，而且没能与书本教学紧密衔接。由于开发成本高，市场上开发的VR教学软件，往往存在素材过于简单的问题，同时开发过程没有依托学校为蓝本，不能紧密结合教材，老师在使用的过程中感觉与自己的教案贴合并不容易。
任何新技术的发展都会经历一个从幼小到成熟的过程，VR技术作为新时期计算机技术发展的新方向，同样也会面临着各种各样的挑战。但萌芽中一定有新的机遇，初中基础教育在与VR技术融合的过程中也将迎来新的发展空间。
参考文献：
1、梁堃 《VR教育在中小学教育中的应用途径》
2、曹凡 《VR在教育领域应用研究》