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VR技术在初中生物的教学实践——以“细菌”一节教学为例

发表时间：2021/5/28 来源：《基础教育课程》2021年5月作者：王真梦

[导读] 本文以“细菌”为例，探讨VR技术应用于生物教学实践中教学设计，以虚拟现实的形式，完善生物教学，加深学生认知体验，提升学习效率，进而提高生物学科教学实效。

深圳市光明区马山头学校广东深圳王真梦 518000

摘要：本文以“细菌”为例，探讨VR技术应用于生物教学实践中教学设计，以虚拟现实的形式，完善生物教学，加深学生认知体验，提升学习效率，进而提高生物学科教学实效。
关键词： VR技术生物教学实践
        虚拟现实技术（VR）是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。生物课程与信息技术整合，打破传统教学模式，活跃生物课堂气氛，丰富教学内容。利用技术手段，打造生活化、自然化的教学场景，模拟现实环境，学生融入感强，可充分调动学生学习的主动性和积极性，启发学生思维，开发学生智力，有效提高生物课堂教学效率。
        一、紧扣课程标准，确定教学目标
        依据课程标准的要求，进一步提升学生综合素质，适应社会生活，为终身发展奠定基础，并结合教材要求，提出教学目标：
        描述细菌的主要特征（生命观念）
        通过与动植物细胞的比较，推测细菌的营养方式（科学思维）
        通过了解细菌发现的过程和巴斯德实验，认同科学发展与技术的进步密切相关（社会责任）
        二、结合信息技术，设计教学过程
        （一）创设情境导入新知
        从现实生活入手，让学生用肉眼观察周边，能否发现细菌的存在。再通过3D眼镜，现代科学技术的引入，观察到了生活中的细菌。
        【活动目的】从生活中入手，培养学生对科技的认同感，并引领学生初步感知“细菌”，从而自然导入课题。
        师生协力合作探究
        活动一：细菌的发现
        通过学生自主学习教材，了解发现人——列文虎克，并清楚得明白，细菌的发现是借助工具——显微镜。
        【活动目的】培养学生的自主学习能力，从发现的角度进一步验证科学发展与技术进步的密切关系。
        创设问题情景：细菌从何而来？
学生分组讨论，头脑风暴。教师不论对错，鼓励更多的学生参与发言之中。
        【活动目的】提升学生的思考能力，站在科学探究的角度，培养学生提出假设的能力。并自然过渡到巴斯德的鹅颈瓶实验。
        鹅颈瓶实验，学生分组讨论进行分析实验并进一步探寻实验的严谨性。
        【活动目的】学生通过自主的探究更加深入了解巴斯德实验。这是一个对照实验，变量是有无细菌，进一步培养学生的科学探究思维能力。
        活动二：细菌的形态和结构
        通过电镜下细菌的图片，直观观察细菌与现实生活中实物的对比，感受细菌的大小。

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       （二）通过VR技术的利用，直观感受细菌的形态
        通过游戏复习巩固动植物细胞的结构异同。再进一步通过3D视频，直观感受细菌的结构以及细菌与动植物结构的异同。
        【活动目的】以科技工具的辅助，让学生身在细菌的微观世界中，给学生更加直观的印象。把握八年级学生的特点，辅以游戏的环节，让学生可以更好的利用旧知来巩固新知，并做进一步的延伸。
        活动三：细菌的生殖
        过渡：细菌的行为最终目的？那么它的生殖方式是怎么样的呢？
        通过视频，直观体验细菌生殖的过程。
        辅助数学问题，将细菌繁殖速度之快用数据表达出来。
        例题：假设你手上此刻有100个细菌，细菌的繁殖速度按每30分繁殖一代计算，如果你4小时不洗手，那么你手上的细菌数目将是多少？
        【活动目的】通过直观的教学方式，让学生有更深刻的体验，并辅助数据，更加清晰细菌的繁殖速度，从而引发学生的思考，引导更好的生活习惯。
        （三）课堂小结
        以头脑风暴的形式，请学生上台书写思维导图
        三、研究教学实践，做好教学反思
        细菌是生物圈中数量最多、分布最广的一类微生物，由于其个体微小，人们对其观察困难，了解甚少。VR技术的加持，使得微小生物唾手可得。学生可以直观感受到用裸眼和VR加持下中细菌的不同，造成强烈的视觉冲击，提高了学生的参与兴趣和探究热情。细菌是生物界中一类非常重要的生物，作为分解者，它是生态系统的重要组成部分，起到维持生态平衡的作用。教材从细菌的发现、形态、结构和营养方式等方面讲述了细菌的基本知识，了解细菌有利于更好地认识生物世界。VR设备与讲解的结合，有效帮助学生感受细菌的形态、结构和营养方式，使得学生轻而易举获得结构与功能相适应的生命观念。从现实生活入手，让学生用肉眼观察周边，能否发现细菌的存在。再通过3D眼镜，现代科学技术的引入，观察到了生活中的细菌。通过细菌的发现过程，阐明科学发展与技术进步密切相关的这一观点。通过观看巴斯德的鹅颈瓶实验视频，让学生深切的认识到细菌不是自然发生的，而是由原来已经存在的细菌产生的。同时对学生进行情感教育，科学的新发现是建立在缜密的思维和精细的实验基础上的。
        VR技术与生物课堂的整合，采用声音、色彩、视频、动画于一体的教学手段强化感受、深化理解，通过直观、细腻的虚拟现实场景，帮助学生快速进入课堂情境，打造立体直观的教学场景，可以有效构建良好师生互动平台，加强师生交流，增强学生对知识的认知，并有效提出问题、解决问题，重视发挥学生的主体性，助力增强课堂实效。
参考文献：
[1]柴文利.借助多样课堂导入，开启高效生物教学[J]. 中学生物教学,2017(24).
[2]秦东方.信息技术与生物学的整合探索[J].中学生物学,205(10).
作者简介：王真梦（1991—），女，蒙古族，大学本科学历，中学二级教师