第一篇：VR技術在高職生物化學課程教學中的應用研究

VR技術在高職生物化學課程教學中的應用研究

摘 要：VR技術在現今的教育實踐中有著引領及導向的作用，在“生物化學”課程教學中也顯得尤為重要。文章重點探索VR技術在高職“生物化學”課程教學中的應用，并站在不同角度分析VR技術帶給高職教育的優勢和便捷，指出VR技術進入高職院校已經是大勢所趨，不僅能更好地營造良好的教學氛圍，還能最大化地提高學生的實踐能力以及掌握知識技能的能力。

關鍵詞：VR技術；生物化學；高職課程教學；核心能力

中圖分類號：G642；G712 文獻標志碼：A 文章編號：1008-3561（2017）21-0017-01

21世紀以來，社會進入了信息化時代，在生活中電子產品已經成為了當今社會的主要信息來源之一。VR技術已經日?成熟，以此為基礎的產品也應運而生，如在影視、電子商務、醫療等行業已經得到了廣泛應用。在高職教育領域，VR技術也已經逐漸被大家熟知及應用。

一、VR技術

（1）VR的概念及特征。VR技術是利用電子技術、計算機、傳感器技術、圖像技術、人機接口技術、多媒體技術以及仿真技術等多樣化的科學技術，逐步產生的電子科學技術。這是一種可以充分創建以及體驗虛擬世界的計算機仿真技術，也是頗具挑戰性的前沿科學。虛擬的世界無疑是利用計算機控制的，因此，人們在利用VR技術創建的虛擬環境中是與真實的世界沒有差別的。VR技術有三大特征，分別是沉浸性、構想性及交互性。沉浸性指的是用戶可以在純自然的狀態下使用交互設備與自身的感知覺系統“融為一體”，也就是說虛擬世界帶給人們的是一種身臨其境的感覺。構想性是指用戶在身臨其境的同時可以獲得新的知識，從而更好地開闊思維或有所啟示。交互性指用戶可以通過特有的輸入/輸出設備和虛擬世界中的人物及事物進行交互操作和交流。

（2）VR技術在職業教育中的應用優勢。第一，成本低。傳統的實驗場所的建設會需要很大一筆經費，而且學生在進行實驗或操作的過程中，特有的損耗甚至損壞都是在所難免的。然而使用VR技術建設的虛擬實驗場所，成本相比于實際的操作場所要低，最重要的是其特有的損耗幾乎為零。第二，靈活性好。在傳統的教學實驗當中學生如果遇到了難點或者重點的實驗項目，可以在VR技術建造的虛擬環境中有針對性、計劃性地反復練習或者將實驗步驟放大。這有利于學生對實驗本身的理解，也不會受實驗的場地及材料損耗的限制，學生能有選擇性地學習。第三，消耗低。在VR技術模擬的場景中，教師可以將硬件和軟件兩者結合來滿足教學的需求。使用過程中，教師也不會因為個別失誤而導致整個實驗失敗，原有的教學資源也可以最大程度地節約下來。

二、VR技術在“生物化學”課程教學中的應用方式

（1）“生物化學”課程整體設計。“生物化學”課程對于醫學生物技術專業來說是核心課程，“生物化學”前期課程分為：藥理學、分析化學、化學、微生物技術、人體生理，同步課程為：生物藥物分析與檢測技術、免疫學技術、生物制藥技術，后續課程分為：細胞培養技術、生物制品生產技術等。這門課程的核心能力是生產技術和檢測技術，檢測技術則分為純度鑒定、含量測定等，生產技術分為配液、發酵、提取、純化、制劑等。從這個角度來看，實驗將是掌握本門課程的核心教學手段。因此，VR技術的應用是必然的。

（2）VR技術在“生物化學”課程教學的意義。在VR技術中，學生能夠通過自然的交互作用以及個別化的學習來提高學習興趣。而在VR技術下的實驗課中，學生既是一名實驗者，也是一名觀察者，更是一名體驗者。VR技術能將枯燥的生物化學實驗變得靈活多變，把學生的思維完全帶入實驗當中，教師也不必花更多的精力來講解乏味的實驗結論，傳統式的費時費力的教育模式被改變。同時，VR技術在“生物化學”課程教學中，既是能夠靈活操作的教具，也是無言的導師，更是帶給學生樂趣的向導。在某種意義上來說，VR技術在“生物化學”課程教學中是在利用現代科技來重塑教學模式，充分體現了“工學結合”的理念，既能重塑教學大綱，也可以一定程度上摒棄原有的實驗教材，讓學生充分體驗學習及實驗的樂趣。如在配液、發酵、提取、純化、制劑等實驗中，學生可以反復操作此項目，并且不會浪費教學資源及損耗實驗器具。在實驗的精準程度上也能大大提高，原因是忽略了在現實實驗中一些不可抗力的因素，如空氣、塵土等的干擾，學生能在最理想化的實驗環境中進行操作。VR在學生預習或復習中也能提供相應的素材，不受實際情況的約束，能充分驗證并補充學生的想法。學生之間也能相互鼓勵、共同實驗，在相互輔助中完成兩個或多個他們能夠看懂的實驗現象。

三、結束語

VR技術在“生物化學”教學中的應用，有案例式、啟發式、探究式、討論式等教學方式，對學生能起到加深理解、激發求知欲、培養綜合能力等作用。它不僅能使枯燥乏味的生物化學實驗變得靈活多變，而且緩解了實驗設備不足的問題。VR技術也不斷突破傳統的教學手段，構建了多個新穎的教學模式。同時，VR技術也極高地提升了學生對于本專業的自信程度和知識掌握程度，從而更好地投入到我國生物化學領域的研究中。

參考文獻：

[1]蔡偉明.VR技術在汽車職業教育領域中的應用綜述[J].漳州職業技術學院學報，2017（01）.[2]汪輝進.高職院校計算機動漫專業VR教學創新機制研究[J].南昌師范學院學報，2017（03）.

第二篇：VR技術在實戰化教學中的應用研究

VR技術在實戰化教學中的應用研究

摘要：實戰化教學是軍隊院校提出的新理念。通過實戰化教學訓練，目的是為了造就“能打仗，打勝仗”的新型士官人才。筆者以艦艇防化專業為例，結合相關教學案例，簡單介紹了VR的基本概念和所需條件，在此基礎上，重點闡述了在實戰化教學中運用VR技術的幾種應用方式。

關鍵詞：VR技術；實戰化教學；艦艇防化

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）12-0172-03

Abstract： The real-combat teaching is a new idea of military colleges.It aims to cultivate a new type of sergeant talent who can fight and can win battles.Take ships chemical defense profession for example，combined with related cases，the article firstly introduces the basic concepts of VR technology and its features.On this basics，Emphasis on several applications of VR technology in the practical teaching.Key words： VR technology； real-combat teaching； ships chemical defense

實戰化教學是軍隊院校提升人才培養質量，造就大批“能打仗、打勝仗”軍事人才的基本途徑[1]。而在實際實施過程中，由于院校人才培養與作戰行動、部隊訓練之間的差異性，比如場地、人員、裝備等方面的限制，這就導致院校實戰化教學與真正的實戰存在著差異。以艦艇防化專業為例，艦艇防化專業的教學對象為海軍戰斗艦艇防化部門的士官，是執行反核生化作戰保障任務的重要力量，在教學過程中必須堅持“教為戰、訓為戰、練為戰”，按照部隊實戰裝備訓練標準，從難從嚴進行專業裝備使用、管理與維修等各項實戰性操作訓練，然而，由于院校場地、人員、裝備等方面的限制，不能保證在教學的過程中進行實裝、實毒的訓練。而VR（虛擬現實）技術能較好地解決這一問題。

VR的基本概念及所需的條件

VR技術是近年來隨著計算機技術、電子技術與仿真理論發展起來的一門新型學科，是由計算機和電子技術創造一個看似真實的模擬環境。其采用計算機生成逼真的三維視、聽、嗅等感覺，使人作為參與者通過多種傳感設備，沉浸在模擬環境中，從而對虛擬世界進行體驗和交互作用。VR的沉浸感、交互性和構想性，使其在教育領域內有巨大的應用前景。

根據構造虛擬現實系統沉浸感的程度不同，VR系統可分成以下幾類，桌面VR系統、沉浸式VR系統、分布式VR系統和遙感式VR系統。桌面VR系統使用個人計算機和低級工作站實現仿真，計算機的屏幕作為參與者觀察虛擬環境的一個窗口，各種外部設備一般用來駕馭該虛擬環境，并用于操縱虛擬場景中的各種物體。沉浸式VR系統利用頭盔顯示器和數據手套等交互設備把用戶的視覺、聽覺和其他感覺封閉起來，使參與者暫時與真實環境隔離，真正成為VR系統內部的一個參與者。而遙感式VR系統是將來自遙遠地區真實物理實體的三維圖像與計算機生成的虛擬物體結合起來，用戶雖與某個真實現場相隔遙遠，但可以通過計算機和電子裝置獲得足夠的現實感覺和交互，似身臨其境，并可以介入對現場的遙控操作。分布式VR系統則是在沉浸式VR系統的基礎上將不同的用戶連接在一起，共享同一個虛擬空間，使用戶協同工作達到一個更高的境界。

實現VR技術所需的硬件主要有計算機、數據手套、特殊的頭盔、三維立體傳感、投影儀等配套設備。其常用軟件主要有：目前大多計算機使用的是Windows操作系統，且微軟公司已經提供了OpenGL等圖形API。在計算機上建立三維虛擬現實系統一般使用此圖形API。另外，還有DELMIA（Digital Enterprise Lean Manufacturing Interactive Application）、CDVI、Cool3D、VRCO VisTool等，它們均可在PC機或工作站上運行，使用十分方便。VR技術在實戰化教學中的應用

2.1利用VR技術教學可采用的方式

由于VR技術可以對真實世界的行為活動進行仿真，并對用戶的位置、動作、語言等做出實時響應，借助傳感器等設備可以使參與者以接近自然的方式與虛擬環境中的對象進行交互，從而使參與者和虛擬環境之間建立起實時的交互關系，產生與真實環境中相似的感覺體驗。因此，利用VR技術教學可采用以下幾種方式。

2.1.1 探究型教學

探究學習是指運用探究的方式進行的學習活動和過程，亦即學員在教員的指導下，主動發現問題，以一種類似科學研究的方法對問題進行分析和研究，從而達到問題解決和知識獲得的過程與活動。探究型教學能啟發引導學員獨立的探索知識，讓學員通過積極的思維活動，概括得出有關的結論，系統訓練其科學探究能力。在核武器教學中，核爆炸毀傷效應的綜合作用與防護一課中，學員無法在感受核爆炸的作用效果，對于防護也只能紙上談兵。利用VR技術模擬核爆炸實戰環境，通過學員模擬感知，探究并總結核爆炸的特征，閃光――火球―煙云團，讓學員不僅能切身體會核爆炸場景還能訓練其實戰中的防護能力，通過VR技術既能解決無法施展的問題，又能激發學員的學習興趣，掌握基本技能。

2.1.2 虛擬仿真教學

能否熟練的操作裝備是學員戰斗力的重要體現。但在實際的教學過程中，院校的裝備往往跟不上部隊，也適應不了教學的要求。采用VR技術對裝備等所有教學內容進行整體仿真，能有效地解決這一問題。通過構建虛擬的環境，讓學員通過鍵盤和鼠標在虛擬的時空中任意與教學內容交互漫游，使學員在交互的同時進行技能訓練、考核等工作。以防化專業某新型核輻射儀虛擬維修訓練系統為例。通過軟件構建某新型輻射儀的模型，學員不僅可以通過鼠標、鍵盤等其他人機交互設備操作，在虛擬的設備上查看每個開關按鈕的安裝位置及每個儀表的顯示內容，并在相應的位置配有語音動畫等內容，比較全面的介紹其功能和使用方法從而實現原理教學，而且可通過傳感器等對其進行相應的虛擬操作，以實現對設備的操作訓練。采用這種方式既可以解決教學中沒有或者缺少實際新型裝備，無法進行實裝教學的難題，還可以激發學員的學習興趣，為學員提供虛擬操作機會。

第三篇：VR技術在物流工程專業實踐教學中的應用研究

VR技術在物流工程專業實踐教學中的應用研究

許

婧

（中南林業科技大學 涉外學院

湖南 長沙 410004）

摘要：物流工程專業旨在為企事業培養具備物流系統規劃設計、運營管理及相關能力的復合型應用人才，要求學生具有較強的實踐能力，但物流系統極其復雜且投入很大，高校不可能完全按照企業提供一個真實的實踐環境，這樣學生就很難接觸和理解核心環節，從而使得教學效果大打折扣。為了解決這一矛盾，本文嘗試引進VR技術并研究其在物流工程專業實踐教學中的應用，幫助教師提高教學效果，培養學生的實踐能力。關鍵詞：虛擬現實；物流工程；實踐教學

Application research on VR in practice teaching of logistics engineering

Xu Jing(Swan College,Central South University of Forestry and Technology , ChangSha 410004)Abstract: Logistics engineering aims to develop application talents which have the logistics system planning and design, operating management and relevant ability, students are required to have strong ability of practice, but the logistics system is extremely complex and input is large, the university can't completely according to the enterprise to provide a real practice environment, so students can be hard to contact and understand the core link, so as to make the teaching effect lower.In order to solve this contradiction, this paper tries to introduce VR technology and study its application in logistics engineering practice teaching, help teachers to improve teaching effect, improve the students' practical ability.Key words: VR;Logistics engineering;practical teaching

近年來，物流在我國得到大力發展，社會對物流人才的需求急劇增長，尤其是高端的物流系統規劃設計人才，但我國高校培養的物流專業人才并不能適應社會需要。這主要是因為物流是一個極其復雜的系統，實踐性很強，投入大，而高校限于資金、場地等因素，很難提供一個系統、真實的實踐環境，這樣學生動手操作的機會就很少，不能真正接觸到物流的核心業務，也很難深刻地理解整個物流流程，對物流的認識缺乏系統性，實踐能力差，更談不上進行物流系統的規劃設計了。而VR技術正好彌補了這個缺陷，它通過虛擬仿真可以構建一個逼真的物流環境，使學生猶如身臨其境，從而提高學習興趣，增強實踐能力。

目前，有關VR技術在實踐教學中的應用研究不少。如林琳對VR在建筑設計教學中的應用進行了研究[1] ；趙鵬程在公安實踐教學和培訓中引入了VR技術[2]；王凱英和廖明軍探討了VR在土木工程教學中的應用[3]等，都取得了不錯的效果，但有關VR在物流工程實踐教學中的應用研究還比較少，本文將就此進行探討。1 VR技術概述 1.1 概念 VR（Virtual Reality）即虛擬現實，又稱為靈境，興起于20 世紀末[4]。它實際上是一個計算機系統，結合了多媒體、傳感和仿真技術，通過建模創建一個虛擬的現實世界，用戶可以通過視、聽、觸等方式跟虛擬世界中的對象進行交互，就仿佛身臨其境一樣。1.2 特征

沉浸性、交互性和構想性是虛擬現實系統的三個基本特征。沉浸性是指用戶完全沉浸在虛擬環境中，借助頭盔、手套等外部設備實現自然交互。交互性是指用戶可以使用鍵盤、鼠標等交互設備來控制虛擬物體，不再是被動的接收者。構想性是指VR系統能激發用戶的創造性，用戶可以根據自己的構想來創建虛擬系統。1.3 分類

目前比較常見的虛擬現實系統大致上分為三類：桌面虛擬現實系統、沉浸式虛擬現實系統和分布式虛擬現實系統[5]。

桌面虛擬現實系統又叫窗口VR，用戶通過計算機屏幕來觀察虛擬環境，對設備要求低，沉浸感較差，但成本較低，主要用于教學演示，本文研究中的VR系統主要是指這類系統。

沉浸式虛擬現實系統則是一種理想的VR系統，對設備要求很高，價格昂貴。用戶通過佩戴一些外部設備（如圖1所示的VR眼鏡、數字手套、操縱手柄等）進入一個虛擬環境中，產生極強的沉浸感，如同身臨其境[2]。

圖 1 虛擬現實設備

分布式虛擬現實系統結合了網絡技術，通過網絡將不同地方的用戶聯結起來，共享同一個虛擬環境。也就是說，通過分布式VR系統，多個用戶可以同一時間異地協同交互作業。VR技術在物流工程專業實踐教學的應用

現代物流系統是一個極其復雜的高科技系統，不僅包括各類現代設備，還包含了先進的信息管理系統，涉及面廣，環節眾多，融合了機械、自動化、計算機、管理等多個學科，實踐性非常強，因而實踐教學對于物流工程專業而言就格外重要。但傳統的實踐教學模式限于資金、場地、技術等各方面的原因，效果并不理想。自VR技術問世以來，已經在多個領域廣泛應用并且取得了不錯的效果，下面我們就來探討一下VR技術在物流工程專業實踐教學的應用。

2.1 VR在物流設施設備實踐教學的應用

物流設施設備是物流系統設計的基礎，現代物流設施設備種類繁多，大多價格昂貴，而且更新速度非常快。傳統的教學模式通常采用圖片、視頻等讓學生認識各類設施設備，有條件的學校會購買一部分設備供學生操作或者帶學生去企業參觀實習。在這種模式下，學生實際操作的機會非常少，對設施設備的認識理解不深，而且學校的教學成本很高，風險也很大（比如購買的設備需要維護，還要面臨很快被淘汰的風險；帶學生外出實習要考慮學生的安全問題等）。應用VR技術可以在電腦上創建各種設施設備的模型，通過鼠標、鍵盤、VR眼鏡等外設來操縱虛擬設備，跟現實世界操作設備相差無幾。當現實設備更新時只需要重新建模即可，非常方便，不用維護也不用擔心設備過時造成資源浪費。學生也不受時間、空間的限制，閑暇時都可以操作而且可以反復多次操作，同時模型是立體的，非常逼真，極大地提高了學生的學習興趣。例如在港口物流中經常用到的起重機，價格非常昂貴，動輒上百萬，學校不可能購買一臺起重機讓學生實際操作。即使去企業實習，由于駕駛的難度和危險性，企業也很可能不會讓學生動手操作。但如果沒有實際操作過，就很難理解它的構造和工作原理。借助VR技術，這些問題就都迎刃而解了，通過建模，學生不僅可以全方位觀察起重機，也可以對其進行拆裝，還可以駕駛而且十分安全，既加深了對設備的理解，同時又提高了實際操作能力。

2.2 VR在倉儲實踐教學的應用

倉儲是物流最主要的功能，也是整個物流成本中占比最重的一部分，因此，倉儲系統設計的好壞直接影響到整個物流系統的運行效率和成本。而倉儲系統作業環節繁瑣，內容也比較枯燥。目前，大多數高校是通過倉儲管理軟件WMS來開展實踐教學的，對學生理解倉儲作業流程有一定的幫助，但學生是被動接收，對整個系統的認識不夠立體，而且倉儲作業隨著環境的變化不斷發生變化，應用WMS軟件很難進行系統優化并實時看到優化結果。而在VR環境下，不僅能生動形象地看到整個流程，還能方便地進行系統優化。學生也可以親自操作各個環節，進行各崗位的角色扮演，以交互的方式模擬入庫、揀選、包裝、出庫、補貨等作業流程。大家玩過游戲《模擬人生》吧，那是VR在游戲的一個典型應用。在游戲里，你可以按照自己的想法生活，吃飯、睡覺、工作、交朋友，跟現實生活非常地貼近。同樣地，在倉儲實踐教學中應用VR技術，也能達到類似的效果。例如下圖是長風網開發的一個倉庫模擬系統，操作者可以全方位觀察整個倉庫，可以自由行走，可以根據指令出入庫、揀貨、理貨，還可以展開競賽，以游戲的方式教學，能夠極大地激發學生的學習熱情，自主學習，深刻地理解倉儲系統作業流程，鍛煉實踐技能。

圖 2 虛擬倉庫系統

類似地，還可以在生產物流系統、運輸系統、供應鏈管理系統中應用VR技術，幫助學生更好地理解其運作流程，培養相關崗位操作技能。2.3 VR在物流系統規劃設計的應用

物流工程專業最終的培養目標是要培養物流規劃設計人才，在掌握物流設備和業務流程、運營管理的基礎上進行系統的規劃布局和設計。由于物流系統的復雜性，高校在進行系統規劃設計實踐教學時，往往感到一籌莫展。比如物流園區的規劃，它涉及眾多的設備、人員配置、園區的布局以及工藝流程設計，非常復雜，設計難度很大。傳統的做法是沙盤模擬，但投資很大，場地不夠，很難顧及所有細節，而且建成后很難修改，整個設計是靜態的，發現問題也難以實時優化。即使采用了3dmax建模，也只是在一定程度上實現了三維動畫效果，并不能實時交互，也不能及時有效地發現設計的問題并進行系統優化。VR技術正好彌補了這個缺陷，其良好的交互性使得設計結果變得可預知，其虛擬性使得空間不受限制，教師可以根據設計要求，任意增加設備、人員，設計方案的修改非常方便并能夠實時進行仿真，多種設計方案可自由切換，設計者能真切地體會各方案的優劣，這是傳統的實踐教學不能比擬的。3 物流工程專業實踐教學應用VR技術的關鍵

由于物流系統是一個非常復雜的動態系統，盡管VR技術非常先進，目前市場上的VR仿真軟件功能也越來越完善，但將VR用于物流工程的實踐教學還是有一定的難度。最核心的問題在于建模，尤其是動態建模。物流系統的各個環節是彼此動態聯系的，如何構建一個動態的運行場景是VR建模中的一個難點，這就要求教師有很強的建模能力，能夠根據教學要求建立相應的模型，包括實體建模和動態流程建模。可以采取同國內外知名的VR軟件公司合作來開發適應的VR實踐教學平臺，這樣可以節省開發時間，降低建模難度，有利于在物流工程實踐教學中推廣VR。4 結論

在物流工程專業實踐教學中應用VR技術，根據教學任務建設虛擬設備、虛擬沙盤、虛擬系統，對物流設備、業務流程、系統規劃等物流實踐內容進行交互式教學，寓教于樂，不僅節約了大量成本，避免了以往實訓中的危險，而且有利于激發學生學習熱情，學生由傳統的被動接收學習轉化為主動研究學習，能大大提高實踐教學效果。通過與國內外知名VR軟件公司合作開發適應的物流虛擬仿真實訓平臺，降低建模難度，可使VR技術在高校物流實踐教學中的應用變得切實可行。

參考文獻

[1]林琳．虛擬現實技術在建筑設計教學體系中的應用[J]．電大理工，2008，234(1)：20-22． [2]趙鵬程．虛擬現實技術在公安實踐教學和培訓工作中的應用研究[J]．公安教育，2010，(7)：57-59．.[3]王凱英，廖明軍．虛擬現實技術在土木工程教學中的應用探討[J]．中國現代教育裝備，2010，109(21)：72-73．

[4]王國慶，吳廣茂，劉天時．虛擬現實(VR)技術及其應用[J]．航空計算技術，1994，(2)：1-6．

[5]梁宇濤．虛擬現實技術及其在實驗教學中的應用[J]．實驗技術與管理，2006，23(3)：81-85．

第四篇：VR技術在高中地理教學中的應用

VR技術在高中地理教學中的應用

【摘 要】新課程改革對高中地理教學提出了新的要求，教學不僅要滿足不同學生的學習需要，還要構建富有多樣性、選擇性的課程，滿足學生探索自然奧秘、認識社會生活環境、掌握現代地理科學技術方法等需求，并且強調信息技術在地理學習中的應用，充分考慮信息技術對地理教學的影響，營造有利于學生形成地理信息意識和能力的教學環境。虛擬現實（VR）技術的出現將打破原有高中地理教學的常規模式，使更富有多樣性、創造性和新穎性。

【關鍵詞】高中地理教學；科學技術方法；虛擬現實技術

一、VR技術簡介

VR（Virtual Reality），即虛擬現實技術或稱靈境技術，實際上是一種可創建和體驗虛擬世界（Virtual World）的計算機系統。其具體內涵是：綜合利用計算機圖形系統和各種現實及控制等接口設備，在計算機上生成的、可交互的三維環境中提供沉浸感覺的技術。虛擬現實技術是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統。

VR技術的出現，將打破現有的常規教學模式，可以將教學過程從二維模式帶入到多維模式，對于教學而言，會出現更為新穎的教學方式與方法；對于學生而言，新技術的出現會更有效地促進知識與技能的學習，并且學生會更主動地學習，一改過去被動接受知識的局面。同時，在學習準備過程中，通過VR技術，學生可以更為直觀地、接近真實地體驗虛擬學習環境，掌握有效學習方法，使情感態度與價值觀在知識的學習過程中直接得到升華。

二、在高中地理教學中運用VR技術的優勢

虛擬現實技術是對客觀環境的“克隆”，其所創建的學習情境與學生所能直觀感受到的生活情境高度相似，所以虛擬現實技術可以廣泛應用于學習情境的創建，使學生對于將要學習的內容充滿期望與興趣，在學習過程當中，又會對學習內容的形象性與生動性激動不已，學習結束之后仍然會記憶猶新，改變死記硬背的傳統模式。

1.新奇性

萬事開頭難。對于高中新生來說，地理這門學科似乎很熟悉但又十分陌生，而第一節地理課的學習效果會直接影響其后續學習。在過去的地理教學中，部分教師在新生初次上課時，會播放一些有趣的地理視頻，以此來吸引學生學習，但往往效果不佳，很難體現地理這門學科的獨特魅力。虛擬現實技術的出現打破了這個局面，新技術的應用不僅可以大大激發學生學習地理的熱情，而且可以對客觀環境進行模擬，與實際學習情境高度融合，從視、聽、觸等感官上給學生前所未有的學習體驗，為后續地理知識的學習埋下伏筆。

2.多感知性

高中地理教學要求學生掌握人地協調發展的知識，熟悉人與自然環境、人文環境及區域發展知識，相對應的就是自然地理、人文地理和區域地理這幾部分學習內容，還要求理論與實際相結合，學生不僅要學會，而且要致用。恰恰自然地理這部分內容對于學生來說過于抽象，要求他們具備較高的空間想象能力，而這個階段的學習效果又決定后續學習的成敗，教師必須想方設法增強教學效果。虛擬現實技術的多感知性，可以從視、聽、說甚至觸覺和人的心理等方面高度還原，提高學生對于較難知識的學習效率，達到事半功倍的效果。就地理科學的本質而言，多感知性也是其屬性之一。

3.交互性

以往地理知識的學習只是簡單地以教師為主導的人機操作，學生在學習過程當中常常屬于被動的接受者，且交互體驗不佳。VR技術可以給地理教學帶來全新的交互體驗，不僅體現在感官上，甚至可以反饋信息，使學生猶如身臨其境。

4.主體參與性 雖然高中地理教學以教師為主導、學生為主體，但往往在知識傳授過程中，學生只是一種被動接受的主體，教師和學生都心有余而力不足。VR技術的出現可打破這樣的僵局，學生在學習地理知識的過程中，通過豐富的感官交互體驗，積極參與到學習過程當中，由被動接受變為主動探究，充分發揮學生作為學習主體的優勢。

5.時效性

在高中地理學習過程中，有許多地理探究活動和野外觀測可作為學生學習必備地理技能的媒介，讓學生在親身體驗科學研究的一般過程中，學會與他人交流并培養對地理學科的興趣，從中習得地理科學研究的一般方法，進而提高學生的綜合實踐能力和創新精神。在傳統教學模式下，這類活動常常因為條件的限制而簡化甚至忽略，也有部分教師將其放在期末進行簡略講解以應付考試，導致這部分內容的學習效果十分不理想。地理課程本來就是理論與實踐結合十分緊密的學科，只有理論而忽略實踐，不能使學生親自感受大自然的美，也就不能感受地理這門學科的美。

VR技術的出現可以不受時間和空間的限制，如在自然地理學習中，要求學生進行地質、地貌、水文等野外觀察；在人文地理學習中，模擬設計某地區交通運輸線路和站點布局方案；在區域地理學習中，要求模擬赴熱帶雨林、熱帶草原、熱帶荒漠、高山地區等地旅行等探究活動，完全可以通過VR技術進行模擬實現，既可以足不出戶帶領學生感受大自然的美，還可以激發學生對地理探究學習的熱情。

三、VR技術的局限性

任何一種新的事物都有兩面性，VR技術亦是如此。對于某些知識的學習可以起到事半功倍的效果，也可能會適得其反，所以對于地理教師而言，要把握好運用時機。除此之外，受經濟原因及師資力量的限制，VR技術只是在極少學校試用，最終效果還有待實際論證。

不管是現在還是將來，教育發展的趨勢都是以信息技術為背景的現代教育。VR技術能形象、生動地表現教學內容，有效地營造跟隨技術發展的教學環境，提高學生掌握知識、技能的效率，優化教學過程，提高教學質量，調動學生學習積極性，突破教學重難點，使學生學習地理知識的興趣得到提高，有效解決很多以前根本無法解決的教育問題。

在黨的十八屆五中全會上，總書記系統地闡述了創新、協調、綠色、開放、共享五大發展理念，同樣適用于在教育工作中推廣VR技術。這種新技術可以省去野外考察和購買輔助教學儀器的教學成本，對于學生的安全又有保障，可以為師生構建更加開放、更加共享的學習的平臺。

第五篇：現代教育技術在高中生物教學中應用研究

現代教育技術在高中生物教學中應用研究

結題報告

一、本課題研究背景

教育技術從來沒有像今天這樣備受關注，世界各國都將教育視為國家的生存立足和發展、提高國家的綜合實力的治國戰略。新的課程標準提出要轉變教師的教學方式和轉變學生的學習方式，同時還要轉變課堂教學內容的呈現方式，這對于每一個教師而言是一個不小的挑戰。

國家教育部在《基礎教育課程改革綱要（試行）》中提出：“大力推進信息技術在教學過程中的普遍應用，促進信息技術與學科課程的整合，逐步實現教學內容的呈現方式、學生的學習方式、教師的教學方式和師生互動方式的變革，充分發揮信息技術的優勢，為學生的學習和發展提供豐富多彩的教育環境和有力的學習工具。”基于這樣的一種背景下，我們開始了信息技術和生物學科課堂教學整合的研究。經過反復的的學習和實踐，我們對信息技術的發展，對信息技術在生物課堂教學中所具有的突出的作用有了進一步的認識，通過研究我們越來越清晰的看到“教學”和“整合”之間的關系的重要性。信息技術應用于教學是現代教育的必然需求，應用現代信息技術輔助生物課堂教學有廣闊的發展前景。

二、本課題的研究目標、研究內容、觀點和創新之處

（一）本課題的研究目標

在于探討基礎教育課程實施中，將計算機、網絡教學變成生物課堂教學中的教學輔助、學習工具，以提高高中生物教學的課堂效率。

（二）研究內容

1、研究信息技術作為現代教育技術手段對生物學科教學產生的影響。

2、研究信息技術在生物課堂教學中的地位和作用。

3、研究信息技術在轉變教師的教學方式、轉變學生的學習方式、轉變教學內容的呈現方式以及課堂教學師生互動方式中的各種關系。

（三）研究觀點

1．信息技術是指以計算機為核心的信息技術主要指多媒體計算機、教室網絡、校園網和因特網(Internet)等，作為新型的教學媒體的現代技術。

2．信息技術不僅作為一種方法、手段，而且正在以一種意識、文化、生存狀態的形式滲透到我們的生活和學習中。

3．信息技術與生物學科課堂教學整合，就是在現代教育理論指導下將信息技術作為促進學生主動學習的認知工具、主動探究的學習工具、創設豐富的教學環境的使用工具、激勵學生情感態度轉變的激發工具和進一步拓展學習的有效工具等，并將其合理的整理、加工、組合，融在教學整個過程中，已達到高效率的、創造性地實現學生的學習目標，和促進教師的專業發展。

4．信息技術與生物課堂教學整合的理想目標中間是有階段性和層次性的，我們只能一步一步的追求和實踐。去感知和體驗，而絕不能替過高的、不切實際的和統一化的要求和規定，要肯定不同層次的整合，鼓勵教師的熱情，在鼓勵各個層面的信息技術的整合中推出優秀的整合課堂。

（四）創新之處

多媒體的應用在生物教學中顯得尤為重要，生物學是研究生物的形態特征、生理特點、進化方面等知識的學科。多媒體可將書本知識化靜為動，化虛為實，化抽象為直觀，在課堂教學中合理運用，能起到調動學生積極性，激發學習興趣的作用。為了使信息技術與中學生物新課程課堂教學整合能迅速地適應新形式的要求，為培養具有現代素質的學生，我們課題組組想在這方面進行嘗試，探索生物教學新路子，采用新的教學模式進行實驗研究，總結生物教學經驗，以求與其它學科共同發展，互為提高。

三、本課題的研究思路、研究方法、技術路線和實施步驟

（一）研究思路

信息技術與課程整合是指在課程教學過程中把信息技術、信息資源、信息方法，人力資源和課程結構、課程內容、課程資源以及課程實施等融合為一體，從根本上改變傳統教和學的觀念以及相應的學習目標、方法和評價手段，共同完成課程教學任務的一種新型的教學方法。信息技術與學科教學整合的最終目的是追求教學效果的最優化，有利于培養學生的創新精神，提高學生的能力。在傳統的教學中，整個教學過程以教師的講為主，教師是知識的傳授者，學生是知識的接受者；信息技術與課程整合后，教學的規則發生了變化，教師轉變為課程的設計者，學習的指導者，學習活動的組織者和參與者。學生從傳統的接受式學習轉變為主動學習、探究學習和研究性學習，學生的主體地位被充分體現出來。

信息技術整合于課程,其主體是課程，而非信息技術。在現有教學體制下，所有教學活動應符合課程目標，通過網絡通訊功能及虛擬功能等營造學習者有效的學習環境，真正把信息技術整合于教學之中。教學設計應以學為中心，創設主動學習環境，讓學生在學習某一綜合學科知識的同時獲得許多其它學科的知識。

（二）研究方法：

采取調查、訪談、課堂教學實踐、說課聽課形式開展活動，邊學習邊實踐邊總結。

（三）技術路線

運用現代教育技術等信息技術對中學生物的教與學展開研究。

（四）步驟實施：

2014年4月--5月：

準備階段

確定課題的研究方向，建立課題研究小組，落實課題負責人，制定研究方案。2014年6月—2015年1月： 研究實施階段

課題成員對各種資源庫生物教學資料進行篩選和整理；對高中生物課程進行研究，確定實驗實驗對象并實施實驗；對實驗班級進行檢測、評估。2015年2月--5月：

研究總結階段

完成課題的終期驗收，編寫實驗班與非實驗班的研究結果報告；整理收集數據資料，選出優秀課例、征集優秀論文和教學設計，組織信息技術與學科教學整合教學現場研討會、組織召開結題報告大會，討論通過《信息技術在中學生物教學中應用的研究》課題設計論證。

2014年8月20日，渭南市教育科研領導小組正式批準了我校申請的《現代教育技術在高中生物課堂教學中的應用》課題的研究并下達了立項通知書，這一課題的立項是對我們教科研工作的鼓舞和鞭策。我校生物教研組有著和諧的研究氛圍，也曾取得了許多好成績，如本組邱荔同志曾獲得多媒體教學展示的縣級一等獎。在連續兩年的說課活動中邱荔、趙蕊同志分別獲得一等獎和二等獎。本組成員曾多次撰寫并發表相關論文多篇。受到縣、校級好評和嘉獎。

四、開題后情況

自《現代教育技術在高中生物教學中應用研究》的課題開題以后，我們就積極投入到課題研究工作中去。從2014年4月開始，我們積極準備，搜集了課題研究所需的資料，并積極開展調查研究。現對這一階段的研究工作開展情況做如下小結。

（一）、開題報告之后，根據課題研究方案，我們組內成員經過認真討論，形成了初步的方案文本，為以后的課題研究打下了一個比較良好的基礎。

（二）、根據課題研究實施方案中擬定的進度計劃，我們做了以下一些工作：

1、組內成員積極搜集一些與課題研究相關的論文資料進行學習，我們還組織學習了相關理論，通過學習更加明確了什么是信息技術、信息技術與課堂整合發展的不同階段、信息技術與課堂整合應遵循的原則等問題。《中小學教育科研方法》，為本課題組在這一領域的研究提供了理論依據和指導。為了保證信息技術和生物課堂的真正整合，不僅學習了Powerpoint和Flash等軟件的使用，還學會了使用實物投影儀、掃描儀等相關設備。并經常與學生多加溝通，及時了解信息技術在課堂教學應用中的效果。

2、組內成員積極參加縣局以及學校組織的學習加強自身業務素質，以教研組組織的有關課題研究學習為契機，認真學習課題研究的意義、方法，提高了對課題研究的認識，掌握了課題研究的一般方法，為以后的研究工作的開展打下了一個比較良好的基礎。

3、課題組成員定期進行聽課，如邱荔的《有絲分裂》分裂一節課；趙蕊同志《減數分裂》一節課；王建英的 《神經調節》一節課；閆建斌同志《基因突變與基因重組》一節課。組內成員對每節課都進行了詳細的討論和評課，大家充分認識到現代教育技術在生物課堂教學中的重要性和必要性。

4、組內成員積極合作，對高中生物必修

二、必修三的信息技術應用進行了細致的分析，并形成成果，做到有據可查。

5、在大家的共同努力下，我們分別完成了《高中生物教學中運用多媒體教學的重要性》;《高中生物光合作用中多媒體課件使用的效果分析》；《高中生物一輪復習應用多媒體課件的重要性》；《現代教育技術在高中生物教學中應用研究策略》等論文。本課題組對本課題的研究從理論、研究的成果、結論、研究過程中出現的困惑以及需要進一步研究的問題都進行了反思和總結，經過不斷的討論形成了最后的研究報告。

6、研究的結果

生物學是研究生物的形態、結構、生理、分類、遺傳和變異、進化、生態的科學，生物學科知識具有微觀性、難以再現性、難以親歷性，以及運動變化性的特點。生物學科的教學注重于宏觀和微觀兩個方面，強調實驗能力和科學素質的培養。而多媒體技術具有模擬過程、虛擬現實等優勢，可以化靜為動，化虛為實，化抽象為直觀，為學生的學習創設有利于激發學習興趣的教學情境，使學生能夠很快地進入學習的主觀能動狀態；能夠拓寬課本知識體系，拓寬教學的時間和空間，拓寬和加深課堂學習的內涵和外延，突出教學重點，增加課堂信息容量、化解教學難點，提高教學效率和質量。因而，隨著素質教育的深入開展，多媒體技術在中學教學尤其是生物學科的教學中越來越體現出其優越性。

現代信息技術有利于化解難點，通過展示動態化解難點。通過宏觀到微觀的連續性展示化解難點。可以幫助學生理解不能理解的內容，利用信息技術手段也能增加課堂容量，上好復習課，提高教學效率。

通過大量整合實踐，大家確信現代信息技術的確可以促進生物教學，激發學習興趣，能夠有效地提高生物教學效率；

（三）、在今后的教學活動和研究中的改進措施 ：

1、繼續狠抓教學研究。在本課題研究的基礎上長期深入地進行現代教育技術對于教學的有效性研究并及時撰寫心得體會。

2、進行多渠道的學習，注重平時積累，充分利用教育教學資源，定期進行聽課評課活動，共同提高教育教學水平。

3、堅持進行備課組、教研組研究活動，勤于做教學反思、研究小結等，不斷反思和提高自己的專業研究素質。

（四）、課題組成員：

姓名

課題職責

職稱職務

研究專長 謝國杰

行政主持人

校長，研究生

教育管理 霍文瑛

課題主持人

高級教師，備課組長

生物教育

閆建斌

成員

教務主任 一級教師

生物教育 趙蕊

成員

生物教師 一級教師

生物教育 王建英

成員

生物教師 二級教師

生物教育 邱荔

成員

生物教師 二級教師

生物教育

霍文瑛

2015年5月