基于VR技術(shù)的高中地理大單元教學(xué)實(shí)踐研究

陳影

摘要：高中地理大單元教學(xué)往往會(huì)通過創(chuàng)設(shè)情境，圍繞某個(gè)特定的主題或目標(biāo)，將相關(guān)的學(xué)科知識(shí)進(jìn)行重新整合，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)相對(duì)完善的知識(shí)創(chuàng)生過程。VR技術(shù)可以模擬出與現(xiàn)實(shí)環(huán)境相似的虛擬環(huán)境，通過視覺、聽覺讓學(xué)生親身感受真實(shí)存在的地理事物、地理規(guī)律與地理原理，更好地實(shí)現(xiàn)與高中地理教學(xué)的融合。本文以2019年人教版高中地理必修一第六章第二節(jié)《地質(zhì)災(zāi)害》為例，嘗試探究VR技術(shù)與高中地理大單元教學(xué)的融合，以期為高中地理大單元教學(xué)與信息技術(shù)融合提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：高中地理 大單元教學(xué) VR技術(shù)

一、前言

VR技術(shù)提供的各種情境素材可以有效融入高中地理大單元教學(xué)中。大單元地理教學(xué)一般通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，圍繞整個(gè)一節(jié)課甚至一個(gè)章節(jié)的教學(xué)，將教材上涉及的一系列知識(shí)進(jìn)行重新整合。目前因安全、時(shí)間、經(jīng)費(fèi)等因素的制約，高中地理教學(xué)中地理實(shí)驗(yàn)、社會(huì)實(shí)踐、野外考察活動(dòng)機(jī)會(huì)少，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)地理的過程中表現(xiàn)出內(nèi)驅(qū)力不足的問題。為緩解這種困境，很多教師采取各種手段設(shè)置一定的情境，試圖激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)地理的興趣，但由于情境多為教師口述、圖片、短視頻展示，再加上大多數(shù)學(xué)生缺乏實(shí)際生活生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生很難沉浸到現(xiàn)實(shí)的情境中去，導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。VR技術(shù)應(yīng)用到高中地理課堂，為大單元地理教學(xué)設(shè)計(jì)提供真實(shí)情境，從而加強(qiáng)學(xué)生對(duì)地理原理和地理規(guī)律的理解，擺脫戶外教學(xué)各方面的束縛。

VR技術(shù)融入大單元地理教學(xué)，將真實(shí)情境貫穿在教學(xué)中，不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率，還使地理知識(shí)與信息技術(shù)有機(jī)融合，營(yíng)造輕松的地理學(xué)習(xí)環(huán)境，提升教育教學(xué)質(zhì)量，為高中地理信息化教學(xué)提供一種嶄新方式。

二、高中地理教學(xué)中應(yīng)用VR技術(shù)的必然性

目前，大部分高中生獲取知識(shí)的渠道主要有課堂、書本、網(wǎng)絡(luò)等，他們接觸生產(chǎn)實(shí)際的機(jī)會(huì)極少，也沒有機(jī)會(huì)參加生產(chǎn)活動(dòng)（如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)），生產(chǎn)生活經(jīng)驗(yàn)和閱歷不足，嚴(yán)重影響實(shí)際生產(chǎn)生活中地理問題的分析;而且大部分文科學(xué)生空間理性思維、邏輯思維能力較弱，區(qū)域認(rèn)知和地理實(shí)踐力等能力較差。結(jié)合這樣的學(xué)情，將師生帶入獨(dú)立的虛擬環(huán)境中，在地理課堂中滲透真實(shí)情境，還學(xué)生以真實(shí)情境的體驗(yàn)。

三、高中地理教學(xué)中應(yīng)用VR技術(shù)的可行性

目前我校有現(xiàn)代化的VR教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，可以開展容納30多人的小班教學(xué)，擁有VR技術(shù)的專業(yè)設(shè)備和大量的高中地理學(xué)科教學(xué)資源，在合肥市中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程2.0不斷推進(jìn)的背景下，這些為VR技術(shù)融入高中地理教學(xué)和各類教研活動(dòng)提供了實(shí)踐場(chǎng)所、設(shè)備平臺(tái)和理論支持。學(xué)校還配備了錄音筆、數(shù)碼攝像機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)等音頻、視頻、圖片采集設(shè)備，若干臺(tái)臺(tái)式電腦，有利于各類地理資料收集和學(xué)生上課實(shí)際操作。以上這些為開展VR技術(shù)融入高中地理大單元教學(xué)提供了硬件和軟件支持。

綜合VR技術(shù)在高中地理大單元教學(xué)中的應(yīng)用，現(xiàn)在以2019年人教版高中地理必修一第六章《自然災(zāi)害》第二節(jié)《地質(zhì)災(zāi)害》為例，嘗試探究VR設(shè)備提供的高中地理教學(xué)資源與本部分教學(xué)內(nèi)容的滲透和融合。

四、VR技術(shù)與高中地理大單元教學(xué)的融合實(shí)踐

2017年版2020年修訂的高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)要求：運(yùn)用資料，說明常見自然災(zāi)害的成因和對(duì)人類活動(dòng)的影響。本部分重點(diǎn)幫助學(xué)生理解自然災(zāi)害與人類活動(dòng)的關(guān)系，可以考慮結(jié)合當(dāng)?shù)爻Ｒ姷淖匀粸?zāi)害展開講解，這樣可以更好地讓學(xué)生結(jié)合實(shí)際生活加深理解，同時(shí)要涉及全國(guó)范圍內(nèi)影響較大的自然災(zāi)害，拓寬學(xué)生的視野。2019年人教版高中地理必修一第六章第二節(jié)《地質(zhì)災(zāi)害》，主要涉及地震、滑坡和泥石流，這些災(zāi)害主要發(fā)生在山區(qū)，而我校所在的安徽合肥，地處平原地區(qū)，地震、滑坡和泥石流災(zāi)害都不典型，平時(shí)同學(xué)們也幾乎沒有經(jīng)歷過這樣的災(zāi)害，為了讓學(xué)生身臨其境地感受地震、滑坡和泥石流發(fā)生時(shí)的真實(shí)場(chǎng)景，了解這些地質(zhì)災(zāi)害的形成過程和機(jī)制，我們運(yùn)用VR技術(shù)提供的教學(xué)素材，形象地給同學(xué)們展示了地震、滑坡和泥石流災(zāi)害發(fā)生的機(jī)制以及防災(zāi)避險(xiǎn)的各種措施。

在地震災(zāi)害的大單元教學(xué)設(shè)計(jì)中，考慮到我們的學(xué)生大都沒有經(jīng)歷過地震災(zāi)害，課堂上教師為學(xué)生提供充分的觀察、體驗(yàn)和感受的機(jī)會(huì)，多次讓同學(xué)們接觸VR設(shè)備中關(guān)于地震的內(nèi)容，從而達(dá)到良好的教學(xué)效果。結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)情校情，為了更好地達(dá)到制定的教學(xué)目標(biāo)，這部分教學(xué)從以下四個(gè)環(huán)節(jié)展開。

第一個(gè)環(huán)節(jié)：給同學(xué)們展示一則發(fā)生在身邊的新聞。2020年11月14日，安徽省地震臺(tái)網(wǎng)正式測(cè)定：2020年11月14日07時(shí)50分在安徽合肥市廬江縣（北緯31.40度，東經(jīng)117.30度）發(fā)生1.7級(jí)地震，震源深度10公里。同學(xué)們結(jié)合材料，思考：地震屬于哪一類自然災(zāi)害？合肥是不是處在地震帶上？學(xué)生思考并回答，概述地質(zhì)災(zāi)害的基本情況。展示地質(zhì)災(zāi)害框架圖，引導(dǎo)學(xué)生思考：我們的家鄉(xiāng)——安徽合肥有哪些類型的地質(zhì)災(zāi)害？學(xué)生可以結(jié)合自己的生活經(jīng)驗(yàn)、新聞或者調(diào)查來回答。這樣的情境導(dǎo)入，極大地激發(fā)了學(xué)生探究地震災(zāi)害的興趣。接著帶領(lǐng)同學(xué)們復(fù)習(xí)必修一第一章第四節(jié)關(guān)于地球的內(nèi)部圈層的知識(shí)。地球的內(nèi)部我們是無法用肉眼觀察的，也無法挖地三尺去研究，為了能更形象地給同學(xué)們展示地球內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，同學(xué)們可以利用VR設(shè)備提供的素材在電腦上實(shí)際操作，點(diǎn)出各個(gè)圈層，再帶上配套的VR眼鏡觀察地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，這為后面學(xué)習(xí)地震知識(shí)做了鋪墊。

第二個(gè)環(huán)節(jié)：展示地震圖片和地震的相關(guān)概念，提問學(xué)生地震的相關(guān)知識(shí)（主要是檢查課前學(xué)生的自學(xué)情況）。概念包括地震、震源、震中、震中距、震源深度等，要求學(xué)生在圖中找出震源、震中、震源深度、震中距。接著，學(xué)生操作VR設(shè)備演示地震，在設(shè)備上點(diǎn)出震源、震中、震源深度、震中距在哪里。

第三個(gè)環(huán)節(jié)：學(xué)生觀看VR設(shè)備中地震發(fā)生時(shí)造成危害的視頻資料，歸納地震的危害。地震主要造成房屋倒塌，破壞道路、管道、通信等基礎(chǔ)設(shè)施，導(dǎo)致嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失;地震還會(huì)誘發(fā)崩塌、滑坡、泥石流、火災(zāi)、海嘯、有毒氣體泄漏、疫病蔓延等次生災(zāi)害。地震不僅破壞當(dāng)?shù)氐馁Y源環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)，還會(huì)造成家破人亡和生活突變，從而嚴(yán)重?fù)p害災(zāi)區(qū)人們的心理健康。這些影響具有一定的滯后性和隱蔽性，持續(xù)時(shí)間往往長(zhǎng)久。2EF57D2C-63E4-441C-BD87-400EBD3E52AE

第四個(gè)環(huán)節(jié)：利用VR設(shè)備開展“地震逃生小游戲”活動(dòng)，讓學(xué)生了解在地震真正來臨的時(shí)候，我們?nèi)绾翁由?。這個(gè)游戲不僅讓同學(xué)們學(xué)到了知識(shí)，而且激發(fā)了他們學(xué)習(xí)的興趣。

在地震這一部分知識(shí)的教學(xué)中，利用VR技術(shù)將真實(shí)情境融入課堂，不僅突出對(duì)學(xué)生“地理實(shí)踐力”“綜合思維”和“人地協(xié)調(diào)觀”素養(yǎng)的培養(yǎng)，更開拓了學(xué)生的思維，拓寬了知識(shí)面，激發(fā)學(xué)生的求知欲以及對(duì)未知世界的探索欲。

在滑坡、泥石流災(zāi)害的單元教學(xué)設(shè)計(jì)中，結(jié)合學(xué)生課前的預(yù)習(xí)，為了讓學(xué)生掌握滑坡和泥石流的基本知識(shí)，我們圍繞安徽的地質(zhì)災(zāi)害展開教學(xué)，既傳遞了知識(shí)，同時(shí)也增強(qiáng)了學(xué)生的鄉(xiāng)土情感。

第一個(gè)環(huán)節(jié)：展示安徽地質(zhì)災(zāi)害圖片，提問：什么是滑坡？什么是泥石流？

讓學(xué)生先認(rèn)識(shí)滑坡、泥石流災(zāi)害，了解滑坡、泥石流的成因，在這里可以借助VR技術(shù)動(dòng)態(tài)展示滑坡和泥石流，讓學(xué)生身臨其境地感受滑坡、泥石流發(fā)生發(fā)展的過程。結(jié)合動(dòng)態(tài)的視頻演示，讓同學(xué)們思考滑坡和泥石流的形成條件，并歸納總結(jié)其形成的過程。

第二個(gè)環(huán)節(jié)：結(jié)合滑坡和泥石流的形成過程和影響因素，展示安徽氣候和地形圖，并提問：安徽哪些地方容易發(fā)生滑坡、泥石流災(zāi)害？展示中國(guó)地形圖、年降水量圖、地震分布圖，并提問：放眼全國(guó)，還有哪些地方多發(fā)滑坡和泥石流災(zāi)害？展示中國(guó)泥石流與滑坡分布圖，找出中國(guó)滑坡、泥石流災(zāi)害最為嚴(yán)重的地區(qū)，分析我國(guó)西南地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的原因，并提問：人類活動(dòng)是否會(huì)誘發(fā)滑坡、泥石流災(zāi)害？人類活動(dòng)對(duì)植被的破壞、工程建設(shè)等都會(huì)誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。

本部分內(nèi)容的設(shè)計(jì)從安徽到全國(guó)，空間尺度由小到大，引發(fā)了學(xué)生對(duì)不同空間尺度問題的思考，引導(dǎo)學(xué)生樹立可持續(xù)發(fā)展和人地協(xié)調(diào)的思想。

第三個(gè)環(huán)節(jié)：教師給出一個(gè)設(shè)想的情境材料，讓學(xué)生思考。暑假我們沿著皖南川藏線自駕旅游，如果在沿途遭遇滑坡和泥石流災(zāi)害，我們應(yīng)該怎么逃生自救呢？政府、地質(zhì)工程師、當(dāng)?shù)氐木用竦仍诜罏?zāi)減災(zāi)中應(yīng)該做些什么？接著通過VR技術(shù)開展地質(zhì)災(zāi)害逃生小游戲，以游戲的方式加深對(duì)問題的思考（VR玩游戲：遭遇滑坡和泥石流的自救方法）。比如，在VR設(shè)備提供的模擬情境中，泥石流發(fā)生的時(shí)候有四條逃生的路徑，學(xué)生看完視頻后，往哪里逃生的問題迎刃而解：應(yīng)該往背向泥石流的高處逃生。這樣增強(qiáng)了同學(xué)們野外求生的技能，提高了地理課堂的趣味性，更好地促進(jìn)地理學(xué)習(xí)。

第四個(gè)環(huán)節(jié)：展示新聞圖片（地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警、臺(tái)風(fēng)“煙花”引起滑坡、海地地震、地震引起滑坡和泥石流），通過災(zāi)害關(guān)聯(lián)提高學(xué)生綜合思維能力;通過北斗定位導(dǎo)航技術(shù)成功預(yù)警災(zāi)害樹立學(xué)生的國(guó)家自豪感;讓學(xué)生了解自然災(zāi)害的關(guān)聯(lián)性，并明白可以通過技術(shù)手段預(yù)警災(zāi)害。

本部分內(nèi)容設(shè)計(jì)思路：本課時(shí)包括課前、課中、課后三部分，課前預(yù)習(xí)、收集地質(zhì)災(zāi)害的相關(guān)資料，課中以初識(shí)災(zāi)害、探究成因、痛心危害、防災(zāi)減災(zāi)四個(gè)部分展開，課后進(jìn)行任務(wù)拓展。以安徽地質(zhì)災(zāi)害為背景來了解災(zāi)害并探究成因，以VR技術(shù)為手段創(chuàng)造災(zāi)害發(fā)生時(shí)的情境，提高課堂的參與性和趣味性;在教學(xué)過程中，首先利用VR技術(shù)直觀展示滑坡和泥石流的形成，讓學(xué)生親身體驗(yàn)災(zāi)害發(fā)生過程;接著講解滑坡、泥石流災(zāi)害成因，分布和危害。

本節(jié)內(nèi)容的單元教學(xué)設(shè)計(jì)滲透對(duì)不同空間尺度的區(qū)域認(rèn)知，滲透地理實(shí)踐力、人地協(xié)調(diào)觀;通過各地地震、滑坡、泥石流危害，引起學(xué)生共情，并在情境體驗(yàn)中更好地思考如何防災(zāi)減災(zāi)。整節(jié)課以VR技術(shù)提供的真實(shí)情境貫穿始終，學(xué)生隨著課堂節(jié)奏從初識(shí)災(zāi)害（驚），到探究成因（奇），再到痛心危害（苦），最后到防災(zāi)減災(zāi)及VR游戲（樂）。

五、結(jié)語

VR技術(shù)與高中地理教學(xué)融合，已經(jīng)開始在部分地區(qū)的學(xué)校展開實(shí)踐。筆者結(jié)合校情、學(xué)情，一直在努力探索VR技術(shù)與高中地理大單元教學(xué)融合，在實(shí)際的教學(xué)中也整理了我校地理組教師執(zhí)教的教學(xué)案例與實(shí)錄，如利用VR技術(shù)講授《植被》《海水的運(yùn)動(dòng)》《地質(zhì)災(zāi)害》《滑坡和泥石流》《土壤》《地球的圈層結(jié)構(gòu)》《常見地貌類型》等章節(jié)內(nèi)容，課堂上學(xué)生相比傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)更積極主動(dòng)，學(xué)生能更直觀地觀察自然界的地理現(xiàn)象、地理規(guī)律，從而進(jìn)一步理解教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)效果較好。VR技術(shù)融入高中地理大單元教學(xué)中，將真實(shí)情境貫穿在整個(gè)教學(xué)中，從而營(yíng)造有利于學(xué)生形成地理信息獲取意識(shí)和解決問題能力的教學(xué)環(huán)境，為高中地理多元化教學(xué)提供了一種新的教學(xué)手段。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉美辰.VR技術(shù)在中學(xué)生地理核心素養(yǎng)培養(yǎng)中的實(shí)踐研究[J].中學(xué)地理教學(xué)參考，2020（8）：7274.

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責(zé)任編輯：黃大燦2EF57D2C-63E4-441C-BD87-400EBD3E52AE