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摘 要：校本课程发展面临的学生学习兴趣不高、课程质量不高以及偏远地区教学资源的缺乏的问题，使得校本课程的作用和价值没有得到充分的发挥。如何使校本课程蓬勃发展并充分体现其价值呢？本文从 VR 技术的角度出发，列举了多个 VR 技术在教育中应用的成功案例，论述了利用 VR 技术解决校本课程发展中面临的问题的可行性，并对 VR 技术与教育相结合的效果进行了评价，以供校本课程的开发人员以及教学人员参考。
关键词：VR 技术；校本课程；课程开发
本文引用格式：陈光环 , 张玉梅 , 杨红红 .VR 技术让校本课程蓬勃发展 [J]. 教育现代化 ,2020,7(94):8-11.
vR Technology makes The school-based curriculum Flourish
Chen Guanghuan2, ZhAnG Yumei1,2, YAnG honghong1
(1.Key Laboratory of Modern Teaching Technology, Ministry of education, Shaanxi normal University, Xi 'an, Shaanxi; 2.College of Computer Science, Shaanxi normal University, Xi 'an, Shaanxi)
Abstract: The development of school-based curriculum is faced with the problems of students' low interest in learning, low quality of curriculum and the lack of teaching resources in remote areas, which make the role and value of school- based curriculum not fully played. How to make the school-based curriculum flourish and fully reflect its value? From the perspective of VR technology, this paper lists several successful cases of VR technology application in education, discusses the feasibility of using VR technology to solve problems faced in the development of school-based curriculum, and evaluates the effect of combining VR technology with education, so as to provide reference for developers and teaching staff of school-based curriculum.
Key words: VR technology; school-based courses; curriculum development
一 引言
学校在规划并且实施好国家课程和地方课程的基础上，根据本校实际情况和学校自身特点而开发的课程即为校本课程 [1]。在我国义务教育阶段，国家课程起主要作用，并且在学校课程中占有相当大的比重，而在高等教育阶段则相反，国家很少对高校课程的设置和内容进行规定，因此， 地方课程和校本课程成为高校的主要课程。有效解决校本课程发展面临的问题，对学校的特色化发展，课程体系的不断丰富，和谐校园的构建有很大的推动作用，同时也对学校培养学生的思维能力和实践能力有很大的帮助。
二 校本课程的现状及存在的问题
（一） 义务教育阶段
（1）学生对校本课程的学习兴趣低。由于义务教育阶段学生多年接受的均为国家课程，在不熟悉的情况下，学生很难对校本课程产生学习兴趣和主动性，导致部分教师在开展教学活动时只能采用教授法，由此一来，学生的学习兴趣更难建立。
（2）校本课程开发的质量有待提高。自从校本课程提出后，全国各地的学校都积极响应。虽然在实施过程中取得了较好的成果，但是也存在一些问题，其中课程的质量问题最为显著。原因在于校本课程是基于学校自身特点的，不同学校会开设不同的校本课程，导致有的学校校本课程开设种类繁多，有的则屈指可数，出现了校本课程开设多的学校顾此失彼，开设少的忽视校本课程的现象，很难保证校本课程的质量。
（3）偏远地区缺乏课程资源。在农村的学校中，存在着一名教师身兼多门课程教学或者多个班级课程教学的现象，这些老师是没有精力再去开发校本课程的。
（二） 高等教育阶段
高校中的特色校本课程资源共享度低。高等教育阶段校本课程的发展较义务教育阶段来说较好，在各大高校的门户网站上都会有学校的特色课程，或许在中国大学 MOOC 上也能找到，但是对于一些课程，仅仅通过网络形式学习的效果远不如利用 VR 技术使学习者身临其境去学习的效果好。另外，高校需要培养能扎实掌握学科基础理论、专业知识并且具有一定实际操作能力的学生，由于学习环境和学习资源的限制，学生的能力发展也受到了阻碍。例如，古建筑课程教学、中医针灸、园林工程中的“画法几何”等这样需要亲身实践的课程又如何仅仅通过视觉观看能学的好的呢？
三 VR 技术在教育领域中的应用案例
虚拟现实技术 (Virtual Reality, 简称 VR)，它利用计算机技术生成各种逼真的情景使用户身临其境，以此创建和体验虚拟世界的计算机系统 [2]。“虚拟与增强现实学习环境 ( 编号 F070103)”被国家自然科学基金在 2018 年首次纳入项目指南，标志我国对 VR 学习环境的研究进入新阶段 [3]。
VR 技术不仅可以让学生通过电子设备获得沉浸感，激发学生学习的灵感，还能使学生获得第一人称的体验。在教育领域，VR 技术与具体的学科教学相结合对提升教学效果有很大的作用，取得一定成果的实例比比皆是。比如基于 VR 技术的化学教学资源开发，消除了化学实验中存在的危险性、不可现实操作性和难以理解性 [4]，如图1 所示；基于 VR 技术的历史教育游戏，利用教育游戏吸引学生，辅导其对历史知识的复习，从而有效提高学习历史的效率 [5]，其游戏场景如图 2 所示；以及在地理教学中结合基于 zSpace 的虚拟现实技术，来解决教学中时间与空间上的因素限制 [6]，其教学情境如图 3 所示等等。
图 1 酒精灯点燃效果 图 2 初中历史教育游戏 图 3 VR 技术与地理学科相结合
由此可见，VR 技术让教育形式得到了又一次的丰富与革新。沉浸式、交互式与创造式的学习环境，不仅有助于激发学习者学习动机、增加学习者学习兴趣，还有利于解决校本课程面临的问题，促进校本课程的蓬勃发展。
四 利用 VR 技术解决校本课程面临的问题
利用 VR 技术解决校本课程面临的上述问题思路如图 4 所示。
图 4 VR 技术解决校本课程面临问题的思路
（1）针对学生对校本课程学习兴趣低的问题。可以将校本课程与 VR 技术相结合，那么学生的学习兴趣将会大大提高，并且在体验的过程中学生也会提出建议或意见，也为学生参与校本课程的开发提供了途径，对校本课程的体系形成以及质量提高有很大的帮助。
（2）针对校本课程开发的质量有待提高的问题。提倡校本课程开设种类繁多的学校选取几门比较好的课程结合 VR 技术开发，供跨地域跨校区的其他学校参考学习，那么学校将会在质量上有更高的要求。同时，校本课程开设较少的学校将会有所借鉴和参考，对他们的校本课程开发有一定的作用。
（3）针对偏远地区缺乏课程资源的问题。现在是信息时代，也是互联网时代，教育领域的资源共享已是一种趋势。因此，我们提倡校本课程开发较好的学校结合 VR 技术，让本校的课程走向其他学校。一方面会让优秀学校更加注重校本课程的质量，继续开发更好的课程，对本校也会起到宣传以及榜样作用；另一方面，教学资源匮乏的学校也有了参考和学习的渠道。 例如，甘肃的麦积山石窟艺术，如果作为中学美术的校本课程，利用 VR 技术构建虚拟学习环境供其他学校参考学习，这样不仅能促进甘肃地区的教育教学资源得到开发和利用，还能弘扬当地的特色文化。
（二） 高等教育阶段
对于高校来说，课程开发的好，对本校是一种宣传作用，对其他学校来说，也是教育资源共享的受益者。无论怎样，都是在推动教育向前发展， 值得提倡。所以，特色校本课程开发较好的高校可以结合 VR 技术为本校的校本课程打造更广阔的平台。例如，中医教学的基本课程——中医针灸， 传统的教学方法和模式对于学生掌握的理论和临床技能的考核存在一定的局限性，如若运用 VR 技术实现虚拟的针灸识穴，针号的选择以及插入穴位深度的训练，将有助于学生的实践操作，也能让更多的人喜欢和学习中医针灸 [7]；以及当前的古建筑课程教学中，传统的教学模式不利于学生理解和掌握古建筑的形态特点，同时二维的平面图像和抽象的数字概念，容易让学生对古建筑的认识产生混乱，而 VR 技术能将平面化的知识转化到立体维度，这样让学生能更好地认识和感知古建筑 [8]，对其他高校类似的课程会有很大的帮助；“互联网 +VR”的教学平台能够有效解决学生学习园林工程中“画法几何”课程过程中遇到的各种问题， 提升了学生的空间思维能力和实践绘图能力，如果逐步推广到其他高校，可以为其他高校在线开放课程平台的构建提供借鉴和参考 [9]。
五 效果评价
虚拟学习环境的使用群体主要是学习者，那么学习者对虚拟环境的态度是怎样的呢？希腊约阿尼纳大学研究者为 20 个受试者提供了虚拟办公室，并搜集受试者在体验后对虚拟办公室的态度， 结果如图 5 所示。研究结果表明，学习者对虚拟学习环境的态度是积极的 [10]。
图 5 学生体验后的调查结果
VR 技术是否真的可以提高学习者的学习效果呢？为了调查 VR 技术在儿童教育中的应用效果，清华大学的研究者挑选了 4 款具有代表性的教育类VRR 技术是否真的可以提高学习者的学习效果呢？为了调查 VR 技术在儿童教育中的应用效果，清华大学的研究者挑选了 4 款具有代表性的教育类VR应用程序 [11,12]，如图 6 所示，并选择了 10 名参与者， 观察他们在玩儿这些 VR 应用程序时的情况 [11]，如图7 所示。与此同时也和 14 位不同的专家交流分享了他们在儿童学习和教育方面的经验与看法。结果表明， VR 在儿童学科教育中的确存在着优势。例如，科学研究中经常涉及儿童很难理解的抽象知识，VR 技术有助于将抽象知识具体化、形象化，真正帮助儿童深入理解。除此之外，VR 技术增强了科学研究的实效性，使得社会研究变得有趣，也给予了儿童更多的活动，它所提供的好的学习经验和小的突破能促使儿童尝试更具有挑战性的问题，获得更多的知识。
图 6 4 款教育 VR 应用
图 7 儿童体验教育 VR 应用
VR 技术对提高学习者的学习能力有帮助吗？ 众所周知，编程对于初学者来说存在着一些困难， 如果缺乏有效的工具帮助他们克服这些困难会影响学生的学习动机。随着时间的推移，学习者会对学习编程产生反感，所以需要找到一种合适的方法来激发学生的学习兴趣，改变他们对学习编程的看法。为了帮助学习者学习和获得计算机编程经验必须具备的批判性思维和问题解决技能，普渡大学的研究者利用 VR 技术制作了一个基本概念的详细列表， 可以将概念可视化，学生可以在游戏中与 3D 对象交互，比如可以选择或者删除正确数据类型上的值[12]，如图 8 所示。研究结果显示，这样的交互式学习方法提高了学生在课程中的表现，也提高了学生毕业的成功率，增加了学生的就业前景。
图 8 交互式可视化的“变量类型”
空间能力是人类认知能力的重要组成部分， 是学习者不可缺少的能力，在学科学习中起着至关重要的作用 [13]。美国研究者使用 3D 虚拟游戏就学习环境和空间能力对学生化学学习成绩的影响进行了探讨，发现空间能力较差的学生，若在三维虚拟世界中进行相关的学习活动，理解分子三维本质方面要比在二维环境中学习的学生进步的要快。同时，学生空间能力的提高也使其科学学习成绩得到提高 [14]。
综上，VR 融入教育领域结合游戏化、情景化等多种手段，能够有效解决教育难题、激发学生学习兴趣。利用 VR 技术的沉浸感，能够实现在虚拟场景下给学生提供直接参与、互动的机会和实际操作的机会，有助于学生记忆知识内容， 提升学习能力。与此同时，VR 教学可以打破时间、空间、地区和学校的限制，真正实现了教育资源共享，对校本课程的发展有着积极的作用。
参考文献
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[14]Merchant Z,Goetz e.T.,Keeney-Kennicutt W, et al. exploring 3-D virtual reality technology for spatial ability and chemistry achievement[J].Journal of Computer Assisted Learning,2013,29(6):579-590.
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