王玲玲 劉慕鴻

摘 要 VR技術(shù)的運(yùn)用，對(duì)于初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)具有重要意義，不僅可以激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣，而且能調(diào)動(dòng)學(xué)生參與數(shù)學(xué)課堂的積極性與主動(dòng)性，為提升課堂質(zhì)量提供幫助。分析VR技術(shù)在初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)，探討運(yùn)用策略。

關(guān)鍵詞 VR技術(shù)；初中數(shù)學(xué)；計(jì)算機(jī)；虛擬現(xiàn)實(shí)

中圖分類號(hào)：G633.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2018）11-0025-02

1 前言

VR（Virtual Reality，即虛擬現(xiàn)實(shí)，簡稱VR）技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的分析，構(gòu)建出一種多源信息融合的交互式的三維動(dòng)態(tài)仿真環(huán)境。用戶借助必要的設(shè)備（如特制的服裝、頭盔、手套和鞋），以自然的方式與虛擬環(huán)境中的實(shí)體對(duì)象進(jìn)行交互作用、相互影響，從而產(chǎn)生身臨其境的感受和體驗(yàn)。

視景和實(shí)體行為的VR技術(shù)運(yùn)用在初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中，可以讓學(xué)生在虛擬實(shí)景中體驗(yàn)和學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，不僅有助于活躍課堂氛圍，而且可以點(diǎn)燃學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師要提高對(duì)VR技術(shù)運(yùn)用的重視，充分尊重學(xué)生的主體位置，重視課堂教學(xué)的優(yōu)化，化抽象知識(shí)為具體形象，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解，從而為提高初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量與效率提供重要保障。下面圍繞VR體技術(shù)在初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)展開簡單分析與探討。

2 VR技術(shù)在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中運(yùn)用的優(yōu)勢(shì)

VR技術(shù)的運(yùn)用可以化抽象復(fù)雜的數(shù)學(xué)內(nèi)容為直觀形象化，易于學(xué)生接受與理解，有利于激發(fā)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣，有助于活躍數(shù)學(xué)課堂教學(xué)氛圍。VR技術(shù)運(yùn)用在課堂教學(xué)中，要求教師熟練掌握技術(shù)要點(diǎn)，具備程序設(shè)計(jì)開發(fā)的時(shí)間與能力，具有良好的想象力與創(chuàng)意，所以這也迫使教師必須提高技術(shù)素養(yǎng)和教學(xué)水平。

激發(fā)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣 在傳統(tǒng)的初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中，教師主要采用以講述為主的“灌輸式”教學(xué)方式，“一支粉筆、一塊黑板”，居于課堂教學(xué)的主導(dǎo)位置，導(dǎo)致課堂教學(xué)氣氛十分沉悶，加大了學(xué)生的理解難度，難以取得良好的教學(xué)效果。VR技術(shù)在初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中的運(yùn)用，以動(dòng)態(tài)方式呈現(xiàn)出教學(xué)內(nèi)容，不僅可以集中學(xué)生的注意力，而且可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而為提高初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的質(zhì)量與效率提供重要保障。如VR技術(shù)的應(yīng)用可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)出生動(dòng)鮮明的教學(xué)情境，降低數(shù)學(xué)教學(xué)的難度，通過在課堂教學(xué)中創(chuàng)設(shè)場景，以及使用聲音、畫面以及三維效果等，以直觀形象的方式呈現(xiàn)問題，有助于教師講解，便于學(xué)生接受與理解。此外，該技術(shù)的運(yùn)用可提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，活躍課堂教學(xué)氛圍，強(qiáng)化師生間的互動(dòng)交流，讓學(xué)生愛上數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)。

促進(jìn)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的優(yōu)化 在初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)之中運(yùn)用VR技術(shù)，可以將枯燥的數(shù)學(xué)理論構(gòu)建成逼真的三維場景，然后通過程序驅(qū)動(dòng)，達(dá)到將數(shù)學(xué)的抽象理論具體化、形象化，為學(xué)生營造出輕松愉快的課堂氛圍，調(diào)動(dòng)思維的積極性，有助于發(fā)揮出學(xué)生的主觀能動(dòng)性，引發(fā)學(xué)生積極探索數(shù)學(xué)知識(shí)，提高初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量。通過VR技術(shù)的運(yùn)用，學(xué)生可以更加直觀地去親身感受數(shù)學(xué)的奧秘，尤其是幾何類的課題，學(xué)起來更加輕松，記憶更加深刻，既優(yōu)化了數(shù)學(xué)課堂教學(xué)，又讓學(xué)生在快樂的氛圍中掌握知識(shí)。

促進(jìn)數(shù)學(xué)知識(shí)的具體化 對(duì)于學(xué)生的理解能力來說，平面幾何的知識(shí)比較抽象，不少學(xué)生都表示這一部分內(nèi)容不僅枯燥無味，而且晦澀難懂。傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)模式下，教師在演示這部分內(nèi)容時(shí)主要通過板書方式。平面幾何教學(xué)中含有大量的圖形知識(shí)，僅僅是通過板書方式演示這部分內(nèi)容，既浪費(fèi)寶貴的課堂教學(xué)時(shí)間，而且難以讓學(xué)生對(duì)抽象圖形有直觀的理解。運(yùn)用VR技術(shù)以虛擬幾何圖形的方式向?qū)W生展示內(nèi)容，既降低了知識(shí)的難度，也便于學(xué)生理解知識(shí)點(diǎn)，從而讓學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)有更為形象具體的認(rèn)識(shí)。

此外，傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn)教學(xué)器械與實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足的問題。針對(duì)這個(gè)問題，通過VR技術(shù)的應(yīng)用隨時(shí)可以向?qū)W生展示出真實(shí)的場景，從而讓學(xué)生有身臨其境的感覺，充分融入情景式教學(xué)中。以初一數(shù)學(xué)“豐富的圖形世界”一章為例，學(xué)生可以通過VR技術(shù)，更好地理解圓柱和圓錐的相同與不同、棱柱和圓柱的相同與不同等，認(rèn)識(shí)較難理解的多面幾何體，也可以更直觀地感受平面圖形旋轉(zhuǎn)成幾何圖形。

3 VR技術(shù)在初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中的運(yùn)用策略

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，VR技術(shù)在教育領(lǐng)域運(yùn)用廣泛，不僅帶給學(xué)生更為逼真的感受，對(duì)于解決初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的重難點(diǎn)問題也有著重要作用。在初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中應(yīng)用VR技術(shù)，以生動(dòng)具體的場景展現(xiàn)出枯燥無味的數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容，并配合使用圖片、聲音以及視頻等素材，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)出逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，從而強(qiáng)化學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)原理的認(rèn)識(shí)與理解。

營造出輕松愉悅的課堂情境 好奇心重是初中學(xué)生的主要特點(diǎn)之一，教師要抓住學(xué)生的這一心理特點(diǎn)，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，努力為學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)情境，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體性，為學(xué)生營造出輕松愉快的課堂氛圍。如在教學(xué)“圖形的相似”這一部分內(nèi)容時(shí)，為了幫助學(xué)生更好地根據(jù)情境認(rèn)識(shí)與辨別相似圖形，教師可以利用VR技術(shù)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的課堂情境，從而為提高數(shù)學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量提供重要保障。

引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究 隨著素質(zhì)教育理念的提出，對(duì)初中數(shù)學(xué)教學(xué)提出更高的要求。因此，教師要順應(yīng)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，除了要重視數(shù)學(xué)知識(shí)的講授，更要重視在課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)與探究習(xí)慣。在初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)過程中，教師要充分發(fā)揮出自身的主導(dǎo)作用，堅(jiān)持因材施教原則開展啟發(fā)式教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)與獨(dú)立思考，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極主動(dòng)參與課堂教學(xué)，從而讓學(xué)生的數(shù)學(xué)思維得到提升。為此，教師可以充分發(fā)揮出多媒體的優(yōu)勢(shì)，利用VR技術(shù)，為學(xué)生提供豐富的自主探究機(jī)會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力。

如正數(shù)與負(fù)數(shù)是對(duì)數(shù)的范圍擴(kuò)充，是學(xué)生今后學(xué)習(xí)相反數(shù)、絕對(duì)值以及有理數(shù)運(yùn)算的基礎(chǔ)。所以，無論是教師，還是學(xué)生，都應(yīng)提高對(duì)這部分內(nèi)容的重視。在課堂教學(xué)中，教師可以運(yùn)用VR技術(shù)輔助教學(xué)，在導(dǎo)入負(fù)數(shù)概念時(shí)采用學(xué)生所熟悉的實(shí)例，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)在生活中的作用。如利用VR技術(shù)，教師在虛擬的中國地形圖上標(biāo)注有關(guān)海拔數(shù)據(jù)，通過虛擬實(shí)景的引入，讓學(xué)生初步認(rèn)識(shí)負(fù)數(shù)。

加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)技巧的指導(dǎo) 基于新課程背景，教師要轉(zhuǎn)變自身的角色，由以往的教學(xué)主導(dǎo)者轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)引導(dǎo)者、組織者與促進(jìn)者，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)技巧的指導(dǎo)，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效率。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中教師居于主導(dǎo)位置，學(xué)生處于被動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)。針對(duì)這個(gè)問題，教師在新時(shí)期要重視與學(xué)生建立起民主和諧的師生關(guān)系，努力成為學(xué)生的良師益友，加強(qiáng)與學(xué)生之間的互動(dòng)交流。與此同時(shí)，在信息時(shí)代背景下，教師要熟練掌握VR技術(shù)的運(yùn)用方式，發(fā)揮多媒體對(duì)促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量提升的作用。

組織豐富的課外實(shí)踐活動(dòng) 社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，對(duì)于人才的實(shí)踐能力提出更高的要求。所以，教師在保障數(shù)學(xué)理論知識(shí)教學(xué)質(zhì)量基礎(chǔ)上，要重視組織開展豐富的課外實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生形成終身學(xué)習(xí)的理念，擴(kuò)展學(xué)生的數(shù)學(xué)思維與綜合實(shí)力。通過開展多樣化的課外實(shí)踐活動(dòng)，不僅可以提供給學(xué)生展示自我才華與能力的機(jī)會(huì)，而且深化學(xué)生之間的友誼，為課堂教學(xué)的開展奠定基礎(chǔ)。

其中，在課堂時(shí)間組織開展的活動(dòng)中，VR技術(shù)發(fā)揮著重要的促進(jìn)作用，可以有效保障實(shí)踐活動(dòng)的質(zhì)量與效果。如讓學(xué)生用自己的照片生成3D模型，或者坐在虛擬教室里進(jìn)行幾何實(shí)物拼裝操作游戲等。

突破數(shù)學(xué)教學(xué)中的重難點(diǎn) 初中數(shù)學(xué)涉及許多方面的內(nèi)容，對(duì)于學(xué)生的理解能力要求較高，但許多數(shù)學(xué)知識(shí)內(nèi)容缺乏實(shí)體，更增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。然而，通過VR技術(shù)的運(yùn)用，可以突破數(shù)學(xué)教學(xué)的時(shí)空限制，化抽象的內(nèi)容為直觀形象，從而幫助學(xué)生更好地理解知識(shí)內(nèi)容，降低學(xué)生的解題難度，實(shí)現(xiàn)對(duì)教材重難點(diǎn)知識(shí)的突破。

如在學(xué)習(xí)點(diǎn)、直線、圓與圓的位置關(guān)系這部分內(nèi)容時(shí)，大多數(shù)學(xué)生都覺得非常吃力，尤其是無法深入理解相切、內(nèi)含等位置關(guān)系。因此，教師可以利用VR技術(shù)輔助教學(xué)，向?qū)W生進(jìn)行直觀演示，并引導(dǎo)學(xué)生深入觀察兩圓相交或相切的變化趨勢(shì)。通過實(shí)景動(dòng)畫演示的方式，便于學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)物體與圓位置變化關(guān)系，讓學(xué)生充分掌握與圓相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，從而提高學(xué)生的整體學(xué)習(xí)質(zhì)量。

構(gòu)建專用的課件素材庫 現(xiàn)階段，利用VR技術(shù)進(jìn)行教學(xué)還存在課件匱乏的不足，不少教師表示備課環(huán)節(jié)難以找到符合教材要求的課件。同時(shí)，受自身計(jì)算機(jī)技術(shù)操作水平的限制，加上教學(xué)負(fù)擔(dān)重，教師難以花費(fèi)大量時(shí)間制作精美的課件。針對(duì)這個(gè)問題，可以考慮由專業(yè)人員負(fù)責(zé)收集與整理教師所制作的課件，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)課件的最大化運(yùn)用。構(gòu)建課件專用的素材庫是不錯(cuò)的選擇，教師在備課環(huán)節(jié)可以借鑒他人優(yōu)秀的成果，并根據(jù)具體內(nèi)容組織自己所需要的課件，這樣就節(jié)約了尋找資料的時(shí)間，顯著提升備課的效率。

4 結(jié)語

總之，合理利用VR技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，不僅有效地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足，而且保障了初中數(shù)學(xué)教學(xué)的質(zhì)量與效果。為此，教師要重視VR技術(shù)的運(yùn)用，根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理運(yùn)用，并通過積極的創(chuàng)新方式，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力與創(chuàng)新能力，兼顧學(xué)生理論知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作，保證學(xué)生學(xué)到知識(shí)，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量不斷提升。

參考文獻(xiàn)

[1]張佳，黎敏謙，李振杰，等.VR技術(shù)在實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2016，12（12）：172-174.

[2]鄭佳.初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中多媒體技術(shù)應(yīng)用探析[J].中國教育技術(shù)裝備，2017（13）：23-24.

[3]王磊，孫朝仁.基于“VR”的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)：“三個(gè)視圖”的教材理解、教學(xué)困惑及變革嘗試[J].中小學(xué)數(shù)學(xué)：初中版，2017（Z2）：78-81

[4]呂國棟.多媒體技術(shù)在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用策略[J].學(xué)周刊，2016（31）：187-188.

[5]習(xí)海旭.利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)培養(yǎng)初中生幾何空間能力的研究[D].南京：南京師范大學(xué)，2006.