摘要：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在學(xué)前教育中的應(yīng)用具有一定的教育價(jià)值和社會(huì)價(jià)值，可以很好地促進(jìn)學(xué)前教育的教學(xué)改革和創(chuàng)新。本課題從VR技術(shù)現(xiàn)狀出發(fā)，設(shè)計(jì)了VR技術(shù)課件《果樹(shù)寶寶長(zhǎng)大了》作為研究案例，探索VR技術(shù)在學(xué)前教育中的具體應(yīng)用。首先，根據(jù)學(xué)前兒童身心發(fā)展的特點(diǎn)，探討了VR技術(shù)在學(xué)前教育和教學(xué)中的可行性；其次，分析了VR技術(shù)在學(xué)前教育中的應(yīng)用方法，為學(xué)前教育工作者提供技術(shù)指導(dǎo)；最后，VR技術(shù)還可以克服傳統(tǒng)學(xué)前教育在教學(xué)條件上的不足，打破學(xué)前教育在教學(xué)上的時(shí)空限制。

關(guān)鍵詞：學(xué)前教育；虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）；案例教學(xué)

進(jìn)入21世紀(jì)后，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展十分迅猛，尤其近十年互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，平板、手機(jī)、電腦進(jìn)入了千家萬(wàn)戶(hù)，各種線上教學(xué)APP如雨后春筍般涌現(xiàn)。在政策、科技和資金的支持下，教育技術(shù)的發(fā)展也是日新月異。從20世紀(jì)的投影技術(shù)，到21世紀(jì)初的多媒體系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都被應(yīng)用于教學(xué)改革?，F(xiàn)代的遠(yuǎn)程教育、混合教學(xué)、線上課堂等教育技術(shù)進(jìn)步十分迅速，其中，最引起廣大教育者關(guān)注的虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)也被逐步應(yīng)用于學(xué)前教育中。

一、VR技術(shù)的概述

（一）VR技術(shù)的概念

VR的英文全稱(chēng)為“Virtual Reality”，中文譯為“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)”“虛擬實(shí)境”“虛實(shí)感”等。由于中英文之間的翻譯比較靈活，筆者查閱各種文獻(xiàn)，中國(guó)人習(xí)慣上把“Virtual Reality”翻譯為“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)”。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)以及各種傳感器的輔助，通過(guò)技術(shù)手段創(chuàng)造出一種逼真的虛擬三維環(huán)境，模擬各種感官體驗(yàn)，讓人置身于這個(gè)環(huán)境中，仿佛處在現(xiàn)實(shí)世界一樣。人們可以很自然地在這個(gè)環(huán)境中進(jìn)行“真實(shí)”的交互，學(xué)習(xí)、生活、進(jìn)行科學(xué)研究等[1]。

（二）VR技術(shù)特點(diǎn)

VR技術(shù)有三個(gè)最基本特點(diǎn)，它們分別是Immersion（沉浸性）、Interaction（交互性）、Imagination（想象性）[2]。沉浸性是指VR技術(shù)能夠給人帶來(lái)身臨其境的感受。通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)，模擬出類(lèi)似于真實(shí)世界的虛擬環(huán)境，人們?cè)谔摂M環(huán)境中，視覺(jué)、觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等感官全部都能高度還原，讓用戶(hù)忘記自己處在虛擬環(huán)境中。

交互性是指人們?cè)谔摂M環(huán)境中，可以通過(guò)VR設(shè)備與虛擬人物進(jìn)行無(wú)障礙交流，也可以在虛擬環(huán)境中對(duì)虛擬物體進(jìn)行加工改造。比如，現(xiàn)在比較流行的虛擬實(shí)驗(yàn)室，科學(xué)家可以在虛擬實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和科學(xué)研究，這樣不僅安全有效，而且能夠節(jié)省時(shí)間和資金成本。

想象性是指人們可以利用VR技術(shù)，打破時(shí)間和空間的局限，自由構(gòu)想不存在的事物和環(huán)境?？梢约ぐl(fā)人們的想象力和創(chuàng)造力。比如，在歷史教學(xué)中，教師可以利用VR技術(shù)帶領(lǐng)學(xué)生“穿越”到不同的朝代，感受各朝代的風(fēng)俗人情，到歷史人物身邊，感受每個(gè)歷史人物的喜怒哀樂(lè)。

（三）VR技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

美國(guó)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)源地。20世紀(jì)50年代，美國(guó)的VPL公司提出了虛擬現(xiàn)實(shí)概念。自80年代開(kāi)始，美國(guó)宇航局NASA就開(kāi)始研究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，并研制出了一些虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備。隨后，麻省理工學(xué)院開(kāi)始了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、機(jī)器人、人工智能等研究。這些研究都推動(dòng)了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，并使VR技術(shù)開(kāi)始廣泛應(yīng)用于航天航空、軍事等領(lǐng)域。

我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)起步于20世紀(jì)90年代，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，VR技術(shù)起步較晚。但是，國(guó)家高度重視VR技術(shù)，我國(guó)的高等院校和科研院所均積極投入VR技術(shù)研究，使我國(guó)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距逐漸縮小。

2018年，工業(yè)和信息化部印發(fā)了《關(guān)于加快推進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》。近年來(lái)，我國(guó)在近眼顯示技術(shù)、多感官協(xié)同技術(shù)、全景攝錄技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)、內(nèi)容處理技術(shù)等方面取得了顯著突破。VR技術(shù)在智能制造、醫(yī)療健康、教育培訓(xùn)、影視文化等領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。

二、VR技術(shù)與學(xué)前教育融合分析

學(xué)前兒童的年齡在3-7歲之間，根據(jù)皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展理論，我們可以發(fā)現(xiàn)學(xué)前兒童處于前運(yùn)算階段。在這個(gè)階段，兒童已經(jīng)可以用語(yǔ)言和符號(hào)表示物體，因此具備了一定的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力。同時(shí)，學(xué)前兒童的思維不可逆，以形象思維為主，能夠?qū)W習(xí)和思考具體的事物。學(xué)前兒童的學(xué)習(xí)是通過(guò)直接觀察具體事物而進(jìn)行的[3]。對(duì)于學(xué)前兒童來(lái)說(shuō)，抽象思維太過(guò)困難。例如，詢(xún)問(wèn)學(xué)前兒童一公斤的棉花和一公斤的鐵哪個(gè)更重，大部分兒童會(huì)選擇鐵。在他們的思維中，鐵是重的，而棉花則是輕的，這展示了學(xué)前兒童形象思維的特點(diǎn)。

VR技術(shù)具有沉浸性、交互性和想象性三大特征，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、傳感器技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)和仿真技術(shù)等，創(chuàng)造出一個(gè)真實(shí)的虛擬環(huán)境。利用學(xué)前兒童喜愛(ài)模仿、想象和學(xué)習(xí)探索等特點(diǎn)，可以對(duì)學(xué)前兒童進(jìn)行課程教學(xué)，讓幼兒在虛擬的環(huán)境中“身臨其境”地學(xué)習(xí)。

學(xué)前教育包括健康、社會(huì)、科學(xué)、藝術(shù)和語(yǔ)言五大領(lǐng)域。在這五大領(lǐng)域中，VR技術(shù)在教學(xué)和設(shè)計(jì)方面有著巨大的優(yōu)勢(shì)。VR技術(shù)不受空間和時(shí)間的限制，能夠打破傳統(tǒng)教室對(duì)學(xué)前兒童好奇心和想象力的束縛。同時(shí)，VR技術(shù)也是安全可靠的，在幼兒學(xué)習(xí)中不會(huì)對(duì)幼兒造成傷害。

例如，在社會(huì)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)中，如果想讓學(xué)前兒童學(xué)會(huì)認(rèn)識(shí)交通工具和紅綠燈，以及了解一些基本的交通法規(guī)，僅僅依靠課堂上的講解，很多幼兒由于身心發(fā)展不足，可能無(wú)法理解。這時(shí)，我們可以利用VR技術(shù)，在虛擬的場(chǎng)景中模擬出一個(gè)街區(qū)，街道邊有各種交通工具，模擬出的虛擬人物——交警叔叔，教師和交警叔叔一起帶領(lǐng)學(xué)前兒童認(rèn)識(shí)交通工具、學(xué)習(xí)如何乘車(chē)，認(rèn)識(shí)紅綠燈，掌握基本的交通法規(guī)。如果有的幼兒一次學(xué)不會(huì)，還可以利用VR技術(shù)進(jìn)行因材施教，虛擬人物可以“一對(duì)一”教導(dǎo)幼兒，反復(fù)訓(xùn)練，直到幼兒掌握基本的交通法規(guī)為止。從這個(gè)設(shè)計(jì)思路可以看出，VR技術(shù)不僅可以實(shí)時(shí)交互反饋每個(gè)幼兒的學(xué)習(xí)進(jìn)度，教師也可以隨時(shí)掌握，而且能夠起到因材施教的特點(diǎn)，極大地節(jié)省了教師的時(shí)間和精力。

因此，將VR技術(shù)與學(xué)前教育相結(jié)合，可以推進(jìn)學(xué)前教育的普及和提高兒童科學(xué)素養(yǎng)。在中西部地區(qū)，一些幼兒園的教學(xué)設(shè)施落后，教學(xué)內(nèi)容也比較單一。政府可以通過(guò)采購(gòu)VR設(shè)施，為這些落后地區(qū)的幼兒園提供設(shè)備和技術(shù)上的幫助。教師可以利用VR設(shè)備對(duì)兒童進(jìn)行教學(xué)。VR技術(shù)可以打破地域差異造成的教育發(fā)展不平衡的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源在全中國(guó)共享。全國(guó)各地的幼兒都可以隨時(shí)隨地地學(xué)習(xí)最先進(jìn)的課程。未來(lái)，即使身處新疆、西藏地區(qū)的學(xué)前兒童，也可以通過(guò)VR技術(shù)爬長(zhǎng)城、游故宮、探索宇宙等。

VR技術(shù)與學(xué)前兒童的融合不僅符合學(xué)前兒童的身心發(fā)展特點(diǎn)，而且VR技術(shù)打破了時(shí)空的限制，可以充分激發(fā)兒童的發(fā)展?jié)撃?，促進(jìn)幼兒全面和諧的發(fā)展。

三、VR技術(shù)應(yīng)用于學(xué)前教育教學(xué)中的具體案例分析

為了進(jìn)一步分析VR技術(shù)在學(xué)前教育中的可行性，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了基于VR技術(shù)的學(xué)前教育活動(dòng)課——《果樹(shù)寶寶長(zhǎng)大了》，作為幼兒科學(xué)課程。

（一）VR課程名稱(chēng)

VR課程名為《果樹(shù)寶寶長(zhǎng)大了》，適合4-6歲兒童學(xué)習(xí)，主要屬于幼兒園社會(huì)和科學(xué)領(lǐng)域綜合課程。

（二）VR課程設(shè)計(jì)意圖

根據(jù)幼兒園和班級(jí)的具體情況，我們發(fā)現(xiàn)很多幼兒不愛(ài)吃水果，同時(shí)也不清楚各種水果的來(lái)源，缺乏對(duì)糧食的珍惜意識(shí)。因此，設(shè)計(jì)了VR課件，讓學(xué)前兒童在虛擬的環(huán)境中進(jìn)行果樹(shù)種植，讓幼兒參與具體的勞動(dòng)，學(xué)習(xí)社會(huì)常識(shí)和科學(xué)知識(shí)。比如，讓幼兒了解什么是種子，以及果樹(shù)是如何生長(zhǎng)結(jié)果的。通過(guò)這樣的課程設(shè)計(jì)，幼兒可以懂得糧食的來(lái)之不易，同時(shí)也學(xué)會(huì)一定的勞動(dòng)技能，養(yǎng)成愛(ài)勞動(dòng)的習(xí)慣。

（三）VR課程教學(xué)目標(biāo)

《果樹(shù)寶寶長(zhǎng)大了》依據(jù)科學(xué)的教育理念，從幼兒身心發(fā)展角度出發(fā)，利用VR技術(shù)，通過(guò)教育手段，寓教于樂(lè)的方式，實(shí)現(xiàn)學(xué)前兒童對(duì)社會(huì)和科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)。《果樹(shù)寶寶長(zhǎng)大了》課程具體目標(biāo)如下：①明確蘋(píng)果樹(shù)的生長(zhǎng)過(guò)程，讓學(xué)前兒童了解蘋(píng)果是如何產(chǎn)生的。②通過(guò)觀察蘋(píng)果樹(shù)的生長(zhǎng)，學(xué)習(xí)基本的勞動(dòng)技能和勞動(dòng)知識(shí)，如翻地、澆水、施肥、除草、采摘、儲(chǔ)存等勞動(dòng)。③了解吃蘋(píng)果對(duì)我們身體的益處。④通過(guò)親手種植蘋(píng)果樹(shù)，培養(yǎng)學(xué)前兒童的觀察學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手操作能力。同時(shí)，通過(guò)VR技術(shù)的交互體驗(yàn)，能夠培養(yǎng)幼兒的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力，最終起到寓教于樂(lè)的效果。

（四）VR課程教學(xué)內(nèi)容分析

根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計(jì)出了具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容，《果樹(shù)寶寶長(zhǎng)大了》VR課程主要由三大部分組成：種子的選擇、果樹(shù)生長(zhǎng)、長(zhǎng)出蘋(píng)果，如圖1所示。為了方便幼兒學(xué)習(xí)與理解，將這三大部分進(jìn)行模塊化處理，每一部分又分為三個(gè)小模塊。這樣，教師可以在計(jì)算機(jī)上清晰了解每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，同時(shí)也可以讓學(xué)前兒童直觀形象地學(xué)習(xí)。

（五）VR課程教學(xué)過(guò)程

《果樹(shù)寶寶長(zhǎng)大了》VR課件主要涵蓋社會(huì)領(lǐng)域和科學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)?？梢愿鶕?jù)學(xué)前兒童的學(xué)習(xí)特征、教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容設(shè)計(jì)出教學(xué)場(chǎng)景，并通過(guò)VR技術(shù)的交互反饋，在虛擬果園中引導(dǎo)幼兒種植果樹(shù)。通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)的游戲形式，調(diào)動(dòng)幼兒的學(xué)習(xí)積極性，引導(dǎo)幼兒完成該課程的學(xué)習(xí)。

1.教學(xué)場(chǎng)景和虛擬人物設(shè)計(jì)

考慮到《果樹(shù)寶寶長(zhǎng)大了》VR課件主要針對(duì)4-6歲學(xué)前兒童，根據(jù)學(xué)前兒童的身心發(fā)展特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一個(gè)幼兒喜歡的果園。果園里種滿(mǎn)了小草，還有幾只可愛(ài)的小動(dòng)物在草地上跑來(lái)跑去，這樣的環(huán)境能夠吸引幼兒的注意力。同時(shí)，設(shè)計(jì)了一位虛擬園丁，園丁教師會(huì)教導(dǎo)幼兒進(jìn)行學(xué)習(xí)，并對(duì)幼兒不會(huì)的步驟進(jìn)行反復(fù)示范與講解。

2.教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

《果樹(shù)寶寶長(zhǎng)大了》VR課件采用交互式教學(xué)流程，分為兩大部分：①園丁講解。由于學(xué)前兒童并不具備文字閱讀能力，讓園丁教師進(jìn)行模擬示范并進(jìn)行語(yǔ)音講解。②觸覺(jué)交互。通過(guò)觸覺(jué)交互的方式，讓學(xué)前兒童通過(guò)手動(dòng)操作的方式理解理論知識(shí)，并且通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式，誘導(dǎo)學(xué)前兒童完成課程。具體的教學(xué)過(guò)程包括導(dǎo)入、知識(shí)講解、模擬操作、思考探究、退出課件，如表1所示。

（六） VR課程學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)的方法主要有討論法、日記法、評(píng)價(jià)量規(guī)法、自我評(píng)價(jià)和同伴互評(píng)法、觀察法和測(cè)驗(yàn)法等?！豆麡?shù)寶寶長(zhǎng)大了》VR課件主要側(cè)重于學(xué)生的交互體驗(yàn)，學(xué)生通過(guò)動(dòng)手操作來(lái)理解知識(shí)。因此，我們可以選擇觀察法來(lái)進(jìn)行學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，主要觀察學(xué)生在每個(gè)部分的操作反饋行為，從而了解學(xué)生掌握知識(shí)的程度，并及時(shí)進(jìn)行教學(xué)步驟的調(diào)整與優(yōu)化。

例如，在學(xué)生進(jìn)行課件的第一部分操作時(shí)，教師可以通過(guò)觀察學(xué)生是否能夠找出蘋(píng)果樹(shù)種子來(lái)判斷學(xué)生是否認(rèn)識(shí)幾種常見(jiàn)的種子。在學(xué)生進(jìn)行第二部分學(xué)習(xí)時(shí)，教師可以觀察學(xué)生是否學(xué)會(huì)翻地、澆水、修剪樹(shù)枝等行為，以此來(lái)判斷學(xué)生是否掌握了一定的勞動(dòng)技能。

（七）VR課件總結(jié)

通過(guò)對(duì)《果樹(shù)寶寶長(zhǎng)大了》VR課件的教學(xué)設(shè)計(jì)，可以看出VR課件具有沉浸性、交互性和想象力。這些特點(diǎn)符合學(xué)前教育的要求，運(yùn)用VR技術(shù)進(jìn)行學(xué)前教學(xué)可以促進(jìn)幼兒全面和諧地發(fā)展。

四、VR技術(shù)應(yīng)用于學(xué)前教育教學(xué)中的暢想

隨著科技的發(fā)展，VR技術(shù)引起了越來(lái)越多人的關(guān)注。VR技術(shù)在調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性上效果顯著，尤其在學(xué)前教育方面。學(xué)前兒童以形象思維為主，抽象的場(chǎng)景教學(xué)很難取得好的效果，而VR技術(shù)可以創(chuàng)造出一個(gè)“真實(shí)”的環(huán)境，讓幼兒在這個(gè)環(huán)境中學(xué)習(xí)。

教師可以依據(jù)教學(xué)目標(biāo)，構(gòu)建出符合幼兒學(xué)習(xí)需要的場(chǎng)地，通過(guò)一定的場(chǎng)景進(jìn)行游戲化設(shè)計(jì)，利用設(shè)置任務(wù)闖關(guān)的模式，引導(dǎo)幼兒學(xué)習(xí)，培養(yǎng)幼兒學(xué)習(xí)能力和交往合作的能力。

例如，在幼兒藝術(shù)領(lǐng)域教學(xué)中，教師可以設(shè)計(jì)出不同的美景，帶領(lǐng)幼兒在不同的環(huán)境中欣賞美、感悟美、創(chuàng)造美。在科學(xué)領(lǐng)域中，教師可以引領(lǐng)幼兒進(jìn)入身體的器官中，通過(guò)卡通設(shè)計(jì)，讓幼兒在不同器官中旅行，認(rèn)識(shí)不同器官的作用。在健康領(lǐng)域中，教師也可以通過(guò)VR設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出一些學(xué)生無(wú)法接觸的場(chǎng)景，例如火災(zāi)、地震、洪水等場(chǎng)景。通過(guò)讓學(xué)生在虛擬場(chǎng)景中模擬，以安全的方式讓學(xué)生學(xué)會(huì)躲避災(zāi)難和自救的本領(lǐng)。

總之，VR技術(shù)對(duì)學(xué)前教育的發(fā)展起著積極的作用，為學(xué)前教育的創(chuàng)新與發(fā)展提供了無(wú)限的可能。

作者單位：尹偉佳 安慶師范大學(xué)教師教育學(xué)院

參" 考" 文" 獻(xiàn)

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