楊穎

《普通高中地理課程標準（2017年版2022年修訂）》指出要充分利用地理信息技術，營造直觀、實時、生動的地理教學環(huán)境［1］。隨著媒體技術的不斷演進，教育場景不斷拓展“所能”的邊界，即能虛實結合、能實時監(jiān)控、能仿真交互［2］。地理學是唯一關注空間分異的學科。VR技術以高度還原真實情景，創(chuàng)設數(shù)字化教學環(huán)境，具有能克服空間尺度呈現(xiàn)不同地理現(xiàn)象和地理事物，克服時間尺度還原地理過程和地理事件的優(yōu)勢，這與地理學科的教學需求不謀而合?；诖?，本文從體驗式學習理論出發(fā)，探究基于VR的體驗式教學策略，設計了基于“720云”VR軟件的“地球的歷史”教學案例，探索VR技術在高中地理中的運用。

一、“720云”VR體驗式學習的內(nèi)涵及優(yōu)勢

體驗式學習是一種情景化的學習，VR技術為情景化創(chuàng)設了虛擬情景，學習者在與虛擬情景的交互中增強學習體驗，同時深化對知識的感知與理解，二者相輔相成?；赩R構建的學習情景兼具資源、交互、體驗等多重屬性，在情景化教學中有著獨特的優(yōu)勢。

1.理論依據(jù)

大衛(wèi)·庫伯在總結杜威等人經(jīng)驗學習模式的基礎上提出體驗學習模式（圖1）［3］，即體驗式學習循環(huán)圈理論。體驗式學習強調(diào)學習是由兩個辯證邏輯驅(qū)動的動態(tài)過程，第一個辯證邏輯“具體體驗與抽象概括”是掌握經(jīng)驗的過程；第二個辯證邏輯“反思觀察和行動應用”是轉換經(jīng)驗的過程，兩種方式轉換并連接了我們的思考。

體驗式教學注重認知主體主觀能動性的發(fā)揮和自主學習能力的培養(yǎng)，符合信息時代的要求，是較為理想的教學模式［4］。VR技術為情景化學習提供了技術支持，同時體驗式學習循環(huán)圈理論為VR技術引入課堂教學提供理論依據(jù)和方法指引。

2.顯著優(yōu)勢

“720云”VR軟件可通過手機、電腦、LED大屏便捷訪問，該平臺收錄了來自世界各地4000萬余組全景作品，為旅游、教育、博物館等各行各業(yè)提供全面的全景內(nèi)容數(shù)據(jù)支持。VR全景又被稱為3D實景或360度全景，是由水平方向360度、垂直方向180度連續(xù)拍攝的多張照片拼接成的球形全景圖像，能高水平還原實地景觀。因此，將該軟件引入體驗式學習活動中有以下優(yōu)勢：

（1）創(chuàng)設沉浸式學習情景

“720云”VR全景能360°全面展示球形范圍內(nèi)的所有實景，并最大限度地還原場景真實性。通過VR對現(xiàn)實世界場景進行虛擬再現(xiàn)，為學習者創(chuàng)造了沉浸式的學習情景并使其產(chǎn)生身臨其境的感覺，并帶著這種感覺在虛擬情景中參與學習活動，能充分激發(fā)學生的學習熱情、調(diào)動主觀能動性。

（2）提供數(shù)字化學習資源

“720云”VR全景圖包括城市、景區(qū)、學校、展會等多種類型，其中不乏博物館等珍貴的課程資源，且展品、文字、圖片信息都可清晰呈現(xiàn)。VR漫游為跨越時空獲取學習資源提供了技術支持，使得實地資源得以在課堂中虛擬再現(xiàn)，最大程度發(fā)揮其在教學活動中的價值，實現(xiàn)資源的最大化利用。

（3）實現(xiàn)交互式學習體驗

交互性指學習者在VR情境對學習內(nèi)容及對象的可操作程度和得到反饋的自然程度［5］。“720云”VR軟件提供了便捷的全景漫游操作界面（圖2），參觀者拖動鼠標即可實現(xiàn)視角跟隨，點擊左下角的“場景切換”按鈕即可實現(xiàn)場景的自由選擇和切換。因此，參觀者在虛擬場景中通過簡單的操作就能自由互動，可以有效增強體驗感。

二、基于VR的體驗式學習教學策略

VR教學體驗設計是VR教學設計中的核心問題［6］。將VR技術引入地理課堂教學中，VR體驗效果越好，學生對知識的感知效果就越好。因此，在基于VR的體驗式教學中，充分發(fā)揮VR在體驗式學習中沉浸式情境創(chuàng)設，跨時空呈現(xiàn)豐富學習資源及交互式學習體驗的優(yōu)勢，將其用于設計教學關鍵環(huán)節(jié)，實現(xiàn)以學生為主體的課堂結構轉變，構建基于VR的體驗式教學模式（圖3）。

1.確定教學關鍵環(huán)節(jié)

教學關鍵環(huán)節(jié)的確定基于前端分析，即通過課標分析、教材分析、學情分析確定教學目標與教學重難點，而解決教學過程中的重難點往往成為教學過程中的關鍵環(huán)節(jié)。地理學是關于地球和地球上的自然環(huán)境和人文環(huán)境的研究，是唯一關注空間分異的科學，如現(xiàn)象、事件和過程在不同地方的變化［8］。此外，由于學生的空間想象能力與抽象思維能力發(fā)展的差異性，跨時空地理事物和地理現(xiàn)象的呈現(xiàn)往往成為地理教學過程中的重難點之一。

2.VR輔助關鍵教學環(huán)節(jié)

針對上述類型的教學重難點，可充分借助VR技術輔助地理教學。VR技術的優(yōu)勢在于快速、直觀、生動地呈現(xiàn)由于時間和空間限制難以親身體驗的地理過程、難以親眼所見的地理事物和地理現(xiàn)象，實現(xiàn)跨時空的學習資源獲取。依據(jù)庫伯的學習循環(huán)圈理論，學習者在VR創(chuàng)設的情景中通過觀察和體驗獲得具體經(jīng)驗，再對具體經(jīng)驗進行反思觀察，之后抽象概括為知識或方法，再進行遷移應用。在VR輔助教學中，遵循庫伯的體驗式學習理論能提高教學和學習的效率，保障教與學的有效性。

3.VR技術重構教學結構

我國學者何克抗提出，信息技術與課程整合的目標是實現(xiàn)一種既能發(fā)揮教師主導作用又能充分體現(xiàn)學生主體地位的以“自主、探究、合作”為特征的教與學方式［9］。將VR技術用于輔助教學的關鍵環(huán)節(jié)，目的是創(chuàng)造一種以學生為主的學習環(huán)境，充分調(diào)動學生的主動性、積極性、創(chuàng)造性，提高學生課堂參與度，最終實現(xiàn)以學生為主體、教師為主導的新型課堂結構的轉變，真正落實學生的綜合素質(zhì)與實踐技能的提升。

三、基于“720云”VR的體驗式學習教學設計

1.前端分析

（1）課標分析

本節(jié)內(nèi)容對應課程標準為“1.3運用地質(zhì)年代表等資料，簡要描述地球的演化過程”。其中行為條件“運用地質(zhì)年代表等資料”指明了本節(jié)課的教學手段，即使用相關資料幫助學生理解宏觀的時間尺度，最終形成一種宏觀視角下的時空綜合。與此同時，該課標也強調(diào)在陳述性知識為主的教學內(nèi)容中學習資料選取的重要性。因此，本次教學設計選取亞洲唯一的古生物化石世界自然遺產(chǎn)、寒武紀生命大爆發(fā)的見證者——澄江化石地世界自然遺產(chǎn)博物館作為課程資源載體。

（2）教材分析

“地球的歷史”選自人教版2019版高中地理必修一第一章“地球的宇宙環(huán)境”第三節(jié)。第一節(jié)從時空角度介紹地球的宇宙環(huán)境，第二節(jié)“太陽對地球的影響”則是進一步說明第一節(jié)的案例。第四節(jié)將從空間角度介紹“地球的圈層結構”，而本節(jié)是從時間角度介紹了地球的歷史，因此，本章節(jié)起到承上啟下的作用，并與其他章節(jié)共同奠定了高中地理的地球科學基礎。教材共包含化石與地質(zhì)年代表和地球的演化歷程兩個教學因子，化石與地質(zhì)年代表是學習地球演化歷程的基礎，二者呈遞進關系。

（3）學情分析

在知識基礎上，學生對生物化石知識有一定了解，但時間角度的地球演化歷史是全新的知識領域，對學生來說具有抽象性。教材提供的資料多屬陳述性內(nèi)容，僅依靠教材進行學習難以滿足學生對知識理解的要求。從認知能力上看，高一年級學生處于抽象思維顯著發(fā)展，但時空想象能力較弱的階段；從學習心理上看，剛進入高中階段的學生學習興趣和學習動機都處于較高水平。

綜合上述分析，筆者確定了本節(jié)教學目標與教學重難點（表1）。

2.教學過程

依據(jù)前端分析將“720云”VR軟件用于輔助學習資源與地球演化歷程的呈現(xiàn)。澄江古生物化石群是迄今為止地球上發(fā)現(xiàn)分布最集中、保存最完整、種類最豐富的“寒武紀生命大爆發(fā)”例證。博物館共分為三個主題展廳：生命大爆發(fā)、生命大演化和生物多樣性。其中生命大演化展廳按照地質(zhì)年代順序完整地記錄了生命演化與地理環(huán)境的變遷，與本節(jié)課程內(nèi)容高度契合。在學習體驗圈理論的指導下，每個體驗圈將圍繞一個核心問題展開，VR將在解決核心問題中起到關鍵作用，因此，借助VR將本節(jié)課搬進博物館開展教學活動，實踐教學過程（表2）。

四、VR體驗式教學實踐的反思

將VR技術引入體驗式學習的優(yōu)點是顯而易見的，但VR技術與課堂教學不是簡單的相加，需遵循一定的理念保證教學的有效性。

1.學習體驗與學習經(jīng)驗相結合

體驗式哲學認為意義是人們在經(jīng)驗和行為中逐步形成的，是主客體之間互動的結果。學習體驗需要基于一定的學習經(jīng)驗，因此，虛擬學習活動的設計要遵循最近發(fā)展區(qū)理論，促進經(jīng)驗與體驗有效互動，實現(xiàn)體驗向經(jīng)驗的有效轉化。

2.虛擬情景與實際教學相結合

基于VR技術的虛擬情景能為學生提供更加豐富的感官體驗，但若不與實際課堂相結合將難以保證教學的有效性。因此，要聯(lián)系課堂實際將虛擬情景與實際學習活動相結合，采取線上線下相結合的形式完善學生的學習體驗，提升教學的有效性。

3.知識學習與素養(yǎng)培育相結合

體驗式學習并非以知識的習得為終點，同時要注重知識獲得過程中思維能力的發(fā)展和素養(yǎng)的提升。通過VR技術在“地球的歷史”中的運用，將抽象的知識具象化，幫助學生形成時空綜合的觀念并提升綜合思維。與此同時，數(shù)字化地理課堂將促進學生信息素養(yǎng)的提升，實現(xiàn)地理學科更廣闊的育人價值。

參考文獻：

［1］ 中華人民共和國教育部.普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［2］ 胡藝齡，聶靜，張?zhí)扃?，?具身認知視域下VR技術賦能實驗教學的效果探究［J］.現(xiàn)代遠程教育研究，2021，33（5）：94-102.

［3］ 劉祥玲. 大衛(wèi)庫伯的體驗式教學［M］.太原：山西人民出版社， 2020.

［4］ 張金華，葉磊.體驗式教學研究綜述［J］.黑龍江高教研究，2010（6）：143-145.

［5］ 李小平，趙豐年，張少剛，等.VR/AR教學體驗的設計與應用研究［J］.中國電化教育，2018（3）：10-18.

［6］ 楊潔，丁堯清.地理教育國際憲章2016［J］.中學地理教學參考，2016（15）：22-24.

［7］ 何克抗.信息技術與課程深層次整合的理論與方法［J］.電化教育研究，2005（1）：7-15.

［8］ 趙玉，沈正平.基于地理實踐力培養(yǎng)的高中地理情境體驗式活動教學設計——以“云龍山風景區(qū)”為例［J］.地理教育，2023（2）：22-26.

［9］ 邰小俠.體驗式學習評價量表的編制——以“初中研究性學習”為例［J］.地理教育，2022（S1）：56-57.