虛擬現(xiàn)實技術(shù)在初中歷史教學(xué)中的應(yīng)用研究

【摘要】隨著信息化時代的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種新型科技，在國家政策、現(xiàn)實需求等方面的推動下蓬勃發(fā)展。虛擬現(xiàn)實技術(shù)與歷史教學(xué)相結(jié)合成為時代所需，將其應(yīng)用于歷史教學(xué)，能夠給歷史教學(xué)帶來新的飛躍。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)與初中歷史教學(xué)結(jié)合，應(yīng)注意培養(yǎng)歷史教師專業(yè)技能，打破以考試為主的局限，加快歷史虛擬現(xiàn)實技術(shù)資源的開發(fā)。在具體教學(xué)中，可采取利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)還原歷史場景，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)與游戲化教學(xué)相結(jié)合等策略。【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實技術(shù)初中歷史教學(xué)應(yīng)用“虛擬現(xiàn)實（VirtualReality，簡稱VR），又稱臨境技術(shù)，是一種基于多媒體計算機技術(shù)、傳感技術(shù)、仿真技術(shù)的沉浸式交互環(huán)境。具體地說，就是采用計算機技術(shù)生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設(shè)備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對象進行交互作用、相互影響，從而產(chǎn)生親臨等同真實環(huán)境的感受和體驗?！保?］由此可知，虛擬現(xiàn)實技術(shù)是實現(xiàn)這些感受體驗的主要手段，通過計算機創(chuàng)造出模擬真實環(huán)境的虛擬環(huán)境，用戶可以借助外部硬件如體感控制器、頭戴式顯示器等并根據(jù)自身對虛擬環(huán)境的體驗進行操作，實現(xiàn)人機交互的沉浸式體驗。我國虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展愈加完善，覆蓋了軍事、工業(yè)、電影、旅游等領(lǐng)域。近年來雖然在教育領(lǐng)域的研究逐漸增多，但是主要涉及實驗教學(xué)、虛擬校園、職業(yè)教育等方面，在初中歷史教學(xué)應(yīng)用方面的研究較少。相較于國內(nèi)，國外對于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究則更早，同時對于虛擬現(xiàn)實技術(shù)與教育的結(jié)合也開展了許多探究，并得到了較為廣泛的應(yīng)用。新時代對教育提出了更高的要求，也對歷史教育提出了新的挑戰(zhàn)。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)與歷史教學(xué)結(jié)合，能夠緊隨時代潮流，創(chuàng)新教育模式，滿足新時代對歷史教學(xué)的要求。一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在初中歷史教學(xué)中應(yīng)用的主要依據(jù)（一）理論基礎(chǔ)1．情境認(rèn)知理論情境認(rèn)知理論認(rèn)為人類的認(rèn)知實踐活動不能與真實的社會情境割裂，強調(diào)真實的情境和學(xué)習(xí)者的實踐性對獲得知識的重要作用，真實的情境能夠促進學(xué)習(xí)者對知識的遷移和對知識的建構(gòu)。歷史學(xué)科由于自身的學(xué)科特點，時間和空間的過去性較難處理，并且其知識內(nèi)容體量較大，教學(xué)過程相對抽象，導(dǎo)致學(xué)習(xí)者對知識的認(rèn)同感不強，學(xué)習(xí)興趣不足，教學(xué)效果得不到保障。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以打破時間和空間上的局限，營造直觀立體的歷史情境，還原歷史中的人物與時間，使學(xué)習(xí)者可以多方位地感知歷史、了解歷史。在虛擬環(huán)境中，學(xué)習(xí)者可以在動中學(xué)，最大程度發(fā)揮學(xué)習(xí)者的主動性和積極性，提高教學(xué)效果。2．建構(gòu)主義理論以往的學(xué)習(xí)觀念認(rèn)為學(xué)習(xí)就是教師講授知識，學(xué)生被動接受知識的過程，而建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀提出學(xué)習(xí)應(yīng)以學(xué)生為中心，強調(diào)學(xué)習(xí)是主動的，學(xué)生不是被動的接受者。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學(xué)活動中的應(yīng)用，使學(xué)生擁有更高的參與度，主動去掌握知識，進行知識建構(gòu)，成為教學(xué)活動的主體。建構(gòu)主義課程觀認(rèn)為應(yīng)用真實復(fù)雜的故事情節(jié)呈現(xiàn)問題，營造解決問題的情境。學(xué)生只有在近似真實的情境中，對信息進行主動探索，主動發(fā)現(xiàn)，主動建構(gòu)，才能真正地理解知識的內(nèi)涵。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以根據(jù)學(xué)生的需求、特點和愛好，選擇適合學(xué)生的教學(xué)資源，在歷史教學(xué)過程中，學(xué)生可以在虛擬與現(xiàn)實的世界中自由穿梭，實現(xiàn)與歷史知識的對話和互動，從而沉浸其中，在體驗式的學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。（二）政策支持伴隨信息化的迅速發(fā)展，“信息技術(shù)的力量迫使傳統(tǒng)的學(xué)校教育發(fā)生改變”［2］，快速發(fā)展的信息技術(shù)對教育產(chǎn)生巨大沖擊，推動教育模式、教學(xué)手段的不斷變革與創(chuàng)新。國家出臺了一系列政策，促進了教育信息化與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展。1998年，教育部發(fā)布《面向21世紀(jì)教育振興行動計劃》，提出實施“現(xiàn)代遠程教育工程”，形成開放式教育網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建終身學(xué)習(xí)體系。2010年，教育部發(fā)布《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》，提出：“提高教師應(yīng)用信息技術(shù)水平，更新教學(xué)觀念，改進教學(xué)方法，提高教學(xué)效果。鼓勵學(xué)生利用信息手段主動學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)，增強運用信息技術(shù)分析解決問題能力?！?017年，國務(wù)院印發(fā)《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，指出：“支持各級各類學(xué)校建設(shè)智慧校園，綜合利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和虛擬現(xiàn)實技術(shù)探索未來教育教學(xué)新模式?！?019年，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)《加快推進教育現(xiàn)代化實施方案（2018—2022年）》，指出：“加快推進智慧教育創(chuàng)新發(fā)展，設(shè)立‘智慧教育示范區(qū)，開展國家虛擬仿真實驗教學(xué)項目等建設(shè)，實施人工智能助推教師隊伍建設(shè)行動。”2022年，科技部等六部門印發(fā)《關(guān)于加快場景創(chuàng)新以人工智能高水平應(yīng)用促進經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》的通知，指出：“教育領(lǐng)域積極探索在線課堂、虛擬課堂、虛擬仿真實訓(xùn)、虛擬教研室、新型教材、教學(xué)資源建設(shè)、智慧校園等場景。”2023年，《教育部等十八部門關(guān)于加強新時代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見》中指出：“落實科學(xué)及相關(guān)學(xué)科教學(xué)裝備配置標(biāo)準(zhǔn)，加強實驗室建設(shè)。探索利用人工智能、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)手段改進和強化實驗教學(xué)，并注重利用先進教育技術(shù)彌補薄弱地區(qū)、薄弱學(xué)校及特殊兒童群體擁有優(yōu)質(zhì)教育教學(xué)資源不足的狀況?！保ㄈ┙虒W(xué)需求歷史是一門以過去的人和事為研究對象的社會學(xué)科，具有過去性和不可逆性等特點，這就決定了歷史學(xué)科所教授的內(nèi)容需要通過一定的文字、圖片等形式展現(xiàn)給學(xué)生，因此學(xué)生并不能直觀地感受歷史。對于一些比較抽象的歷史概念或內(nèi)容，通過單一的多媒體課件也很難生動、直觀地向?qū)W生展示，難以滿足學(xué)生的需求。歷史具有綜合性和整體性，在學(xué)習(xí)歷史人物、歷史事件時，不能將其與當(dāng)時所處的社會、經(jīng)濟、文化背景相割裂，《義務(wù)教育歷史課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中指出：“學(xué)會在具體的時空條件下考察歷史。能夠?qū)⑹录⑷宋?、現(xiàn)象等置于歷史發(fā)展的特定或總體進程及具體的地理空間中加以考察，并從歷史發(fā)展的角度認(rèn)識其地位和作用。”初中生的思維、認(rèn)知能力發(fā)展尚未成熟，雖然抽象邏輯思維日益占據(jù)主導(dǎo)地位，但是其進行抽象邏輯思維時仍需要具體、形象的感性經(jīng)驗支撐，所以這就需要教師采用情境教學(xué)或直觀教具等形式，使學(xué)生真正掌握知識并解決問題。虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠?qū)⒊橄蟮臍v史知識與虛擬現(xiàn)實結(jié)合，盡可能的還原古代居民生活、歷史遺跡等特殊場景，通過虛擬現(xiàn)實使學(xué)生沉浸式體驗抽象的歷史知識，極大地調(diào)動學(xué)生的參與感和學(xué)習(xí)的主動性，提高教學(xué)效果。以往的教學(xué)模式是以教師為中心的單向知識傳遞的過程，教學(xué)手段較單一，學(xué)習(xí)者被動接受知識。雖然這樣的教學(xué)模式可以保證教師的主導(dǎo)地位，但是教學(xué)過程過于模式化和程序化，不利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，課程改革對教師提出了新的要求，要求教師在教學(xué)中從以教師為中心向以學(xué)生為中心轉(zhuǎn)變，越來越提倡利用各種新技術(shù)手段真正實現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和個性化發(fā)展。（四）基礎(chǔ)設(shè)施保障教育部印發(fā)的《教育信息化2.0行動計劃》中提出：“通過實施教育信息化2.0行動計劃，到2022年基本實現(xiàn)‘三全兩高一大的發(fā)展目標(biāo)，即教學(xué)應(yīng)用覆蓋全體教師、學(xué)習(xí)應(yīng)用覆蓋全體適齡學(xué)生、數(shù)字校園建設(shè)覆蓋全體學(xué)校，信息化應(yīng)用水平和師生信息素養(yǎng)普遍提高，建成‘互聯(lián)網(wǎng)+教育大平臺?！备鶕?jù)教育部提供的數(shù)據(jù)顯示，至2021年第四季度末，全國中小學(xué)已全部接入互聯(lián)網(wǎng)，帶寬達到100兆以上的學(xué)校比例為99.95%，搭建無線網(wǎng)絡(luò)的學(xué)校數(shù)超過21.67萬所，99.5%的中小學(xué)擁有多媒體教室。［3］大數(shù)據(jù)時代下，“未來學(xué)校”已具雛形，學(xué)?；ヂ?lián)網(wǎng)的應(yīng)用與普及為虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展提供了基本條件。二、加快虛擬現(xiàn)實技術(shù)與初中歷史教學(xué)融合應(yīng)注意的問題雖然在國家政策的支持和引導(dǎo)下，虛擬現(xiàn)實技術(shù)得到了一定的發(fā)展，但是仍處于初步發(fā)展的階段，其發(fā)展速度及普及程度有待提高，尚存在一些亟待解決的問題。目前，在高等學(xué)校中的虛擬仿真實驗室和虛擬仿真項目相對普遍，但在初中歷史教學(xué)中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)還遠遠沒有成為常用的教學(xué)手段。要想切實推動虛擬現(xiàn)實技術(shù)與初中歷史教學(xué)的融合，仍需采取更多措施。（一）培養(yǎng)歷史教師專業(yè)技能在日常教學(xué)活動中，教師基本可以獨立完成PPT課件的制作，但對于虛擬現(xiàn)實課件的制作仍缺乏相關(guān)經(jīng)驗，或制作其課件需要較多的時間，耗費大量精力。同時，對于制作課件的軟件使用有較高的要求，教師無論是在時間精力還是在技術(shù)水平上，對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的接受都有一定困難。為解決這一問題，首先，要讓教師真正認(rèn)識到虛擬現(xiàn)實技術(shù)對歷史教學(xué)的重要意義，提高教師對該技術(shù)的熱情，讓教師自身渴望學(xué)習(xí)新技術(shù)，從而積極將虛擬現(xiàn)實技術(shù)與歷史教學(xué)相結(jié)合，豐富教學(xué)資源。其次，學(xué)校和教育部門應(yīng)積極開展虛擬現(xiàn)實技術(shù)相關(guān)課程的培訓(xùn)工作，豐富教師的相關(guān)理論知識，同時組織相應(yīng)的教學(xué)比賽等，提高教師的實踐能力。（二）打破以考試為主的局限將虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用到初中歷史教學(xué)中，對培養(yǎng)學(xué)生的歷史興趣、提高教學(xué)效果和建構(gòu)學(xué)生的時空觀念等具有積極作用，但這一技術(shù)未能完全與當(dāng)前的歷史教育相契合。當(dāng)前，有的學(xué)校仍把升學(xué)考試作為學(xué)生的首要任務(wù)和評價教師教學(xué)效果的重要指標(biāo)，課堂教學(xué)把如何提高學(xué)生成績放在首要位置，導(dǎo)致虛擬現(xiàn)實技術(shù)無法適應(yīng)這種教育需求。通過分析初中歷史試題發(fā)現(xiàn)，考試題目雖然分成了客觀題與主觀題兩部分，但是主觀題大多要求學(xué)生根據(jù)所給史料及所學(xué)知識進行回答，涉及培養(yǎng)學(xué)生開放性思維的題目分值占比相對較少，部分教師在教學(xué)時更注重引導(dǎo)學(xué)生對書本知識的記憶和背誦。所以，受到教學(xué)內(nèi)容和時間的限制，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在歷史教學(xué)上的使用頻率較低。為解決這一問題，一方面學(xué)校要堅持課程改革中所強調(diào)的核心素養(yǎng)的基本要求，培養(yǎng)高質(zhì)量的、全方面的人才；另一方面學(xué)校要將學(xué)生的綜合素質(zhì)（如創(chuàng)新能力、合作探究能力等）與教師的考核評價掛鉤。只有從具體舉措著手，降低教師的壓力，才能提高教師對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基本接受度，為其在學(xué)校的推廣應(yīng)用創(chuàng)造良好的環(huán)境。（三）加快歷史虛擬現(xiàn)實技術(shù)資源的開發(fā)運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學(xué)的順利進行離不開虛擬現(xiàn)實課件的支持，盡管許多學(xué)校已經(jīng)配備虛擬仿真設(shè)備，但是歷史課堂運用的虛擬現(xiàn)實技術(shù)資源的數(shù)量仍然比較少。虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)更多地集中在娛樂、軍事、醫(yī)學(xué)、機械等領(lǐng)域，對教育領(lǐng)域的關(guān)注還有待提高，特別是在初中歷史教學(xué)方面，相關(guān)教學(xué)資源更為匱乏。通過搜索相關(guān)虛擬現(xiàn)實課件資源發(fā)現(xiàn)，在國家虛擬現(xiàn)實實驗教學(xué)課程共享平臺上，虛擬現(xiàn)實課程資源共計3506項，其中歷史學(xué)類僅有20項，所以要注重對歷史虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學(xué)資源的開發(fā)與整合。一方面要推動高校虛擬現(xiàn)實技術(shù)專業(yè)發(fā)展，培養(yǎng)專業(yè)人才，改進技術(shù)；另一方面要將歷史學(xué)科與其他學(xué)科相聯(lián)系，實現(xiàn)資源整合，增加歷史虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學(xué)資源的數(shù)量。三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在初中歷史課堂教學(xué)的應(yīng)用策略隨著課程改革不斷深化發(fā)展，單一的教學(xué)方法已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)代教育與社會的要求。虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有交互性、沉浸性和構(gòu)想性等特點，能夠調(diào)動并激發(fā)學(xué)生的思維，適應(yīng)初中生的身心發(fā)展特點，符合現(xiàn)代教育的需求。本文以初中歷史七年級下冊第一單元第三課“盛唐氣象”為例，探索虛擬現(xiàn)實技術(shù)在初中歷史教學(xué)中的應(yīng)用策略。（一）利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)還原歷史場景歷史學(xué)科具有過去性的特點，在以往的教學(xué)模式中，一般通過引導(dǎo)學(xué)生觀看視頻或圖片資料，讓學(xué)生了解所處歷史時期的風(fēng)土人情、社會風(fēng)貌等，導(dǎo)致學(xué)生的體驗感不強，一定程度上限制了學(xué)生對某些特定歷史時期的理解。而借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)還原真實的歷史場景，能夠幫助學(xué)生穿越到任何歷史場景，重現(xiàn)當(dāng)時的社會風(fēng)貌。虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠?qū)⑷康漠嬅嫱瑫r展現(xiàn)在所創(chuàng)設(shè)的虛擬空間中，學(xué)生可根據(jù)需要在虛擬空間中自由穿梭，沉浸式地體驗當(dāng)時社會生活的方方面面，形成對當(dāng)時社會全面整體的認(rèn)識。例如在講授唐朝人們的物質(zhì)、精神文化生活時，教師一般會讓學(xué)生通過觀看視頻或圖片對盛唐社會風(fēng)貌產(chǎn)生初步了解。針對盛唐時期人們各方面的生活狀況乃至社會風(fēng)氣等，以往的教學(xué)模式很難讓學(xué)生形成整體性的認(rèn)識，而通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以還原盛唐時期長安城中及城外風(fēng)貌，包括商業(yè)區(qū)、居民區(qū)和各種手工作坊等，學(xué)生可以在虛擬世界中自由走動，并與其中的人物進行對話。如可以與長安城中的商戶打聽生意情況，與工匠學(xué)習(xí)瓷器的制作工藝，與城外的農(nóng)戶交流生產(chǎn)工具、水利設(shè)施的進步對農(nóng)作物生產(chǎn)和農(nóng)民生活帶來的影響，親身體驗曲轅犁感受其精妙的設(shè)計，近距離觀察筒車的工作原理等，在相互交流、親身體驗的過程中深化對知識的理解。（二）將虛擬現(xiàn)實技術(shù)與游戲化教學(xué)相結(jié)合在教學(xué)過程中難免存在一些抽象枯燥的知識，學(xué)生不易理解掌握，并且初中學(xué)生正處于感知覺發(fā)展的關(guān)鍵時期，他們的注意、記憶、感覺、思維正循序漸進的向前發(fā)展，求知欲和好奇心旺盛，以往的教學(xué)方法無法完全滿足學(xué)生的身心發(fā)展需求，而利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可將枯燥的知識與游戲化教學(xué)融合，讓學(xué)生通過沉浸式的游戲體驗實現(xiàn)在“做中學(xué)”。例如在學(xué)習(xí)敦煌莫高窟的相關(guān)內(nèi)容時，可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)搭建石窟場景，學(xué)生借助虛擬現(xiàn)實設(shè)備身臨其境地了解石窟相關(guān)知識及形態(tài)特點。學(xué)生可以對石窟某一部分進行放大觀察，仔細研究其圖案、紋飾、造型等，也可以對不同時期的佛像、壁畫進行對比。在掌握理論知識后，學(xué)生在虛擬的敦煌石窟環(huán)境中通過游戲的形式親自挖掘、復(fù)原石窟壁畫等。通過挖掘搭建游戲，學(xué)生進一步了解石窟的構(gòu)造，并在游戲中根據(jù)石窟的形制、朝代選擇合適