VR技术在高职生物化学课程教学中的应用研究

第一篇：VR技术在高职生物化学课程教学中的应用研究

VR技术在高职生物化学课程教学中的应用研究

摘 要：VR技术在现今的教育实践中有着引领及导向的作用，在“生物化学”课程教学中也显得尤为重要。文章重点探索VR技术在高职“生物化学”课程教学中的应用，并站在不同角度分析VR技术带给高职教育的优势和便捷，指出VR技术进入高职院校已经是大势所趋，不仅能更好地营造良好的教学氛围，还能最大化地提高学生的实践能力以及掌握知识技能的能力。

关键词：VR技术；生物化学；高职课程教学；核心能力

中图分类号：G642；G712 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2017）21-0017-01

21世纪以来，社会进入了信息化时代，在生活中电子产品已经成为了当今社会的主要信息来源之一。VR技术已经日?成熟，以此为基础的产品也应运而生，如在影视、电子商务、医疗等行业已经得到了广泛应用。在高职教育领域，VR技术也已经逐渐被大家熟知及应用。

一、VR技术

（1）VR的概念及特征。VR技术是利用电子技术、计算机、传感器技术、图像技术、人机接口技术、多媒体技术以及仿真技术等多样化的科学技术，逐步产生的电子科学技术。这是一种可以充分创建以及体验虚拟世界的计算机仿真技术，也是颇具挑战性的前沿科学。虚拟的世界无疑是利用计算机控制的，因此，人们在利用VR技术创建的虚拟环境中是与真实的世界没有差别的。VR技术有三大特征，分别是沉浸性、构想性及交互性。沉浸性指的是用户可以在纯自然的状态下使用交互设备与自身的感知觉系统“融为一体”，也就是说虚拟世界带给人们的是一种身临其境的感觉。构想性是指用户在身临其境的同时可以获得新的知识，从而更好地开阔思维或有所启示。交互性指用户可以通过特有的输入/输出设备和虚拟世界中的人物及事物进行交互操作和交流。

（2）VR技术在职业教育中的应用优势。第一，成本低。传统的实验场所的建设会需要很大一笔经费，而且学生在进行实验或操作的过程中，特有的损耗甚至损坏都是在所难免的。然而使用VR技术建设的虚拟实验场所，成本相比于实际的操作场所要低，最重要的是其特有的损耗几乎为零。第二，灵活性好。在传统的教学实验当中学生如果遇到了难点或者重点的实验项目，可以在VR技术建造的虚拟环境中有针对性、计划性地反复练习或者将实验步骤放大。这有利于学生对实验本身的理解，也不会受实验的场地及材料损耗的限制，学生能有选择性地学习。第三，消耗低。在VR技术模拟的场景中，教师可以将硬件和软件两者结合来满足教学的需求。使用过程中，教师也不会因为个别失误而导致整个实验失败，原有的教学资源也可以最大程度地节约下来。

二、VR技术在“生物化学”课程教学中的应用方式

（1）“生物化学”课程整体设计。“生物化学”课程对于医学生物技术专业来说是核心课程，“生物化学”前期课程分为：药理学、分析化学、化学、微生物技术、人体生理，同步课程为：生物药物分析与检测技术、免疫学技术、生物制药技术，后续课程分为：细胞培养技术、生物制品生产技术等。这门课程的核心能力是生产技术和检测技术，检测技术则分为纯度鉴定、含量测定等，生产技术分为配液、发酵、提取、纯化、制剂等。从这个角度来看，实验将是掌握本门课程的核心教学手段。因此，VR技术的应用是必然的。

（2）VR技术在“生物化学”课程教学的意义。在VR技术中，学生能够通过自然的交互作用以及个别化的学习来提高学习兴趣。而在VR技术下的实验课中，学生既是一名实验者，也是一名观察者，更是一名体验者。VR技术能将枯燥的生物化学实验变得灵活多变，把学生的思维完全带入实验当中，教师也不必花更多的精力来讲解乏味的实验结论，传统式的费时费力的教育模式被改变。同时，VR技术在“生物化学”课程教学中，既是能够灵活操作的教具，也是无言的导师，更是带给学生乐趣的向导。在某种意义上来说，VR技术在“生物化学”课程教学中是在利用现代科技来重塑教学模式，充分体现了“工学结合”的理念，既能重塑教学大纲，也可以一定程度上摒弃原有的实验教材，让学生充分体验学习及实验的乐趣。如在配液、发酵、提取、纯化、制剂等实验中，学生可以反复操作此项目，并且不会浪费教学资源及损耗实验器具。在实验的精准程度上也能大大提高，原因是忽略了在现实实验中一些不可抗力的因素，如空气、尘土等的干扰，学生能在最理想化的实验环境中进行操作。VR在学生预习或复习中也能提供相应的素材，不受实际情况的约束，能充分验证并补充学生的想法。学生之间也能相互鼓励、共同实验，在相互辅助中完成两个或多个他们能够看懂的实验现象。

三、结束语

VR技术在“生物化学”教学中的应用，有案例式、启发式、探究式、讨论式等教学方式，对学生能起到加深理解、激发求知欲、培养综合能力等作用。它不仅能使枯燥乏味的生物化学实验变得灵活多变，而且缓解了实验设备不足的问题。VR技术也不断突破传统的教学手段，构建了多个新颖的教学模式。同时，VR技术也极高地提升了学生对于本专业的自信程度和知识掌握程度，从而更好地投入到我国生物化学领域的研究中。

参考文献：

[1]蔡伟明.VR技术在汽车职业教育领域中的应用综述[J].漳州职业技术学院学报，2017（01）.[2]汪辉进.高职院校计算机动漫专业VR教学创新机制研究[J].南昌师范学院学报，2017（03）.

第二篇：VR技术在实战化教学中的应用研究

VR技术在实战化教学中的应用研究

摘要：实战化教学是军队院校提出的新理念。通过实战化教学训练，目的是为了造就“能打仗，打胜仗”的新型士官人才。笔者以舰艇防化专业为例，结合相关教学案例，简单介绍了VR的基本概念和所需条件，在此基础上，重点阐述了在实战化教学中运用VR技术的几种应用方式。

关键词：VR技术；实战化教学；舰艇防化

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）12-0172-03

Abstract： The real-combat teaching is a new idea of military colleges.It aims to cultivate a new type of sergeant talent who can fight and can win battles.Take ships chemical defense profession for example，combined with related cases，the article firstly introduces the basic concepts of VR technology and its features.On this basics，Emphasis on several applications of VR technology in the practical teaching.Key words： VR technology； real-combat teaching； ships chemical defense

实战化教学是军队院校提升人才培养质量，造就大批“能打仗、打胜仗”军事人才的基本途径[1]。而在实际实施过程中，由于院校人才培养与作战行动、部队训练之间的差异性，比如场地、人员、装备等方面的限制，这就导致院校实战化教学与真正的实战存在着差异。以舰艇防化专业为例，舰艇防化专业的教学对象为海军战斗舰艇防化部门的士官，是执行反核生化作战保障任务的重要力量，在教学过程中必须坚持“教为战、训为战、练为战”，按照部队实战装备训练标准，从难从严进行专业装备使用、管理与维修等各项实战性操作训练，然而，由于院校场地、人员、装备等方面的限制，不能保证在教学的过程中进行实装、实毒的训练。而VR（虚拟现实）技术能较好地解决这一问题。

VR的基本概念及所需的条件

VR技术是近年来随着计算机技术、电子技术与仿真理论发展起来的一门新型学科，是由计算机和电子技术创造一个看似真实的模拟环境。其采用计算机生成逼真的三维视、听、嗅等感觉，使人作为参与者通过多种传感设备，沉浸在模拟环境中，从而对虚拟世界进行体验和交互作用。VR的沉浸感、交互性和构想性，使其在教育领域内有巨大的应用前景。

根据构造虚拟现实系统沉浸感的程度不同，VR系统可分成以下几类，桌面VR系统、沉浸式VR系统、分布式VR系统和遥感式VR系统。桌面VR系统使用个人计算机和低级工作站实现仿真，计算机的屏幕作为参与者观察虚拟环境的一个窗口，各种外部设备一般用来驾驭该虚拟环境，并用于操纵虚拟场景中的各种物体。沉浸式VR系统利用头盔显示器和数据手套等交互设备把用户的视觉、听觉和其他感觉封闭起来，使参与者暂时与真实环境隔离，真正成为VR系统内部的一个参与者。而遥感式VR系统是将来自遥远地区真实物理实体的三维图像与计算机生成的虚拟物体结合起来，用户虽与某个真实现场相隔遥远，但可以通过计算机和电子装置获得足够的现实感觉和交互，似身临其境，并可以介入对现场的遥控操作。分布式VR系统则是在沉浸式VR系统的基础上将不同的用户连接在一起，共享同一个虚拟空间，使用户协同工作达到一个更高的境界。

实现VR技术所需的硬件主要有计算机、数据手套、特殊的头盔、三维立体传感、投影仪等配套设备。其常用软件主要有：目前大多计算机使用的是Windows操作系统，且微软公司已经提供了OpenGL等图形API。在计算机上建立三维虚拟现实系统一般使用此图形API。另外，还有DELMIA（Digital Enterprise Lean Manufacturing Interactive Application）、CDVI、Cool3D、VRCO VisTool等，它们均可在PC机或工作站上运行，使用十分方便。VR技术在实战化教学中的应用

2.1利用VR技术教学可采用的方式

由于VR技术可以对真实世界的行为活动进行仿真，并对用户的位置、动作、语言等做出实时响应，借助传感器等设备可以使参与者以接近自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互，从而使参与者和虚拟环境之间建立起实时的交互关系，产生与真实环境中相似的感觉体验。因此，利用VR技术教学可采用以下几种方式。

2.1.1 探究型教学

探究学习是指运用探究的方式进行的学习活动和过程，亦即学员在教员的指导下，主动发现问题，以一种类似科学研究的方法对问题进行分析和研究，从而达到问题解决和知识获得的过程与活动。探究型教学能启发引导学员独立的探索知识，让学员通过积极的思维活动，概括得出有关的结论，系统训练其科学探究能力。在核武器教学中，核爆炸毁伤效应的综合作用与防护一课中，学员无法在感受核爆炸的作用效果，对于防护也只能纸上谈兵。利用VR技术模拟核爆炸实战环境，通过学员模拟感知，探究并总结核爆炸的特征，闪光――火球―烟云团，让学员不仅能切身体会核爆炸场景还能训练其实战中的防护能力，通过VR技术既能解决无法施展的问题，又能激发学员的学习兴趣，掌握基本技能。

2.1.2 虚拟仿真教学

能否熟练的操作装备是学员战斗力的重要体现。但在实际的教学过程中，院校的装备往往跟不上部队，也适应不了教学的要求。采用VR技术对装备等所有教学内容进行整体仿真，能有效地解决这一问题。通过构建虚拟的环境，让学员通过键盘和鼠标在虚拟的时空中任意与教学内容交互漫游，使学员在交互的同时进行技能训练、考核等工作。以防化专业某新型核辐射仪虚拟维修训练系统为例。通过软件构建某新型辐射仪的模型，学员不仅可以通过鼠标、键盘等其他人机交互设备操作，在虚拟的设备上查看每个开关按钮的安装位置及每个仪表的显示内容，并在相应的位置配有语音动画等内容，比较全面的介绍其功能和使用方法从而实现原理教学，而且可通过传感器等对其进行相应的虚拟操作，以实现对设备的操作训练。采用这种方式既可以解决教学中没有或者缺少实际新型装备，无法进行实装教学的难题，还可以激发学员的学习兴趣，为学员提供虚拟操作机会。

第三篇：VR技术在物流工程专业实践教学中的应用研究

VR技术在物流工程专业实践教学中的应用研究

许

婧

（中南林业科技大学 涉外学院

湖南 长沙 410004）

摘要：物流工程专业旨在为企事业培养具备物流系统规划设计、运营管理及相关能力的复合型应用人才，要求学生具有较强的实践能力，但物流系统极其复杂且投入很大，高校不可能完全按照企业提供一个真实的实践环境，这样学生就很难接触和理解核心环节，从而使得教学效果大打折扣。为了解决这一矛盾，本文尝试引进VR技术并研究其在物流工程专业实践教学中的应用，帮助教师提高教学效果，培养学生的实践能力。关键词：虚拟现实；物流工程；实践教学

Application research on VR in practice teaching of logistics engineering

Xu Jing(Swan College,Central South University of Forestry and Technology , ChangSha 410004)Abstract: Logistics engineering aims to develop application talents which have the logistics system planning and design, operating management and relevant ability, students are required to have strong ability of practice, but the logistics system is extremely complex and input is large, the university can't completely according to the enterprise to provide a real practice environment, so students can be hard to contact and understand the core link, so as to make the teaching effect lower.In order to solve this contradiction, this paper tries to introduce VR technology and study its application in logistics engineering practice teaching, help teachers to improve teaching effect, improve the students' practical ability.Key words: VR;Logistics engineering;practical teaching

近年来，物流在我国得到大力发展，社会对物流人才的需求急剧增长，尤其是高端的物流系统规划设计人才，但我国高校培养的物流专业人才并不能适应社会需要。这主要是因为物流是一个极其复杂的系统，实践性很强，投入大，而高校限于资金、场地等因素，很难提供一个系统、真实的实践环境，这样学生动手操作的机会就很少，不能真正接触到物流的核心业务，也很难深刻地理解整个物流流程，对物流的认识缺乏系统性，实践能力差，更谈不上进行物流系统的规划设计了。而VR技术正好弥补了这个缺陷，它通过虚拟仿真可以构建一个逼真的物流环境，使学生犹如身临其境，从而提高学习兴趣，增强实践能力。

目前，有关VR技术在实践教学中的应用研究不少。如林琳对VR在建筑设计教学中的应用进行了研究[1] ；赵鹏程在公安实践教学和培训中引入了VR技术[2]；王凯英和廖明军探讨了VR在土木工程教学中的应用[3]等，都取得了不错的效果，但有关VR在物流工程实践教学中的应用研究还比较少，本文将就此进行探讨。1 VR技术概述 1.1 概念 VR（Virtual Reality）即虚拟现实，又称为灵境，兴起于20 世纪末[4]。它实际上是一个计算机系统，结合了多媒体、传感和仿真技术，通过建模创建一个虚拟的现实世界，用户可以通过视、听、触等方式跟虚拟世界中的对象进行交互，就仿佛身临其境一样。1.2 特征

沉浸性、交互性和构想性是虚拟现实系统的三个基本特征。沉浸性是指用户完全沉浸在虚拟环境中，借助头盔、手套等外部设备实现自然交互。交互性是指用户可以使用键盘、鼠标等交互设备来控制虚拟物体，不再是被动的接收者。构想性是指VR系统能激发用户的创造性，用户可以根据自己的构想来创建虚拟系统。1.3 分类

目前比较常见的虚拟现实系统大致上分为三类：桌面虚拟现实系统、沉浸式虚拟现实系统和分布式虚拟现实系统[5]。

桌面虚拟现实系统又叫窗口VR，用户通过计算机屏幕来观察虚拟环境，对设备要求低，沉浸感较差，但成本较低，主要用于教学演示，本文研究中的VR系统主要是指这类系统。

沉浸式虚拟现实系统则是一种理想的VR系统，对设备要求很高，价格昂贵。用户通过佩戴一些外部设备（如图1所示的VR眼镜、数字手套、操纵手柄等）进入一个虚拟环境中，产生极强的沉浸感，如同身临其境[2]。

图 1 虚拟现实设备

分布式虚拟现实系统结合了网络技术，通过网络将不同地方的用户联结起来，共享同一个虚拟环境。也就是说，通过分布式VR系统，多个用户可以同一时间异地协同交互作业。VR技术在物流工程专业实践教学的应用

现代物流系统是一个极其复杂的高科技系统，不仅包括各类现代设备，还包含了先进的信息管理系统，涉及面广，环节众多，融合了机械、自动化、计算机、管理等多个学科，实践性非常强，因而实践教学对于物流工程专业而言就格外重要。但传统的实践教学模式限于资金、场地、技术等各方面的原因，效果并不理想。自VR技术问世以来，已经在多个领域广泛应用并且取得了不错的效果，下面我们就来探讨一下VR技术在物流工程专业实践教学的应用。

2.1 VR在物流设施设备实践教学的应用

物流设施设备是物流系统设计的基础，现代物流设施设备种类繁多，大多价格昂贵，而且更新速度非常快。传统的教学模式通常采用图片、视频等让学生认识各类设施设备，有条件的学校会购买一部分设备供学生操作或者带学生去企业参观实习。在这种模式下，学生实际操作的机会非常少，对设施设备的认识理解不深，而且学校的教学成本很高，风险也很大（比如购买的设备需要维护，还要面临很快被淘汰的风险；带学生外出实习要考虑学生的安全问题等）。应用VR技术可以在电脑上创建各种设施设备的模型，通过鼠标、键盘、VR眼镜等外设来操纵虚拟设备，跟现实世界操作设备相差无几。当现实设备更新时只需要重新建模即可，非常方便，不用维护也不用担心设备过时造成资源浪费。学生也不受时间、空间的限制，闲暇时都可以操作而且可以反复多次操作，同时模型是立体的，非常逼真，极大地提高了学生的学习兴趣。例如在港口物流中经常用到的起重机，价格非常昂贵，动辄上百万，学校不可能购买一台起重机让学生实际操作。即使去企业实习，由于驾驶的难度和危险性，企业也很可能不会让学生动手操作。但如果没有实际操作过，就很难理解它的构造和工作原理。借助VR技术，这些问题就都迎刃而解了，通过建模，学生不仅可以全方位观察起重机，也可以对其进行拆装，还可以驾驶而且十分安全，既加深了对设备的理解，同时又提高了实际操作能力。

2.2 VR在仓储实践教学的应用

仓储是物流最主要的功能，也是整个物流成本中占比最重的一部分，因此，仓储系统设计的好坏直接影响到整个物流系统的运行效率和成本。而仓储系统作业环节繁琐，内容也比较枯燥。目前，大多数高校是通过仓储管理软件WMS来开展实践教学的，对学生理解仓储作业流程有一定的帮助，但学生是被动接收，对整个系统的认识不够立体，而且仓储作业随着环境的变化不断发生变化，应用WMS软件很难进行系统优化并实时看到优化结果。而在VR环境下，不仅能生动形象地看到整个流程，还能方便地进行系统优化。学生也可以亲自操作各个环节，进行各岗位的角色扮演，以交互的方式模拟入库、拣选、包装、出库、补货等作业流程。大家玩过游戏《模拟人生》吧，那是VR在游戏的一个典型应用。在游戏里，你可以按照自己的想法生活，吃饭、睡觉、工作、交朋友，跟现实生活非常地贴近。同样地，在仓储实践教学中应用VR技术，也能达到类似的效果。例如下图是长风网开发的一个仓库模拟系统，操作者可以全方位观察整个仓库，可以自由行走，可以根据指令出入库、拣货、理货，还可以展开竞赛，以游戏的方式教学，能够极大地激发学生的学习热情，自主学习，深刻地理解仓储系统作业流程，锻炼实践技能。

图 2 虚拟仓库系统

类似地，还可以在生产物流系统、运输系统、供应链管理系统中应用VR技术，帮助学生更好地理解其运作流程，培养相关岗位操作技能。2.3 VR在物流系统规划设计的应用

物流工程专业最终的培养目标是要培养物流规划设计人才，在掌握物流设备和业务流程、运营管理的基础上进行系统的规划布局和设计。由于物流系统的复杂性，高校在进行系统规划设计实践教学时，往往感到一筹莫展。比如物流园区的规划，它涉及众多的设备、人员配置、园区的布局以及工艺流程设计，非常复杂，设计难度很大。传统的做法是沙盘模拟，但投资很大，场地不够，很难顾及所有细节，而且建成后很难修改，整个设计是静态的，发现问题也难以实时优化。即使采用了3dmax建模，也只是在一定程度上实现了三维动画效果，并不能实时交互，也不能及时有效地发现设计的问题并进行系统优化。VR技术正好弥补了这个缺陷，其良好的交互性使得设计结果变得可预知，其虚拟性使得空间不受限制，教师可以根据设计要求，任意增加设备、人员，设计方案的修改非常方便并能够实时进行仿真，多种设计方案可自由切换，设计者能真切地体会各方案的优劣，这是传统的实践教学不能比拟的。3 物流工程专业实践教学应用VR技术的关键

由于物流系统是一个非常复杂的动态系统，尽管VR技术非常先进，目前市场上的VR仿真软件功能也越来越完善，但将VR用于物流工程的实践教学还是有一定的难度。最核心的问题在于建模，尤其是动态建模。物流系统的各个环节是彼此动态联系的，如何构建一个动态的运行场景是VR建模中的一个难点，这就要求教师有很强的建模能力，能够根据教学要求建立相应的模型，包括实体建模和动态流程建模。可以采取同国内外知名的VR软件公司合作来开发适应的VR实践教学平台，这样可以节省开发时间，降低建模难度，有利于在物流工程实践教学中推广VR。4 结论

在物流工程专业实践教学中应用VR技术，根据教学任务建设虚拟设备、虚拟沙盘、虚拟系统，对物流设备、业务流程、系统规划等物流实践内容进行交互式教学，寓教于乐，不仅节约了大量成本，避免了以往实训中的危险，而且有利于激发学生学习热情，学生由传统的被动接收学习转化为主动研究学习，能大大提高实践教学效果。通过与国内外知名VR软件公司合作开发适应的物流虚拟仿真实训平台，降低建模难度，可使VR技术在高校物流实践教学中的应用变得切实可行。

参考文献

[1]林琳．虚拟现实技术在建筑设计教学体系中的应用[J]．电大理工，2008，234(1)：20-22． [2]赵鹏程．虚拟现实技术在公安实践教学和培训工作中的应用研究[J]．公安教育，2010，(7)：57-59．.[3]王凯英，廖明军．虚拟现实技术在土木工程教学中的应用探讨[J]．中国现代教育装备，2010，109(21)：72-73．

[4]王国庆，吴广茂，刘天时．虚拟现实(VR)技术及其应用[J]．航空计算技术，1994，(2)：1-6．

[5]梁宇涛．虚拟现实技术及其在实验教学中的应用[J]．实验技术与管理，2006，23(3)：81-85．

第四篇：VR技术在高中地理教学中的应用

VR技术在高中地理教学中的应用

【摘 要】新课程改革对高中地理教学提出了新的要求，教学不仅要满足不同学生的学习需要，还要构建富有多样性、选择性的课程，满足学生探索自然奥秘、认识社会生活环境、掌握现代地理科学技术方法等需求，并且强调信息技术在地理学习中的应用，充分考虑信息技术对地理教学的影响，营造有利于学生形成地理信息意识和能力的教学环境。虚拟现实（VR）技术的出现将打破原有高中地理教学的常规模式，使更富有多样性、创造性和新颖性。

【关键词】高中地理教学；科学技术方法；虚拟现实技术

一、VR技术简介

VR（Virtual Reality），即虚拟现实技术或称灵境技术，实际上是一种可创建和体验虚拟世界（Virtual World）的计算机系统。其具体内涵是：综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备，在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。

VR技术的出现，将打破现有的常规教学模式，可以将教学过程从二维模式带入到多维模式，对于教学而言，会出现更为新颖的教学方式与方法；对于学生而言，新技术的出现会更有效地促进知识与技能的学习，并且学生会更主动地学习，一改过去被动接受知识的局面。同时，在学习准备过程中，通过VR技术，学生可以更为直观地、接近真实地体验虚拟学习环境，掌握有效学习方法，使情感态度与价值观在知识的学习过程中直接得到升华。

二、在高中地理教学中运用VR技术的优势

虚拟现实技术是对客观环境的“克隆”，其所创建的学习情境与学生所能直观感受到的生活情境高度相似，所以虚拟现实技术可以广泛应用于学习情境的创建，使学生对于将要学习的内容充满期望与兴趣，在学习过程当中，又会对学习内容的形象性与生动性激动不已，学习结束之后仍然会记忆犹新，改变死记硬背的传统模式。

1.新奇性

万事开头难。对于高中新生来说，地理这门学科似乎很熟悉但又十分陌生，而第一节地理课的学习效果会直接影响其后续学习。在过去的地理教学中，部分教师在新生初次上课时，会播放一些有趣的地理视频，以此来吸引学生学习，但往往效果不佳，很难体现地理这门学科的独特魅力。虚拟现实技术的出现打破了这个局面，新技术的应用不仅可以大大激发学生学习地理的热情，而且可以对客观环境进行模拟，与实际学习情境高度融合，从视、听、触等感官上给学生前所未有的学习体验，为后续地理知识的学习埋下伏笔。

2.多感知性

高中地理教学要求学生掌握人地协调发展的知识，熟悉人与自然环境、人文环境及区域发展知识，相对应的就是自然地理、人文地理和区域地理这几部分学习内容，还要求理论与实际相结合，学生不仅要学会，而且要致用。恰恰自然地理这部分内容对于学生来说过于抽象，要求他们具备较高的空间想象能力，而这个阶段的学习效果又决定后续学习的成败，教师必须想方设法增强教学效果。虚拟现实技术的多感知性，可以从视、听、说甚至触觉和人的心理等方面高度还原，提高学生对于较难知识的学习效率，达到事半功倍的效果。就地理科学的本质而言，多感知性也是其属性之一。

3.交互性

以往地理知识的学习只是简单地以教师为主导的人机操作，学生在学习过程当中常常属于被动的接受者，且交互体验不佳。VR技术可以给地理教学带来全新的交互体验，不仅体现在感官上，甚至可以反馈信息，使学生犹如身临其境。

4.主体参与性 虽然高中地理教学以教师为主导、学生为主体，但往往在知识传授过程中，学生只是一种被动接受的主体，教师和学生都心有余而力不足。VR技术的出现可打破这样的僵局，学生在学习地理知识的过程中，通过丰富的感官交互体验，积极参与到学习过程当中，由被动接受变为主动探究，充分发挥学生作为学习主体的优势。

5.时效性

在高中地理学习过程中，有许多地理探究活动和野外观测可作为学生学习必备地理技能的媒介，让学生在亲身体验科学研究的一般过程中，学会与他人交流并培养对地理学科的兴趣，从中习得地理科学研究的一般方法，进而提高学生的综合实践能力和创新精神。在传统教学模式下，这类活动常常因为条件的限制而简化甚至忽略，也有部分教师将其放在期末进行简略讲解以应付考试，导致这部分内容的学习效果十分不理想。地理课程本来就是理论与实践结合十分紧密的学科，只有理论而忽略实践，不能使学生亲自感受大自然的美，也就不能感受地理这门学科的美。

VR技术的出现可以不受时间和空间的限制，如在自然地理学习中，要求学生进行地质、地貌、水文等野外观察；在人文地理学习中，模拟设计某地区交通运输线路和站点布局方案；在区域地理学习中，要求模拟赴热带雨林、热带草原、热带荒漠、高山地区等地旅行等探究活动，完全可以通过VR技术进行模拟实现，既可以足不出户带领学生感受大自然的美，还可以激发学生对地理探究学习的热情。

三、VR技术的局限性

任何一种新的事物都有两面性，VR技术亦是如此。对于某些知识的学习可以起到事半功倍的效果，也可能会适得其反，所以对于地理教师而言，要把握好运用时机。除此之外，受经济原因及师资力量的限制，VR技术只是在极少学校试用，最终效果还有待实际论证。

不管是现在还是将来，教育发展的趋势都是以信息技术为背景的现代教育。VR技术能形象、生动地表现教学内容，有效地营造跟随技术发展的教学环境，提高学生掌握知识、技能的效率，优化教学过程，提高教学质量，调动学生学习积极性，突破教学重难点，使学生学习地理知识的兴趣得到提高，有效解决很多以前根本无法解决的教育问题。

在党的十八届五中全会上，总书记系统地阐述了创新、协调、绿色、开放、共享五大发展理念，同样适用于在教育工作中推广VR技术。这种新技术可以省去野外考察和购买辅助教学仪器的教学成本，对于学生的安全又有保障，可以为师生构建更加开放、更加共享的学习的平台。

第五篇：现代教育技术在高中生物教学中应用研究

现代教育技术在高中生物教学中应用研究

结题报告

一、本课题研究背景

教育技术从来没有像今天这样备受关注，世界各国都将教育视为国家的生存立足和发展、提高国家的综合实力的治国战略。新的课程标准提出要转变教师的教学方式和转变学生的学习方式，同时还要转变课堂教学内容的呈现方式，这对于每一个教师而言是一个不小的挑战。

国家教育部在《基础教育课程改革纲要（试行）》中提出：“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。”基于这样的一种背景下，我们开始了信息技术和生物学科课堂教学整合的研究。经过反复的的学习和实践，我们对信息技术的发展，对信息技术在生物课堂教学中所具有的突出的作用有了进一步的认识，通过研究我们越来越清晰的看到“教学”和“整合”之间的关系的重要性。信息技术应用于教学是现代教育的必然需求，应用现代信息技术辅助生物课堂教学有广阔的发展前景。

二、本课题的研究目标、研究内容、观点和创新之处

（一）本课题的研究目标

在于探讨基础教育课程实施中，将计算机、网络教学变成生物课堂教学中的教学辅助、学习工具，以提高高中生物教学的课堂效率。

（二）研究内容

1、研究信息技术作为现代教育技术手段对生物学科教学产生的影响。

2、研究信息技术在生物课堂教学中的地位和作用。

3、研究信息技术在转变教师的教学方式、转变学生的学习方式、转变教学内容的呈现方式以及课堂教学师生互动方式中的各种关系。

（三）研究观点

1．信息技术是指以计算机为核心的信息技术主要指多媒体计算机、教室网络、校园网和因特网(Internet)等，作为新型的教学媒体的现代技术。

2．信息技术不仅作为一种方法、手段，而且正在以一种意识、文化、生存状态的形式渗透到我们的生活和学习中。

3．信息技术与生物学科课堂教学整合，就是在现代教育理论指导下将信息技术作为促进学生主动学习的认知工具、主动探究的学习工具、创设丰富的教学环境的使用工具、激励学生情感态度转变的激发工具和进一步拓展学习的有效工具等，并将其合理的整理、加工、组合，融在教学整个过程中，已达到高效率的、创造性地实现学生的学习目标，和促进教师的专业发展。

4．信息技术与生物课堂教学整合的理想目标中间是有阶段性和层次性的，我们只能一步一步的追求和实践。去感知和体验，而绝不能替过高的、不切实际的和统一化的要求和规定，要肯定不同层次的整合，鼓励教师的热情，在鼓励各个层面的信息技术的整合中推出优秀的整合课堂。

（四）创新之处

多媒体的应用在生物教学中显得尤为重要，生物学是研究生物的形态特征、生理特点、进化方面等知识的学科。多媒体可将书本知识化静为动，化虚为实，化抽象为直观，在课堂教学中合理运用，能起到调动学生积极性，激发学习兴趣的作用。为了使信息技术与中学生物新课程课堂教学整合能迅速地适应新形式的要求，为培养具有现代素质的学生，我们课题组组想在这方面进行尝试，探索生物教学新路子，采用新的教学模式进行实验研究，总结生物教学经验，以求与其它学科共同发展，互为提高。

三、本课题的研究思路、研究方法、技术路线和实施步骤

（一）研究思路

信息技术与课程整合是指在课程教学过程中把信息技术、信息资源、信息方法，人力资源和课程结构、课程内容、课程资源以及课程实施等融合为一体，从根本上改变传统教和学的观念以及相应的学习目标、方法和评价手段，共同完成课程教学任务的一种新型的教学方法。信息技术与学科教学整合的最终目的是追求教学效果的最优化，有利于培养学生的创新精神，提高学生的能力。在传统的教学中，整个教学过程以教师的讲为主，教师是知识的传授者，学生是知识的接受者；信息技术与课程整合后，教学的规则发生了变化，教师转变为课程的设计者，学习的指导者，学习活动的组织者和参与者。学生从传统的接受式学习转变为主动学习、探究学习和研究性学习，学生的主体地位被充分体现出来。

信息技术整合于课程,其主体是课程，而非信息技术。在现有教学体制下，所有教学活动应符合课程目标，通过网络通讯功能及虚拟功能等营造学习者有效的学习环境，真正把信息技术整合于教学之中。教学设计应以学为中心，创设主动学习环境，让学生在学习某一综合学科知识的同时获得许多其它学科的知识。

（二）研究方法：

采取调查、访谈、课堂教学实践、说课听课形式开展活动，边学习边实践边总结。

（三）技术路线

运用现代教育技术等信息技术对中学生物的教与学展开研究。

（四）步骤实施：

2014年4月--5月：

准备阶段

确定课题的研究方向，建立课题研究小组，落实课题负责人，制定研究方案。2014年6月—2015年1月： 研究实施阶段

课题成员对各种资源库生物教学资料进行筛选和整理；对高中生物课程进行研究，确定实验实验对象并实施实验；对实验班级进行检测、评估。2015年2月--5月：

研究总结阶段

完成课题的终期验收，编写实验班与非实验班的研究结果报告；整理收集数据资料，选出优秀课例、征集优秀论文和教学设计，组织信息技术与学科教学整合教学现场研讨会、组织召开结题报告大会，讨论通过《信息技术在中学生物教学中应用的研究》课题设计论证。

2014年8月20日，渭南市教育科研领导小组正式批准了我校申请的《现代教育技术在高中生物课堂教学中的应用》课题的研究并下达了立项通知书，这一课题的立项是对我们教科研工作的鼓舞和鞭策。我校生物教研组有着和谐的研究氛围，也曾取得了许多好成绩，如本组邱荔同志曾获得多媒体教学展示的县级一等奖。在连续两年的说课活动中邱荔、赵蕊同志分别获得一等奖和二等奖。本组成员曾多次撰写并发表相关论文多篇。受到县、校级好评和嘉奖。

四、开题后情况

自《现代教育技术在高中生物教学中应用研究》的课题开题以后，我们就积极投入到课题研究工作中去。从2014年4月开始，我们积极准备，搜集了课题研究所需的资料，并积极开展调查研究。现对这一阶段的研究工作开展情况做如下小结。

（一）、开题报告之后，根据课题研究方案，我们组内成员经过认真讨论，形成了初步的方案文本，为以后的课题研究打下了一个比较良好的基础。

（二）、根据课题研究实施方案中拟定的进度计划，我们做了以下一些工作：

1、组内成员积极搜集一些与课题研究相关的论文资料进行学习，我们还组织学习了相关理论，通过学习更加明确了什么是信息技术、信息技术与课堂整合发展的不同阶段、信息技术与课堂整合应遵循的原则等问题。《中小学教育科研方法》，为本课题组在这一领域的研究提供了理论依据和指导。为了保证信息技术和生物课堂的真正整合，不仅学习了Powerpoint和Flash等软件的使用，还学会了使用实物投影仪、扫描仪等相关设备。并经常与学生多加沟通，及时了解信息技术在课堂教学应用中的效果。

2、组内成员积极参加县局以及学校组织的学习加强自身业务素质，以教研组组织的有关课题研究学习为契机，认真学习课题研究的意义、方法，提高了对课题研究的认识，掌握了课题研究的一般方法，为以后的研究工作的开展打下了一个比较良好的基础。

3、课题组成员定期进行听课，如邱荔的《有丝分裂》分裂一节课；赵蕊同志《减数分裂》一节课；王建英的 《神经调节》一节课；闫建斌同志《基因突变与基因重组》一节课。组内成员对每节课都进行了详细的讨论和评课，大家充分认识到现代教育技术在生物课堂教学中的重要性和必要性。

4、组内成员积极合作，对高中生物必修

二、必修三的信息技术应用进行了细致的分析，并形成成果，做到有据可查。

5、在大家的共同努力下，我们分别完成了《高中生物教学中运用多媒体教学的重要性》;《高中生物光合作用中多媒体课件使用的效果分析》；《高中生物一轮复习应用多媒体课件的重要性》；《现代教育技术在高中生物教学中应用研究策略》等论文。本课题组对本课题的研究从理论、研究的成果、结论、研究过程中出现的困惑以及需要进一步研究的问题都进行了反思和总结，经过不断的讨论形成了最后的研究报告。

6、研究的结果

生物学是研究生物的形态、结构、生理、分类、遗传和变异、进化、生态的科学，生物学科知识具有微观性、难以再现性、难以亲历性，以及运动变化性的特点。生物学科的教学注重于宏观和微观两个方面，强调实验能力和科学素质的培养。而多媒体技术具有模拟过程、虚拟现实等优势，可以化静为动，化虚为实，化抽象为直观，为学生的学习创设有利于激发学习兴趣的教学情境，使学生能够很快地进入学习的主观能动状态；能够拓宽课本知识体系，拓宽教学的时间和空间，拓宽和加深课堂学习的内涵和外延，突出教学重点，增加课堂信息容量、化解教学难点，提高教学效率和质量。因而，随着素质教育的深入开展，多媒体技术在中学教学尤其是生物学科的教学中越来越体现出其优越性。

现代信息技术有利于化解难点，通过展示动态化解难点。通过宏观到微观的连续性展示化解难点。可以帮助学生理解不能理解的内容，利用信息技术手段也能增加课堂容量，上好复习课，提高教学效率。

通过大量整合实践，大家确信现代信息技术的确可以促进生物教学，激发学习兴趣，能够有效地提高生物教学效率；

（三）、在今后的教学活动和研究中的改进措施 ：

1、继续狠抓教学研究。在本课题研究的基础上长期深入地进行现代教育技术对于教学的有效性研究并及时撰写心得体会。

2、进行多渠道的学习，注重平时积累，充分利用教育教学资源，定期进行听课评课活动，共同提高教育教学水平。

3、坚持进行备课组、教研组研究活动，勤于做教学反思、研究小结等，不断反思和提高自己的专业研究素质。

（四）、课题组成员：

姓名

课题职责

职称职务

研究专长 谢国杰

行政主持人

校长，研究生

教育管理 霍文瑛

课题主持人

高级教师，备课组长

生物教育

闫建斌

成员

教务主任 一级教师

生物教育 赵蕊

成员

生物教师 一级教师

生物教育 王建英

成员

生物教师 二级教师

生物教育 邱荔

成员

生物教师 二级教师

生物教育

霍文瑛

2015年5月