教育数字化的持续发展,沉浸式VR实验室越来越多地应用于校园教学场景。借助虚拟现实技术构建虚实交融的学习环境,能够有效化解传统实验教学中知识抽象难懂、部分教学内容难以实操落地等现实难题,更好引导学生开展科学探究,培育创新思维。建设沉浸式VR实验室,并不是简单完成设备采购即可,需要围绕教学目标、校园场地、课程体系进行整体统筹,从教学定位、空间规划、软硬件选配、教学资源搭建到落地运维等多个环节系统推进。
搭建沉浸式VR实验室,首要任务就是确立清晰的教学定位,避免重展示体验、轻课堂实效的建设误区。面向中小学的沉浸式VR实验室,核心目标是服务日常学科教学,同时兼顾科创实践、综合实践、安全主题教育等拓展课程,建设思路要契合不同年龄段学生的认知特点,贴合课程教学要求,为常态化课堂使用做好铺垫。
前期规划阶段,学校可以结合自身教学现状梳理实际需求,明确沉浸式VR实验室重点服务的学科方向,理清需要解决的课堂难点,判断是补充学科实验教学,还是侧重科普研学、创新实践类课程。结合校内现有教室条件,选择改造已有专用教室或是打造全新特色教学空间。沉浸式VR实验室可以适配多类教学场所,兼顾多场景教学需求,提高场地利用率,让技术真正服务于课堂本身。
场地条件是沉浸式VR实验室落地的基础,建设不盲目追求大空间,核心在于做好功能分区、安全防护以及配套环境搭建。场地可以选用校内现有教室改造,划分出学生体验操作区、教师演示教学区,预留充足的活动缓冲空间,保障学生佩戴设备进行虚拟实操时的人身安全,规避磕碰等隐患。
同步完善场地配套条件,优化供电与网络环境,保障多台终端同时运行时网络通畅稳定,满足沉浸式VR实验室集体授课的使用需求。除教学活动区域之外,还需要规划专门的设备存放区域,用于设备集中收纳保管,为后期日常维护管理打下基础。
沉浸式VR实验室需要硬件与软件相互配合,硬件提供交互体验载体,软件承担教学管控功能,二者协同才能支撑完整的课堂教学流程。
硬件方面围绕教学场景做组合配置,以适配校园教学的VR终端作为学生主要体验设备,搭配大屏演示设备、教师操作终端,同时配套设备收纳、充电养护相关设施,方便设备集中管理维护,保障设备使用过程安全稳定。大屏设备能够面向全班进行内容演示,方便教师统一讲解授课,兼顾个人实操体验和集体课堂教学,适配多样化的课堂模式。
软件层面搭建配套教学管理系统,兼顾教师统一管控和学生自主探究两种使用模式。方便教师把控课堂节奏,完成教学过程管理,做好学习情况梳理。选择软硬件时优先考虑适配校园教学场景的产品,兼顾操作便捷性与运行稳定性,降低教师的技术操作门槛,让教师可以快速上手开展课堂教学。
硬件只是基础载体,适配的教学资源才是沉浸式VR实验室发挥教学价值的关键。资源内容要贴合课程教学要求,覆盖多学科的教学与实验场景,把课本中抽象晦涩、现实条件下不好开展实操的知识点,转化成可以动手交互的虚拟探究场景。
依托沉浸式VR实验室,学生可以在虚拟环境完成各类模拟实验,规避现实条件下部分实验存在的各类问题,同时减少实体耗材消耗。针对微观原理、宏大场景等肉眼难以直接观察学习的内容,通过虚拟场景把抽象知识直观呈现,帮助学生加深理解。资源库既要覆盖基础课堂教学内容,也要储备拓展探究素材,兼顾学科实验、安全教育、创新实践等不同主题,同时预留内容更新迭代的空间,适配后续课程教学的调整变化。
实验室搭建完成只是建设工作的起点,想要让沉浸式VR实验室真正融入日常教学,设备运维与教师能力提升必不可少。
设备管理上建立规范的保管和养护流程,做好定期检查维护,延长设备使用周期。同时开展针对性的教师培训,帮助学科教师熟悉沉浸式VR实验室的设备操作、资源调用方式。引导教师把虚拟实验和传统课堂有机结合,探索虚实互补的教学模式,避免实验室仅用于参观展示。
学校还可以结合校本课程建设,将虚拟实验内容融入日常备课,设计对应的课堂探究活动,充分发挥沉浸式VR实验室的优势,锻炼学生科学探究能力与创新素养,实现技术真正赋能课堂教学。