虚拟现实技术赋能小学数学教学的创新探索

虚拟现实技术赋能小学数学教学的创新探索

高燕飞

山西省吕梁市柳林县金家庄中心校   邮编033300

摘要：本文探讨了虚拟现实技术在小学数学教学中的应用价值及实践策略。分析了其对增强学习体验、提升教学效果的重要作用，并阐述了通过创建虚拟情境、互动式学习等方式激发学生兴趣。文中结合小学数学教材中的具体内容，如几何图形、计算应用等，展现了虚拟现实技术的应用优势。

关键词：虚拟现实技术；小学数学；教学创新

在当今数字化时代，科技的飞速发展为教育领域带来了新的机遇和挑战。虚拟现实技术作为一种前沿的科技手段，正逐渐走进教育的视野。小学数学教学作为基础学科教育的重要组成部分，如何借助虚拟现实技术提升教学质量和效果，激发学生的学习兴趣和主动性，成为了值得深入研究的课题。本文将围绕虚拟现实技术在小学数学教学中的应用展开探讨。

一、创建虚拟情境，导入课程内容

1. 结合生活场景

将数学知识融入到日常生活的虚拟情境中，能够极大地增强学生对数学的亲切感和应用意识。例如，在教授小数的加减法时，可以创建一个超市购物的虚拟场景。学生们仿佛置身于真实的超市中，面对琳琅满目的商品，需要挑选并计算价格。比如，他们选择了一支标价为 2.5 元的铅笔，一本 4.8 元的笔记本，还有一个 10.5 元的文具盒。在结算时，学生需要运用小数加减法算出总价：2.5 + 4.8 + 10.5 = 17.8 元。通过这样的虚拟情境，学生不仅学会了小数的加减法运算，还明白了数学在日常生活中的实际用途。

再比如，在学习“比例”这一概念时，可以创建一个厨房烹饪的虚拟场景。假设要制作一份蛋糕，食谱中规定面粉和鸡蛋的比例是 2:1，如果有 400 克面粉，那么需要多少克鸡蛋？学生在虚拟的厨房中，通过实际操作和计算，理解比例的含义和应用。

2. 模拟历史故事

借助历史上的数学故事或典故，营造富有文化氛围的虚拟情境，能够激发学生的学习兴趣和文化自豪感。比如在介绍圆周率时，可以模拟祖冲之研究圆周率的场景。学生仿佛穿越时空，来到古代，亲眼目睹祖冲之在艰苦的条件下，通过不断地测量和计算，逐步逼近圆周率的精确值。在这个过程中，学生不仅了解了圆周率的发展历程，更被祖冲之的执着和智慧所打动，从而对数学产生更深厚的兴趣和敬意。

又如，在学习“负数”的概念时，可以模拟中国古代商业交易中使用负数的场景。让学生了解在古代，当商人在账目上出现亏损时，会用红色的数字来表示，这就是负数的早期应用。通过这样的情境模拟，学生能够更深刻地理解负数的产生背景和意义。

二、开展互动式学习，促进知识理解

1. 虚拟实验操作

让学生在虚拟环境中进行数学实验，能够使抽象的数学概念变得直观可感，增强学生的动手能力和实践经验。例如，在学习长方形和正方形的面积计算时，可以通过虚拟操作直观感受面积的变化。学生在虚拟的平台上，可以自由地改变长方形的长和宽，或者正方形的边长，观察面积的相应变化。他们会发现，长方形的面积等于长乘以宽，正方形的面积等于边长的平方。通过亲手操作和观察，学生能够更加深入地理解面积公式的推导过程和本质。

在学习“体积”的概念时，学生可以在虚拟实验室中，将不同大小的正方体或长方体进行堆积和组合，观察物体体积的变化。比如，用 8 个棱长为 1 厘米的小正方体拼成一个大正方体，学生可以清晰地看到大正方体的体积是 8 立方厘米，从而深刻理解体积的含义和计算方法。

2. 游戏化学习

设计基于虚拟现实的数学游戏，能够增加学习的趣味性和参与度，让学生在轻松愉快的氛围中掌握知识。例如，在乘法口诀的学习中，可以设置游戏关卡。每个关卡中，会出现不同的算式，学生需要在规定时间内快速准确地回答。随着关卡的升级，算式的难度也会逐渐增加。如果学生回答正确，会获得相应的奖励，如虚拟道具或积分；如果回答错误，会有提示和重新尝试的机会。通过这样的游戏化学习，学生能够在充满挑战和乐趣的环境中熟练掌握乘法口诀。

三、个性化学习指导，满足不同需求

1. 根据学习进度定制

根据学生的个体学习进度，提供相应难度的虚拟学习内容，能够实现因材施教，确保每个学生都能在自己的“最近发展区”得到充分的发展。对于数学基础较弱的学生，可以提供更多基础知识的巩固练习。例如，在学习分数的加减法时，如果学生对通分的概念理解不够透彻，系统可以为他们推送更多关于通分的练习，如将不同分母的分数化为相同分母的分数，然后进行加减运算。通过反复练习，帮助他们夯实基础，逐步提高。

对于学有余力的学生，则可以推送拓展性的学习资源。比如，在掌握了基本的几何图形面积计算方法后，可以为他们提供一些关于不规则图形面积求解的虚拟挑战，让他们运用所学知识，通过分割、填补等方法，尝试解决更复杂的问题，拓展思维能力。

2. 适应学习风格

考虑学生的不同学习风格，如视觉型、听觉型、动觉型等，提供多样化的虚拟学习方式，能够更好地满足学生的个性化需求，提高学习效果。对于视觉型的学生，可以提供更多色彩鲜艳、图像丰富的虚拟学习材料，如通过三维动画展示数学概念的形成过程，或者用动态图表解释数据的变化趋势。

对于听觉型的学生，可以配备语音讲解和音频教程，让他们通过倾听来理解和掌握数学知识。比如，在学习数学定理和公式时，提供详细的语音解释和示例讲解。

而动觉型的学生则更适合通过实际操作和互动体验来学习。例如，在学习图形的旋转和平移时，让他们在虚拟环境中亲手操作图形的变换，感受其变化规律。

四、加强教师培训，提升应用能力

1. 技术操作培训

确保教师熟练掌握虚拟现实设备的使用和相关软件的操作，是实现虚拟现实技术在教学中有效应用的基础。学校可以组织定期的培训课程，邀请专业技术人员为教师进行详细的讲解和示范。教师需要学习如何正确佩戴和调试虚拟现实设备，如何启动和运行相关的教学软件，以及如何处理可能出现的技术问题。例如，学会调整设备的焦距和视角，以保证学生获得清晰舒适的视觉体验；熟悉软件中的各种功能按钮和操作菜单，能够灵活地切换不同的教学场景和资源。

2. 教学设计培训

指导教师如何将虚拟现实技术与数学教学有效整合，设计出高质量的教学方案，是发挥虚拟现实技术优势的关键。培训内容可以包括如何根据教学目标和学生特点选择合适的虚拟教学资源，如何设计具有吸引力和启发性的虚拟教学活动，以及如何在虚拟教学中进行有效的师生互动和引导。比如，在教授“对称图形”时，教师可以先通过培训学习如何选择能够清晰展示对称特点的虚拟图形资源，然后设计让学生在虚拟环境中寻找对称图形、绘制对称图形的活动，并在学生操作过程中及时给予指导和反馈。

综上所述，虚拟现实技术为小学数学教学带来了新的活力和可能性。通过合理运用这一技术，创建丰富多样的虚拟学习环境，能够激发学生的学习兴趣，提高教学效果，为小学数学教育的创新发展注入强大动力。

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