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【關鍵詞】教學情境 虛擬 真實 虛實相生
【中圖分類號】G623.5 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）08-0132-01
教學情境是學生掌握知識、形成能力、發展心理品質的重要載體，是溝通現實生活與數學學習、具體問題與抽象概念之間的橋梁。不同的內容需要創設怎樣的教學情境，都要把握一條原則，那就是為學生的數學學習服務，為學生更好的學習數學服務。所以，情境創設不只是一堂課的簡單鋪墊，而應成為開啟學生智慧之門的鑰匙。因此，教師應深入挖掘情境與數學問題之間的內在聯系，并使情境為整節課的發展服務。那如何創設教學情境？需要創設什么樣的教學情境？教學情境要把握什么原則呢？通過業務學習并結合平時的課堂教學實踐，本人認為可從以下幾個方面談下自己的觀點：
一、“真實”的教學情境
我們常說數學學習要和生活情境相融合，使數學知識生活化，賦予數學生活氣息，讓學生覺得所學習的內容是和實際生活息息相關的，給數學找到生活的原形。在教學過程中選取的情境必須以現實為背景，應當是“真實”的。所創設的情境有時可以與生活實際發生偏差，但不能偏離實際生活，這樣才能體現教學情境的真實性。
如在教學《分數的初步認識》一課時，老師和同學們從探討4個蘋果分給2個小朋友入手，再到1個蘋果分給2個小朋友。學生們借助生活經驗很快得到每個小朋友應得到“一半”。這時，教師并沒有直接出“1/2 ”，而是創設了讓學生自己設法表示出“一半”的活動情境。結果有的同學用圖形表示，有的同學用半張紙表示。這時教師并沒有急于對這些表示方法進行評價，而是介紹了數學表示方法“ 1/2 ”，并對意義進行了講解，所有的學生都認識到了“幾分之一”這種表示方法的簡捷性，欣然接受了分數這個新朋友。
在創設教學情境時，我們應盡可能地與生活聯系起來，采用真實的生活材料。雖然有些材料為適合課堂教學需要做一定的加工處理，但其基本信息應該是真實的，可信的，這樣才能保證數學“源于生活”的概念。
二、“虛擬”的教學情境
情境創設的內容要從學生的年齡特點出發，取材于學生喜聞樂見的材料。如果教師教學方法單一，教學氛圍枯燥，小學生尤其是低年級的小學生在學習數學時往往會更多地感受到數學教學的抽象性與單調性，而逐漸對數學學習失去興趣。而創設“虛擬”情境就是一條非常適合低年級孩子的路子。每一個教學情境的創設都有一個背景，低年級的數學課堂“動物王國”故事情境橫行，這是真實的情境嗎？不是，是“虛擬”的。但是學生一個個興趣盎然，甚至我們聽課的老師也不知不覺融入其中。這樣的情境符合低年級學生的思維特點，激發小學生學習數學的興趣，達到了很好的教學效果。
例如教學一年級的“統計”一課，我把教學環節編成這樣一個故事：“今天動物王國的大象要過生日，小動物們來祝賀，他們給大象送來的禮物是各種顏色的鮮花，大象招待小動物的是各種好吃的水果。”學生在這樣一個生日會的虛擬情境中去學習“統計”，興趣濃厚，收到很好的效果。使學生感覺到學習數學是一件有意思的事情，從而愿意接近數學。
情境的創設有的可以完全藝術創造，有的要與生活實際適當結合，避免在情境上讓學生“有刺挑”，“虛擬”的情境也應該符合起碼的生活邏輯。如在教學“幾和第幾”時，創設一個動物跑步競賽的動畫情景，結果是小雞第一，小鴨第二，小貓第三，小狗第四，許多同學肯定會表示不同意，認為小狗跑得最快，應該小狗第一。雖然這是虛擬的情景，但“虛擬”不等于“虛假”。
三、虛實相生，相得益彰
教學情境的創設虛中有實，實中有虛，“真實”與“虛擬”這二者是否可以融合？比如在復習“量的計量”一課時，王老師創設了去太空旅游的情境，向學生詳細介紹了所乘坐的宇宙飛船的一系列信息，包括太空艙的容積、發射宇宙飛船的火箭的長度、總質量等。隨后讓學生找找其中用到了哪些計量單位。李老師教學此課時則拿自己當模特，讓學生猜猜老師的身高、體重，估一估，老師準備的一張長方形卡片的長、寬及面積，最后讓學生說說上面都用到了哪些計量單位。兩種不同的教學情境，達到的教學效果都很好。王老師采用“虛擬”的教學情境，緊緊抓住了國內的重大事件，具有鮮明的時代性，滿足了學生對太空對宇宙飛船的“好奇”。李老師以生活為契機，借學生所熟悉的生活事物與現象入手來創設情境，使學生將生活與數學相結合，在生活情境中學習數學，激發學生的學習熱情，易于學生理解和接受。
一、教學語言去模糊化，培養準確性
【例1】六年級“比賽的場次”的教學片段。
師：京滬高鐵從棗莊到天津有7個站，共有多少種不同的票價？
生1：6+5+4+3+2+1=21（種）。
師：他的想法很好。誰再來說一說？
生2：老師，我有不同的想法。如果每兩站或幾站之間的票價有相同的，那就沒有21種票價了！
（教師不知所措，無法應對）
“票價”種數和“車票”種數是不一樣的。現實生活中，站點的遠近不同，票價可能相同，但因站點是不同的，所有車票種類是不同的。如第一站到第二站與第二站到第三站火車的票價可能相同，而車票是不同的。所以教師提問時應該說：“京滬高鐵從棗莊到天津有7個站，共有多少種不同的車票？”這樣就沒有爭議了。
數學中的概念、性質、公式、定律都有它特定的內涵和表達方法，有時一字之差就可能造成嚴重的概念性的錯誤。譬如“數位”和“位數”，“增加了”和“增加到”都是截然不同的概念，有著本質的區別。教學語言必須遵行語言的標準和規范，只有在規范的基礎上才能準確地使用語言。
二、教學語言去片面化，培養科學性
【例2】《體積和容積》的教學片斷。
為使學生直觀地了解體積的概念，教師將一個馬鈴薯慢慢放入透明的塑料杯，直到馬鈴薯完全淹沒在水中，然后讓學生說說發生的現象。
生1：水位慢慢上升了。
師：水位為什么上升了？是不是水多了？
生2：水沒有增多，是馬鈴薯把水擠上來了。
師：她用了個“擠”字，多好啊！ 為什么水會被馬鈴薯“擠”上來了呢？
生3：因為馬鈴薯要占一定的空間。
生4：因為馬鈴薯要占一定的位置。
師：空間？位置？這里用“空間”好，還是“位置”好呢？
生5：馬鈴薯是立體的，所以用“空間”。
生6：可以說馬鈴薯占的空間大，但不能說馬鈴薯占的位置大。
……
經過討論，學生覺得用“空間”比較好。
在這個案例中，學生回答“馬鈴薯要占一定的位置”是教師在課前的預設中沒有考慮到的，但是通過對“空間”和“位置”這兩個詞的推敲和比較，使學生對體積這個三維空間的概念有了更進一步的認識，培養了學生的概括能力，也使學生對數學語言的準確性有了切身的體會。
三、教學語言去定勢化，培養開放性
【例3】教學圓的面積后，給出題目：下面三幅圖中正方形的面積都是40平方米，計算每個圓的面積各是多少平方米。
圖1 圖2 圖3
解決這類圓面積的題目，學生往往束手無策，因為他們認為S=πr2，找不到圓的半徑，就求不出圓的面積。造成這樣的原因是多方面的，和我們平時教學的提問脫不了干系。回想在初次教學圓的面積時候我們都是這樣引導的：“要求出圓的面積‘必須’先找到什么條件？” 這個“必須”就造成了思維的定式，不利于學生的學習，不利于思維的創新！對此不妨改為：“要求出圓的面積 ‘需要’先找到什么條件？”這兩個提問只有一詞之差，但“需要”一詞給學生解決問題提供了廣闊的空間，學生能夠意識到要求圓的面積可以先找半徑，也可以先找半徑的平方是多少。顯然解例3時知道了半徑的平方是多少（即圖中正方形的面積），再直接乘π的值就可以輕松求出圓的面積。
一、挖掘教材資源，適時進行可持續發展教育
在小學數學教材中有豐富的環境教育素材，教師在課堂教學中要有意識地挖掘教材資源，選擇有利于學生學習的、形象生動的素材，充分發揮環保素材的教育意義。在傳授數學知識的同時，結合小學生的現實生活，在其中滲透環境保護知識，潛移默化地對學生實施可持續發展教育。
1.保護水資源。例題：一個滴水水龍頭每天會浪費掉1.5千克的水，那么每年大約會浪費多少水？
2.吸煙的害處。例題：2012年某國由于吸煙造成的死亡是32520人，是機動車引起死亡的12倍，那么由于吸煙造成的死亡人數比機動車引起的死亡人數多多少？
3.愛護樹木。例題：①山上種有柏樹和松樹，其中柏樹有210課，比松樹少90棵，那么山上有多少棵松樹？②1公頃森林在生長季節內5天能夠吸收4.5噸的二氧化碳，那么800平方米的森林每天能夠吸收多少二氧化碳？
4.水土流失的嚴重性。例題：①地球上每天有800萬噸的水土流失，這些流失的水土如果用能裝10噸的卡車來運，需要多少輛能運完？②每輛卡車長度是8米，如果將這些車排列起來，總長度是多少？
在課堂教學中，讓學生通過計算了解到環境保護的重要性，增強學生的可持續發展觀念。如果學生發現800萬噸流失的水土需要80萬輛卡車才能運完，這些量化信息就會使學生感到驚訝，感受到水土流失的嚴重性。
此外，除了教材中已有的環境保護和可持續發展教育素材，教師要主動學習和小學數學有關的環境知識，尋求數學知識中包含的環境問題，將數學學習與可持續發展教育有機結合，增強學生的環保責任感。
二、開展實踐活動，感受環保的重要性
在教學“校園的綠化面積”這一內容時，可將學生進行分組，讓學生先上網收集校園綠化設計的資料，調查可進一步進行綠化的地點，設計出校園綠化方案，并計算出校園綠化所需的成本，最后由每組派代表向全班做方案介紹。
1.校園綠化方案設計過程。①分組確定校園里所需綠化的地方。②指導學生通過圖書、網絡查找出適合種植的植物資料。③充分運用所學的圖形知識，設計出綠化方案，并分別計算各類植物的種植面積。④根據每種植物的價格，計算出整個綠化過程所需的成本。
2.各小組派出代表展示綠化設計方案。在數學課堂上，各小組分別展示綠化設計圖，并介紹本組的校園綠化方案。再在各組間互相討論，評出哪種綠化方案能使校園最美麗，哪種方案最經濟合理。教師可指導學生將所有綠化方案集合起來，辦成專刊，進行全校展覽。
三、利用廢物制作綠色學具，強化可持續發展意識
在教學過程中，要盡可能使環境知識和可持續發展觀念貼近學生的生活實際，使學生能更好地了解如何在生活中保護環境。如，讓學生知道生活中的廢物是如何產生的，如何減少廢物的出現；讓學生了解哪些廢物是不可再利用的，哪些廢物是可以再利用、可以反復使用的。引導學生在生活與學習時，主動、仔細地觀察，積極思考，利用一些廢棄物制作學具，變廢為寶，這樣既能提高教學效率，又能將可持續發展觀念貫穿于數學課堂中。這樣的課堂活動不僅能激發學生參與的積極性與主動性，還可在培養數學思維、提高空間想象力的同時，增強學生的環保意識和可持續發展觀念。
在教學“圓柱體體積”時，可指導學生收集廢棄的易拉罐作為學具使用；在教學“長方體和正方體”時，可讓學生在課余時間收集廢棄的火柴盒、飲料盒、牙膏盒等作為學具。還可開展有關環保的討論，讓學生意識到自己在實際生活中不自覺地在制造污染，破壞環境，指導學生從我做起、從小事做起，在生活與學習活動中注意節約資源，減少廢物的出現，避免廢棄物污染對周圍環境造成的影響。這樣的教學實踐在提高小學數學課堂教學質量的同時，可以強化學生的可持續發展意識。
【關鍵詞】課程改革繼續教育核心素養高中數學
一、培養學生的核心素養
高中數學課堂的建設核心就是在課堂中培養學生的核心素養，制定相關的課程和教學模式，使高中生學習數學不僅能夠在高中階段使用還能夠在未來的發展生活中應用到學到的知識[1]。培養學生的核心素養就要在學習過程中引導學生主動思考問題，在課堂中進行一些情景創建，將學生生活中經歷轉變到學習中，在生活中學習數學應用數學，用數學思維來體驗生活，能夠形成對身邊的問題進行思考和研究。例如在學習高中《函數的單調性》一課中，對于生活中常見的事物進行舉例，保溫瓶內的水溫，汽車行駛的公里數、家庭每月初到月末的用電量、一天中的氣溫變化，將生活中的經驗轉變到學習過程中來，增加數學教學的思考過程，將數學更加直觀的體現出來，進而實現學生核心素養的培養。
二、建立課程目標
在新課程標準提出了知識與技能、過程與方法、情感態度價值觀的三位一體的目標，將過程、情感體驗、知識擺到了同樣重要的位置，就是要求提高學習數學的興趣，體會數學的實際意義，形成堅持不懈的鉆研精神和學習態度。這就需要老師在高中數學繼續教育的課程建設中，對于情景構建，數學生活中的體驗具有相當的價值觀和學習情感態度，重視數學文化教育，幫助學生具備數學精神，學習意識，運用數學生活讓學生能夠經歷數學知識的產生、體驗形成數學過程、形成積極的學習態度。
三、在課堂建設中落實教育
高中數學教學的難點，就是在繼續教育課堂建設過程中，如何落實學生核心素養的教育，可以從以下三個方面來進行開展教學。第一情景創建教學，在課堂中模擬生活場景，在情境中去引入問題，培養學生們在情境中學習數學的態度。在創建教學情境過程中，要建立良好的能引起學生共鳴的教學情境，引導學生主動的參與進來，運用數學思想進行問題的解答。激發學生對數學的學習態度和對知識的求知欲，激發學生主動解決問題，達到培養核心素養的目的。第二進行創新教學，在新課程環境下，要不斷創新原來的教學思想和教學觀念，積極運用新方法，新技術。數學的教學過程就是對學生邏輯思維培養的過程，將數學問題和生活實際問題相結合，或者相同問題不同的解決問題的方式，在課堂中積極調動學生的學習欲望，培養學生的數學素質，推動學生對數學進行更深入的研究。第三利用好課堂上的問題，在與學生解決問題的過程中，要仔細研究和探討問題，在課堂上對基礎的問題不斷探索和研究，學習更多的知識，激發學生的學習興趣。在課堂建設過程中與學生學習過程中的學習態度相結合，發揮出數學教育的真正作用。
四、激發學習興趣主動學習
知之者不如好之者，好之者不如樂之者，興趣是學習態度的基礎，培養學生的興趣，增加學習的熱情，使學生在面對問題時保持積極樂觀的心態去解決。在生活中運用數學思維去思考問題，運用數學思維去分析生活，主動將數學帶入生活中，形成數學頭腦。高中數學繼續教育就是對學生建立這種從無到有的數學思維習慣，從一點一滴做起，從生活中慢慢引入，在教學課堂建設中不斷地深化加強，使學生不斷的學習新的知識，應用新的知識。培養學生學習態度和不斷探索的精神，是高中數學課堂建設的目的，而繼續教育開展更多的相關課程，促進在教學過程中學生的積極變化。通過不斷的努力提高學生的數學思維，對于學生在今后的學習和生活過程中起到一個重要的作用，這不僅影響學生學習情況的改變，也是保證學生能夠更長久發展的基礎。
一、小學數學語言要準確規范、嚴謹簡略
小學數學語言要準確規范，它的準確性是指數學教學語言應該是嚴謹的、準確無誤的語言。數學中的概念、性質、公式、定律都有它特定的內涵和表達方法，有時雖然只有一字之差，也可能造成概念性的錯誤，即比是指兩個量（或數）的倍數關系，除法是一種運算，分數是一個數。另外，讀音要準確，作為教師要堅持并且要用盡可能準確的普通話教學，避免在傳遞教學信息時因使用方言而使學生對數學知識發生誤解。在教學中多音字也要讀準，方言和習慣讀音要改用標準音去讀。教師的語言在準確的前提下，還要干凈利落，不拖泥帶水。有些剛走上講臺的教師之所以不能在40分鐘內完成教學任務，一個很重要的原因就是怕學生聽不懂，返來復去、不厭其煩地講，使課堂中有限的時間在與講課內容無關的廢話中悄悄地溜走，結果使教學重點得不到突出，學生又產生厭煩情緒，影響了教學的效果，為了克服上面的問題，必須在備課時精心設計好問題，盡量不說與講課內容無關的話。教學“正比例的意義”以后，怎樣判斷兩種相關量成正比例，可以這樣小結：“兩種相關聯的量中相對應的兩個數的比值或商一定，這兩種量就成正比例”。這樣的總結簡單明了，學生易于掌握。因此，我們每一位教師在教學中要特別注意自己教學語言的嚴密和準確，不能任意使用日常生活語言來解釋，表達數學知識，更不能出現含糊不清，模棱兩可，甚至于前后自相矛盾和錯誤的語言。
二、小學數學教學語言要啟發性強
孔子說過：“不憤不啟，不悱不發。”（悱，這里指教師有意不說出結果、答案）在教學過程中，要變學生的被動接收信息為主動地獲取知識，這就要求教師要啟發學生通過看、想、做等認識活動來掌握。如，教“圓的周長”一節時，老師拿出一個呼拉圈，問學生，你能計算出它的周長嗎？學生回答能量出它的周長（因為學生沒有學計算圓周長的方法）。用什么量？怎樣量？（用皮尺繞一周）還能用什么量？（先用繩子繞一周，然后再用皮尺量繩子長度）還可以用什么方法量呢？（在地上滾圈，然后量地上滾動一圈的長度）教師充分肯定學生的做法， 想法很好，想像很豐富，然后接著問， 如果給你們一個非常大的圓，還容易量周長嗎？有沒有簡單方法來計算圓的周長呢？通過老師做實驗得出：圓的周長和它的直徑密切相關，圓的周長總是它直徑的3倍多一些，3.1415926～在 3.1415927之間，這個數是個固定的數，叫圓周率。現在同學們說說看，只要知道什么，就能求出圓的周長？上例中，教師用了一系列啟發性提問，不斷點燃學生思維的火花，調動學生的學習積極性，使學生自主掌握知識。
三、小學數學教學語言要形象有趣，通俗易懂
小學數學教學語言既非書面用語，又非口頭用語，要通俗明白，使學生聽得有滋有味，教師應該使抽象的概念具體化，使深奧的知識明朗化，用自己深厚的文化底蘊教給學生豐富的數學素 養，通過驅動學生的數學想象，來達到培養學生數學能力的目的。例如：在教學“時、分、秒的認識”時，為了揭示課題，教師先讓學生猜謎語：“兄弟三人來賽跑，個子有矮也有高，他們會走沒有腿，他們會說沒有嘴。會告訴我們在什么時候睡，什么時候起、什么時候上學去。”當同學們猜對后，教師很自然的引出課題：“今年我們來認識鐘面”。這樣既有趣味性又自然地把學生學習動機、興趣吸引到新知識的學習上來。
四、小學數學教學語言要幽默風趣
幽默是一種較高的言語境界，它富有情趣，意味深長，小學數學教師的語言幽默，其作用是多方面的：幽默可以激活課堂氣氛，調節學生情緒。學生心情舒暢地學習與惶恐畏懼地學習，其效果是大不相同的。教師要善于借助幽默的語言去創造有利于師生情感溝通的課堂氣氛，針對學生不注意分析已知條件，忽略隱含條件而引發出錯誤的證題思路，結合當今中學生錯別字較多 的情況，我分析題意后說：“這位同學的思想走到“邪“路上去了”，故意將“邪”讀成“牙”，引起學生轟堂大笑，這既提高了學生認真分析已知條件的重要性，又告訴了學生“重理輕文”的思想要不得。幽默可以提高批評的效果，讓課堂違紀的同學心悅誠服，教師在課堂上遇到某些特殊情況時，假如控制不住自己的情緒和理智，動不動對學生發火訓斥，其弊端是眾人皆知的，如果用幽默的語言來處理，其作用和效果就大不一樣。幽默可以開啟學生的智慧，提高思維的質量，課堂教學的幽默，應和深刻的見解、新鮮的知識結伴而行，教給學生理智，學生會產生會心的微 笑，獲得美感享受。
關鍵詞：虛擬現實技術；醫學教育；桌面式虛擬現實；沉浸式虛擬現實；增強現實
目前虛擬現實技術已經應用到娛樂、制造、軍工、醫療、教育等各個行業。醫學教育與其他教育有所不同，醫學教育不僅要講述醫學知識，還要結合醫學領域的最新發展動態，更要著重培養學生的動手能力。醫學教育具有實驗資源和臨床機會有限、教學內容抽象等特點，可通過具有虛擬性、沉浸性、互動性、多感性等特點的虛擬現實技術更真實、形象地展示教學內容，從而增強學習者的積極性、提高其感知力和想像力，甚至可以讓學生自己調控學習節奏，進而提高教學質量。
1虛擬現實技術的特點與種類
虛擬現實是通過計算機技術生成一個接近于真實世界的虛擬環境。這個虛擬環境不僅可以提供逼真立體的視覺，還能提供聽覺、味覺、觸覺、嗅覺等多種感覺，使得用戶可以完全沉浸其中，并且可以與其進行交互。通常根據用戶對虛擬世界沉浸度和交互方式的不同，將虛擬現實技術分為三大類：桌面式虛擬現實、沉浸式虛擬現實和增強現實。本文詳細介紹這3種技術的概念和特征，分別探討這3種虛擬現實技術在醫學教育領域的應用及其優缺點。
1.1桌面式虛擬現實
桌面式虛擬現實系統利用計算機圖像等技術構建一個模擬的3D空間，一般可通過顯示器在二維平面顯示三維模型圖像，通過鍵盤和鼠標實現人機交互。桌面式虛擬現實系統的實現較為簡單、技術相對成熟，但它不能完全與現實空間相隔離，用戶還是會受到外界環境的干擾，與虛擬模型的交互也只是簡單的選擇、拖拽、旋轉等操作，相較于真實環境的互動還有很大差距。
1.2沉浸式虛擬現實
沉浸式虛擬現實技術利用計算機3D圖像處理技術、傳感技術、多媒體技術模擬產生一個3D的虛擬空間，用戶可以借助特定的輸入設備（工作站、虛擬現實手套、虛擬現實手柄、三維位置傳感器等）和輸出設備（頭盔顯示器、PC顯示器、手機、耳機等）與該虛擬空間進行交互。通過3D圖像處理技術，用戶帶上頭盔顯示器能產生立體的視覺；通過音頻處理技術，用戶的左右耳可以感受到不同的立體聲音；在虛擬手套中增加觸點等方式讓用戶體驗到觸覺。因此，沉浸式虛擬現實使得用戶在虛擬空間中沉浸度更高，達到視覺、聽覺和觸覺等多感官的模擬。通過虛擬現實手柄和虛擬現實手套，用戶可以進行自由操作；通過位置傳感器對用戶的運動進行實時跟蹤，根據用戶的運動軌跡實時變換用戶的視角；通過虛擬現實手套實時獲得用戶手部的姿態；通過力學反饋裝置用戶可以施加不同大小的力，系統根據用戶力的大小使虛擬物體發生形變。因此，沉浸式的虛擬現實可以讓用戶實時操控一個虛擬世界，如同在真實世界中的互動。沉浸式虛擬現實技術與桌面式虛擬現實的區別在于：（1）多感知：桌面式虛擬現實只能給用戶提供視覺這一種感覺，而沉浸式虛擬現實通過虛擬現實頭盔提供視覺，通過耳機實現聽覺，通過虛擬現實手套實現觸覺，通過手柄實現力覺，可為用戶提供多種感覺的互動。（2）沉浸感：沉浸式虛擬現實完全與現實世界相隔離，創建的虛擬空間十分逼真，并通過多感知讓用戶如同在真實世界中。（3）交互性：沉浸式虛擬現實可讓用戶的手通過虛擬現實手套等設備在虛擬空間內部與虛擬對象進行交互，同時可感覺到虛擬對象的重量等。桌面式虛擬現實系統只能通過鼠標在虛擬對象的外部進行操作。
1.3增強現實
增強現實（AugmentedReality，AR）技術是沉浸式虛擬現實的一種變體，區別在于增強現實將虛擬的3D對象和真實環境相結合[1]。AR技術仍需使用頭盔顯示器、虛擬現實手套等設備。AR技術還具備虛實結合、互動性、實時性和三維配準的特點。（1）虛實結合：沉浸式虛擬現實形成了一個完全合成的3D空間，用戶無法感知到真實的世界。AR技術允許用戶看到真實的世界，它將虛擬出來的物體疊加到真實世界。（2）互動性和實時性：AR技術將現實和虛擬世界相結合，就需要AR技術可以準確地根據現實世界的情況來合成虛擬對象，用戶借助虛擬對象來完成現實世界的任務，因此需要AR技術必須具備實時性和互動性。（3）三維配準：可以實現虛擬對象和真實世界相互匹配，通過進行三維坐標的配準來實現。
2虛擬現實技術在醫學教學中的應用及其優勢
醫學教學存在專業名詞多、結構復雜、實驗對象特殊的特點。傳統的醫學教學一般采用理論及實驗教學的方法，教學資源有多媒體課件、教科書、圖譜、視頻、尸體標本、教學模型等。這些傳統的教學資源一直沿用到現在，但在教學中存在一些問題，如教科書、圖譜、課件等只能呈現二維平面的圖像，沒有立體效果也不能進行實時互動。應用虛擬現實技術能夠克服這些缺點，為醫學教學提供先進的教學方法。
2.1桌面式虛擬現實的應用及其優勢
目前，桌面式虛擬現實系統已經在基礎醫學、中醫等多個領域發揮著重要的作用。基礎醫學應用較廣泛的是虛擬解剖人體。隨著美國、中國、韓國等相繼開發了本國的虛擬數字人，國內外已經先后建立了多套桌面式的人體解剖學虛擬仿真軟件，如中國數字人公司中國數字人系統、上海橋媒公司3Dbody軟件等。這些軟件既可以彌補尸體標本的不足，方便教師進行課堂教學，又可以更加直觀、靈活地讓學生進行課堂和課外學習。除此之外，桌面式虛擬現實系統還包括基礎醫學實驗的仿真軟件、中醫穴位的虛擬仿真系統等。這些應用可以作為學生實驗和操作前的指導工具，模擬實驗的操作過程，學生可以不限次數的重復操作演練虛擬模型，教師在一旁加以指導，糾正他們在操作過程中的錯誤。這樣既可以有效降低實驗風險，又有助于提高教學質量。在醫學教學中使用桌面式虛擬現實系統有以下優勢：（1）使用方便：只需要一臺PC機就可以顯示出3D效果，方便教師進行課堂教學和學生進行課下學習。（2）立體直觀：桌面式虛擬現實軟件可以提供虛擬的3D場景，如在解剖學實驗中，學生可以看到各個組織器官的名稱、位置結構以及周圍神經血管的分布狀態，各個組織器官的位置關系，也可以移動、分割、放大、縮小、旋轉各個組織器官。這樣學生可以非常直觀地學習人體結構。（3）提高教學效率：桌面式虛擬現實可以提供多視角的3D模型，讓學生了解解剖結構并建立組織器官之間的結構關系，進而加強對人體結構名詞的記憶。學生可以反復在課下進行醫學實驗的演練，進一步提高教學效果。（4）降低教學成本：桌面式虛擬現實系統開發難度遠低于沉浸式虛擬現實和增強現實，可以節約實驗資源，提高學生的學習效率與質量。當然，桌面式虛擬現實系統也存在不足。在模擬實驗及手術時，桌面式虛擬現實系統無法讓用戶觸摸到真實的物體，如在中醫針灸療法的學習中，學習者無法感知到施針的方向和力度，僅能通過鼠標進行點擊，與醫學真實的實驗及手術差距較大。
2.2沉浸式虛擬現實在醫學中的應用及其優勢
隨著VR硬件設備的不斷升級和配套計算機技術的逐漸成熟，沉浸式虛擬現實在各領域的應用產品層出不窮。Google、Oculus、HTC等公司保持著高密度VR產品的推出，國內也開發出了3Glasses、蟻視、暴風魔鏡等VR頭盔顯示器。沉浸式虛擬現實硬件的價格逐漸降低，VR配套開發軟件逐漸成熟，開發應用于醫學教學和臨床手術指導的沉浸式虛擬系統已成為可能。在醫學教學實踐中，學生佩戴頭盔顯示器，通過沉浸式虛擬現實系統，避免現實世界的干擾，完全沉浸在虛擬教學當中，可以把書本的知識立體地呈現在三維場景當中。2016年，DeFaria等[2]在進行神經解剖課程的教學中運用了沉浸式虛擬現實技術，采用VRWorx2.6軟件制作海馬體心室表面的虛擬現實3D互動視頻。學生在學習后分別進行理論和實驗操作測試，結果顯示沉浸式虛擬現實系統相較于傳統教學而言，并不是單純地為了讓學生記憶人體解剖結構名稱，而是讓學生更好地了解人體解剖結構。2016年，HuangHM等[3]對使用VR4-MAX沉浸式虛擬現實系統進行醫學課程學習的167名大學生進行問卷調查，通過調查學生的學習態度，發現沉浸式虛擬現實技術對學生的感知性有積極的影響。在臨床手術培訓過程中，沉浸式虛擬現實系統已經應用于眼科手術、微創手術、內窺鏡手術、骨科手術、牙科手術等醫療培訓[4]。
相比于桌面式虛擬現實系統只能通過鼠標在二維平面的拖拽進行臨床操作，沉浸式虛擬現實系統通過VR圖像技術、力學反饋、運動捕捉等模擬器創設更加真實的臨床實驗場景，該場景可無限次重復使用來彌補在臨床實踐中機會不均等、經驗積累緩慢等不足，從而達到臨床技能培訓的目的。2008年，MacielA等[5]開發了腹腔鏡手術的模擬器VBLAST。通過圖像處理技術、力學反饋設備和運動捕捉系統構建的虛擬腹腔鏡模擬器取代物理腹腔鏡手術模擬箱。外科醫生可以通過VBLAST實現腹腔鏡手術中縫合、剪切等基本操作的練習。該系統具有良好的圖形渲染、力學交互能力，可以根據力的方向和大小顯示物體形變過程，還能將手術操作技能進行客觀量化并且能更好地適應達芬奇手術機器人的使用。2011年，Chalasani等[6]開發了超聲引導下的前列腺活檢模擬器，它可以根據使用者的動作及技能好壞區分使用者是新手還是專家。隨著科技的發展，結合機器學習研究者又提出了虛擬現實自適應系統，這些系統可以根據使用者的水平及使用需求制訂相應難度的培訓內容[7]。在基礎醫學和臨床醫學教學中，沉浸式虛擬現實系統還有很多不足之處：（1）模型的真實度欠佳；（2）不具備對比和評判不同模型的教學效果的標準；（3）長期觀看VR圖像會造成視覺疲勞，力學反饋的真實度和實時性欠佳。
2.3增強現實的應用及其優勢
AR技術能增強用戶與現實世界的感知和互動，通過虛擬對象所傳遞的信息幫助用戶完成現實世界的任務。目前，AR在醫學領域的應用包括醫學可視化、手術輔助等。增強現實不僅僅是一項新的技術，它還可以用來提高醫學教育水平，最終影響患者的治療效果[8]。早在1992年，北科羅拉多大學就將超聲影像疊加在患者身上，使醫生具有“透視眼”。目前增強現實系統已經被醫生用作輔助手術的可視化工具。如可以幫助護士更好地找到靜脈；實時地采集MRI和CT數據進行圖像融合，與患者體表形態相對應，還可以根據患者的運動情況進行相應調整，呈現給醫生患者身體的內部視圖。AR技術還被應用于機器人輔助技術。Renaissance機器人被廣泛地應用于脊柱外科手術當中[9]。術前，將CT數據合成3D圖像，規劃手術區域和螺釘的長度、方位和角度。術中，透視機器人軟件分析患者的患病位置，并與術前的CT圖像進行配準，根據實際手術情況微調螺釘的角度及位置，機器人會自動置入螺釘。Renaissance機器人可以降低學習難度，幫助學習者建立脊柱立體概念，增強椎弓根置釘的安全性，縮短學習周期[10]。MAKOplasty機器人手臂輔助醫生進行膝關節和髖關節置換。術前通過CT數據建立3D視圖，手術中使用NDI運動捕捉系統進行三維配準，機器人根據患者情況個性化精準設計假體，真正實現手術的微創化和精準化。隨著機器人輔助手術技術的發展，已經有越來越多的基于AR技術的輔助手術機器人被投入臨床教學中。
3結語
虛擬現實技術應用于醫學教育可以提高教學質量，豐富教學手段。本文提到的3種不同的虛擬現實技術有其各自的優缺點，可以根據學習者的實際情況設置不同的學習難度。桌面式虛擬現實設備價格較低廉、操作較簡單，通過二維平面展現3D圖像，更適用于醫學教學中基本概念的學習。沉浸式虛擬現實系統隨著硬件設備的不斷發展，設備的價格逐漸趨于大眾化。沉浸式虛擬現實系統創建的模型給學生提供的觸覺、聲音、圖像更加逼真，更接近真實的臨床、實驗場景。相比于桌面式虛擬現實系統，更適合啟發式教學。增強現實在醫學教學中的應用是虛擬現實技術未來的發展方向，隨著醫學對精準化的要求，增強現實仍需要解決一些問題，才能使其在醫學教育領域應用得更加廣泛和有效。
參考文獻：
1.通過數字化故事敘述，提高了學生學習的積極主動性
在高中英語課堂中，利用數字化故事敘述的方式進行教學活動，教師可以在課前設計一個包含教學內容的故事，并通過多媒體技術等將其制作成課件，在課堂上就可以通過對課件的展示，讓學生從故事情節中，自己挖掘出有用的英語知識點。數字化故事敘述課件一般都是通過文字、聲音、圖像、視頻等結合形式進行展示的，學生在進行學習的過程中，能增強對其視覺、聽覺上的沖擊力，增加其對知識點掌握的牢固程度。英語教學主要是培養學生聽說讀寫等的能力，利用數字化故事的講述，不但可以培養學生英語聽說讀寫的能力，長時間的學習，學生就會自己將學習到的英語知識連貫成故事情節，幫助學生對英語知識點的溫故。教師在進行數字化故事過程中，可以向學生征集材料，這樣可以極大地提高學生參與到課堂教學中的熱情，充分地發揮學生自身的潛力。
2.利用這一教學方式可以將英語教學內容進行有機地整合與優化
通過數字化故事敘述的方式進行高中英語教學，將教學內容中的知識有機地整合到一起，使其連貫成一個情節豐富的故事，通過對故事的展示就能達到英語教學的目的。在實際的應用過程中，一般是將學生分成若干個小組，通過小組合作的方式對數字化故事進行制作，這就需要學生對教學內容進行認真地預習，并收集大量的資料，并精心地挑選有用的信息，最后通過作品展示的方式，全班進行交流。教師經過一定的知識點補充，就能完成英語課堂的教學任務。在這個過程中，學生對所要學習的知識點完整地學習了一遍，極大程度地培養了學生自主學習的能力。
二、高中英語教學中對數字化故事敘述方式的實踐應用
在高中英語教學中利用數字化故事敘述方式，需要教師與學生充分的配合外，首先就需要對學習主題的確定，并合理地對課堂流程進行規劃，然后有老師布置任務，小組完成作品的制作并進行展示交流，最后老師要做適當的評論以及補充。其具體的實踐主要表現在一下幾個方面：
1.根據教學任務選取主體
在選取學習主體過程中，要根據英語教學的任務進行，不能拘泥于傳統的故事敘述方式，要貼合現實的生活，最好能夠結合學生愛好，選擇一些學生比較關注的熱門話題，如時政、社會新聞、電視節目等。如高一下冊某一單元是有關低碳生活的，所以就可以選取“Wecanhaveabeautifulcity”作為學習的主體，然后讓學生進行相關資料的收集。
2.合理地規劃學習的流程
一個合理的學習流程是順利完成學習內容的前提，還能提高教學的效率。對于流程的規劃，要結合學生課程的具體安排，將課堂的每一個環節時間進行科學合理的規劃，規定每一項學習任務完成的時間，這樣才能確保在有限的課堂上能夠完成教學任務。在規劃學習流程過程中，要充分的考慮到突發因素，預留一定的時間。
3.小組合作交流完成作品任務
學生根據教學主題，并結合學習流程規劃，合理地安排自己資料收集的時間，充分地發揮小組合作的優勢，通過小組交流、討論等方式，確定數字化故事的制作計劃。將自己掌握的英語知識以及收集到的相關知識點融入到一個完整的故事情節當中，并利用多媒體等技術，完成其學習作品。通過這一環節，不但充分地培養了學生相互合作的意識，還增強了學生對英語知識點的擴充以及溫故，極大地提升了教學的效率。
4.對小組作品的展示匯報以及教師點評
根據學習的流程安排，在小組作品完成后，需要進行成果展示以及匯報，每一個小組將自己的作品向全班進行展示，相互學習、交流、分享。在這一環節，不但讓學生學會了分享，還讓集大家所長，彌補了個人思想單一的局限性，擴充了高中英語教學的知識點，有助于學生對英語知識的擴充。另外，教師應該在小組作品展示以及匯報后，進行適當的補充，并對每一個小組的作品進行點評，這樣能夠完善教學內容，并給予學生極大的信心。需要注意的是，教師的點評一定要堅持公平、公正的原則。
三、結語
[關鍵詞]虛擬現實；法學教育；情境教學
[中圖分類號]G642[文獻標志碼]A[文章編號]1008-2549（2020）12-0092-02
隨著虛擬現實技術與互聯網、大數據、人工智能、5G等的融合發展，這種技術組合創新開始對社會各行業深度滲透，教育領域也迎來重大的發展機遇。2018年4月，教育部印發《教育信息化2.0行動計劃》，指出應充分激發信息技術對教育的革命性作用，持續推動信息技術與教育的深度融合。2018年12月工業和信息化部《加快推進虛擬現實產業發展的指導意見》，指出要建立健全虛擬現實應用生態。2019年6月，教育部了《關于職業院校專業人才培養方案制訂與實施工作的指導意見》，指出應推動虛擬現實技術在教育教學中的廣泛應用，積極推動教師角色的轉變和教育理念、教學觀念、教學內容、教學方法以及教學評價等方面的改革。2020年3月，教育部為落實國家戰略部署，以需求為導向，新增虛擬現實技術專業。虛擬現實技術自2016年進入發展元年，當前已經廣泛應用到影視娛樂、軍事、醫療、制造、設計等各行業中。教育也是虛擬現實技術極具生命力的應用領域，虛擬現實是一種新的強大的教育技術。在未來的法學課堂教學中引入虛擬現實技術，是發展法學智慧教育的必然要求。
一虛擬現實技術原理與優勢
虛擬現實技術是20世紀末逐漸興起的一門綜合性仿真技術，涉及多媒體技術、計算機圖形學、傳感技術、人機交互、顯示技術、人工智能等多個領域，交叉性非常強。依據我國虛擬現實領域的資深學者、中國工程院院士趙沁平教授的觀點，虛擬現實是以計算機技術為核心，結合相關科學技術，生成與一定范圍真實/假想環境在視、聽、觸感等方面高度近似的數字化環境，用戶借助必要的裝備與數字化環境中的對象進行交互作用、相互影響，可以產生親臨對應真實環境的感受和體驗。虛擬現實技術具有三個基本特征，即沉浸性、交互性和構想性。沉浸性是指用戶被虛擬世界所包圍，感覺完全置身于虛擬世界中一樣。虛擬現實技術的沉浸性可以使用戶由被動的觀察者轉變為主動的參與者，暢游在虛擬世界中并參與各種活動，與真實世界難以分辨。交互性是指用戶對模擬環境內物體的可操作程度和從環境得到反饋的自然程度。虛擬現實系統通過特殊的設備如數據手套、力反饋裝置等強調人與虛擬世界之間要以自然的方式進行交互。在虛擬現實系統中，用戶可以通過自己的感官、語言、身體運動或肢體動作等改變感受的具體內容。構想性是指虛擬環境是由人結合特定的目標而想象并設計出來的，體現了設計者的創新性思想。虛擬現實立足于現實世界，但又具有無限的空間想象能力，可以充分發揮人類的探索與認知潛力。虛擬現實技術沉浸性、交互性和構想性特征，以及與當前人工智能相融合迸發的智能性特征，使“虛擬現實+教育”成為未來高等院校法學教育改革的必然方向。
二虛擬現實技術在法學教育中應用的潛力
法學未來課堂必須堅持以學生為本的理念，在各項新技術的支撐下，充分發揮課堂各組成要素的作用，激發學生認知的主動性與能動性，確保其能夠在高互動學習空間內獲取相關知識內容。虛擬現實技術作為一種潛在的教育技術手段，其應用必然會對傳統法學課堂的學習環境、教學方式、實驗手段、教學活動設計、學習評價等內容產生綜合效應，進而影響知識生產與知識認知。綜合來看，“虛擬現實+法學教育”具有以下優勢：
第一，激發學生認知的主動性、能動性。著名心理學家班杜拉教授曾言：“人在一生當中是動因的操作者，而不僅僅是由環境事件安排的腦機制的旁觀者”。從當前的教育模式看，已經開始從教師傳授知識為中心轉向學生主動建構認知為中心。學生作為認知主體，必須充分激發其自主學習的興趣與能力。從學習動機看，更應該是自我激發的，學生必須具有自主學習的內在興趣。虛擬現實技術恰可以為學生帶來輕松愉悅、身臨其境的個性化學習體驗，通過逼真的學習場景及高交互的動態設置，有效激發學習者的學習動機，提高學習興趣與參與程度。
第二，塑造情境教學環境。依據現代認知心理學的觀點，認知不僅僅是發生于內部心理空間的一種符號計算，而是與大腦以外的身體和環境形成緊密關聯的聯合體。從本質上說，認知是在身體與環境的互動過程中被塑造出來的。當前法學教育的教學方法相對單一，說教式、灌輸式仍然居于主導地位，不太注重培養學生運用法律的技術和實踐能力。而傳統教學備受批判的主要原因，是傳統教學脫離具體真實的情境，導致學生知識遷移能力不足，遷移率低、遷移意識不強。虛擬現實技術通過創設高仿真情境，提供豐富的感知線索以及多通道（如聽覺、視覺、觸覺等）的反饋，幫助學習者將虛擬情境的所學遷移到真實生活中，滿足情境學習的需要。虛擬現實能夠有效實現教學內容和知識的可視化，增強學習的沉浸感，增加師生、生生及學生與環境之間的交互。
第三，提供個性化學習體驗。學習者在虛擬現實中學習，往往伴隨著角色扮演。學習者被賦予明確的角色，如法官、律師、檢察人員、當事人、證人等，通過這種自我表征的方式增強學習效果。此外，虛擬學習環境的設計者還可以結合社會大發展的需要，對學習活動進行跨學科、跨領域的構建，學生根據自身需求與興趣構建更深層次的知識體系。著名學者梁治平先生曾經指出：“在中國，法律問題一開始就明顯不單是法律問題，同時又是政治問題、社會問題、歷史問題和文化問題。因此，要了解和解決中國的法律問題，必須先了解和解決法律問題以外的問題。”從這個角度說，虛擬現實技術可以在橫向、縱向實現任何設想的教育教學環境，使學習者沉浸式體驗個性化的學習對象和教學過程，拓展并深化教育信息化的維度和內容。
三虛擬現實技術在法學教育中應用的構建路徑
（一）理論教學環節
虛擬現實技術尤其適合教師教授程序性知識，如“民事訴訟法”“刑事訴訟法”及“行政訴訟法”等課程，使學生應用所學到的知識，完成包含多個行為序列的學習任務。對于“中國法制史”“外國法制史”等課程，可以通過虛擬現實技術構建特定歷史條件下的法律場景，使學生更能感同身受地體驗到法制更迭的年代感。此外，在法科教材上，也可以針對性地配合虛擬現實法學圖書，將法學傳統紙質圖書內容動態地、立體化地呈現給學生，無疑將極大提升法學圖書的閱讀沉浸感和理解效果。實際上，早在2008年，國家圖書館就上線了我國第一套可交互的虛擬數字圖書館系統，各高校隨之相繼把虛擬現實技術進入圖書館的數字化建設中。當前，虛擬現實圖書在市面上不斷涌現，雖然從類別上看多限于科普類、旅行類讀物如2017年出版的國內首部旅行圖書《奇遇》，但隨著技術的發展與用戶需要，相信虛擬現實法學圖書也終將成為發展趨勢。虛擬現實技術帶來的沉浸式的教學體驗可以更好促進學生對知識的理解與吸收，具身認知促進知識內化。
（二）實踐教學環節
