青岛版小学四年级下册科学第25课《走进虚拟世界》教案教学设计

桂馥兰香

25.《走进虚拟世界》教学设计
贺岚
【教材分析】
《走近虚拟世界》是青岛版小学科学（五四学制）四年级下册《创新与发明》单元的第3课时。本课以学生观看VR视频为切入点开启VR之旅，让学生对VR眼镜的结构产生兴趣，设计制作VR眼镜，从而走进虚拟世界。
教材由三部分组成。第一部分是问题与猜测，通过学生戴着VR眼镜体验过山车的惊险刺激的情境，提出问题：戴上VR眼镜看屏幕上的画面，为什么会有身临其境的感觉?引导学生思考：VR眼镜里藏着什么秘密呢？从而引发学生对VR眼镜构造及其原理产生好奇心和探究欲。第二部分是探究与实践，由两个活动组成：第一个活动了解VR眼镜的结构，让学生通过拆分一款常见VR眼镜，观察探究VR眼镜，了解VR眼镜的各部分构造，知道VR眼镜之所以神奇其关键可能在于镜片，以此提高学生的观察分析能力；第二个活动是制作VR眼镜，学会制作VR眼镜的方法，初步培养技术和工程意识。第三部分评价与创新，通过了解VR技术的应用，拓宽学生视野，激发学生的创造力。
【学生分析】
四年级的学生具备了一定的知识搜集、提取、整理的能力，能够在教师的辅助之下完成信息的梳理和交流，提高学生的学习能力和学习意识。VR眼镜对小学生来说很神奇，课上通过拆解和制作VR眼镜，探究内部结构，进而了解VR眼镜的构造及其各部分的功能。通过最后一环节资料卡中展示的信息，了解VR技术的应用领域，并畅想未来VR领域，激发学生创造力和想象力。
【教学目标】
科学概念目标：
1.了解VR眼镜的结构及作用，知道其对应的科学原理。
2.知道发明创新因人的需要而产生。
科学探究目标：
1.在教师的引导下交流设计VR眼镜的方案并能利用身边的材料制作VR眼镜，对制作活动进行过程性反思，及时调整，并对制作活动进行总结性评价。
2.大胆质疑，从不同视角提出设计思路，采用新的方法、利用新的材料，完成VR眼镜的设计与制作，培养创新能力。
科学态度目标：
1.体会发明及创新的乐趣，积极参与交流和讨论，乐于分享彼此的想法，尊重他人的意见。
2.能分工协作，主动与他人合作，在团队合作中贡献自己的力量。
科学、技术、社会与环境目标
1.了解VR眼镜现有的和未来的应用领域。
2.知道VR技术会给人类社会的发展带来影响和变化。
【重难点】
1.VR眼镜相关信息的整理和分析。
2.VR眼镜盒制作尺寸的确定。
【器材准备】
学生准备：卡纸、放大镜、剪刀、尺子、彩笔、手机等
教师准备：课件、卡纸、放大镜、剪刀、尺子、彩笔、手机等
【教学过程】
一、视频导入
1．[PPT 2 出示]出示本课的教学准备，检查学生准备情况。
2．[PPT 3 出示]教师谈话：为什么其他人的反应与这名儿童的反应不一样呢？
教师追问：带上VR眼镜观看VR视频会有什么样的感觉？
曾经体验过学生谈一下体会。
3．[PPT 4出示]导入课题：“VR”的中文意思是虚拟现实，虚拟现实技术综合了多种科学技术，让它在多维信息空间上创建一个虚拟信息环境，使用户具有身临其境的沉浸感。 VR眼镜（别名：VR头显）是一种虚拟现实头戴式显示设备。是利用头戴式显示设备将人对外界的视觉、听觉封闭，引导用户产生一种身在虚拟环境中的感觉，其显示原理是左右眼屏幕分别显示左右眼的图像，人眼获取这种带有差异的信息后在脑海中产生立体感。
这节课就让我们一起走进虚拟世界，探究它的奥秘吧。（板书课题：走进虚拟世界）
二、探究原理
1．[PPT 5出示]同学们带上VR眼镜观看VR视频会有身临其境的感觉，教师提出问题：那VR眼镜到底有什么秘密呢？我们一起来看一看。
[PPT 6出示]教师动手拆解VR眼镜套装。
学生了解：VR眼镜的结构包括镜盖、镜片、镜身，还需要有屏幕。（板书：镜盖、镜片、镜身，屏幕）
2．[PPT 7出示]观察VR眼镜片
VR眼镜之所以能给使用者那么逼真、炫酷的视觉效果，其关键部分是什么？（镜片）我们先来观察它的镜片。
学生观察：小组观察镜片，总结VR眼镜片的特点。
教师小结：我们通过观察，可以发现VR眼镜片的特点就是“中央厚、边缘薄”，这样的镜片我们把它叫做放大镜，它能够对显示的图像进行放大。
教师提问：为什么要用放大镜？学生猜测作用：……
教师小结：放大镜可以将画面放大增强立体效果，让人有身临其境的感觉。
教师提问：那立体感是怎么产生的呢？我们来做个游戏吧。
出示游戏方法：一只眼睛对手指。教师和一学生演示要领，学生做。
教师小结：一只眼睛看物体立体感差，两只眼睛看物体才能在大脑中形成立体感。看来这里面含有科学原理。
[PPT 8出示]师生总结：VR眼镜的结构包括镜盖、镜片、镜身，还需要有屏幕。
三、[PPT 9出示]动手制作
1. [PPT 10出示]我们在制作的过程中要准备什么材料？还需要什么？（手机当屏幕）利用VR眼镜看任何一个视频都可以有身临其境的感觉吗？（引导学生发现需要用VR视频）
2.提示注意问题
教师提问：在制作的过程中要注意什么问题？
（1）剪刀的安全使用
（2）放大镜平的一面朝外，可以保证不磨损镜片。
（3）瞳距的测量方法。瞳距简单说就是两只眼睛瞳孔之间的距离。
人的瞳距不是固定不变的，小孩的瞳距小，成人的瞳距大，而且随着年龄的增加，一个人的瞳距也在发生变化，直至成年。
下面，请大家跟着老师演示的简便方法，测测自己大概的瞳距。
第一步：被测者眼睛望向正前方，在测量者的指挥下，用自己的两手进行测量；第二步：保持两手间的间距不变，将两手之间的间距定位在纸上；第三步：用直尺测量间距的距离，即可得出大概的瞳距。
3. [PPT 11出示]动手制作步骤
（1）一个学生手持放大镜片看手机画面，看清之后量出手机到镜片的距离。让学生根据自己的手机大小先进行测量，然后再动手制作。
（2）找一个比手机稍小的盒子，在盒子的一面挖两个镜孔，装上镜片。两孔间的距离就是瞳距。
（3）按照量出的距离将盒子的另一面多余的部分剪掉。
（4）拿出手机，打开手机中提前下载的VR视频进行调试。
4.动手进行制作
小组讨论制作（教师巡视）。
5. [PPT 12出示]展示成品，并对作品进行评价。
小组成员上台展示，并请其他小组成员试用。小组间进行评价。
6.改进VR眼镜的设计。
四、应用体验
（1）VR镜盒子做好，小组长拿出手机。
（2）打开手机中的暴风魔镜软件。
（3）播放提前下载的VR视频，把播放的视频放到VR镜盒子里。
（4）调整好角度，距离，观看体验自己制作的VR眼镜。
创意改进：给盒子进行装饰增添美感……
（学生继续制作，教师巡回指导）
五、[PPT 13出示]交流VR眼镜是否可以长期佩戴
提问：VR视频能长时间看吗？
交流：为什么VR眼镜不能长时间佩戴？
小结：虽然VR眼镜是可以让虚拟世界走进现实世界，但是VR眼镜不能长期佩戴。佩戴时间过长，容易引发眼睛疲劳、晕眩、视觉紊乱，产生一定的负面影响。现在大家正处在生长发育阶段，佩戴时间最好不要超过半个小时。科学技术是一把双刃剑，用好了可以造福，用的不好就会对我们造成伤害，我们要利用这把双刃剑造福人类。
六、拓展创新
[PPT 14出示]：播放两段视频，谈话：虚拟现实（VR），看到的场景和人物都是假的，是把人的意识代入一个虚拟的世界。其实在生活中VR技术越来越成熟，应用也越来越广泛，你们知道在哪些地方应用到这项技术了吗？
教师提问：未来VR还能应用在哪些领域呢？
学生交流：……
【板书设计】
走进虚拟世界
VR眼镜：镜盖、镜片、镜身 屏幕