VR+教育,创新的火花正在迸发

教学目标

知识与能力：在教师的指导下，学生亲手DIY制作VR纸盒眼镜，了解VR眼镜的成像原理；同时利用VR纸盒眼镜进行初步的资源体验，感受VR技术的三个特点――沉浸感、交互性和想象力。

过程与方法：让学生通过“动手动脑”相结合的自主探究，完成对VR成像原理知识的学习，培养学生的动手能力和科学探索能力。

情感、态度与价值观：学生通过亲手制作VR纸盒眼镜、分析讨论VR成像原理，体会到动手实践的快乐，激发科学兴趣和求知欲。

教学重点、难点

教学重点：VR纸盒眼镜的制作方法、关于瞳距的基本常识。

教学难点：VR的成像原理。

教学方法

讲授法、演示法、小组讨论法、动手操作法。

教学过程

1. 复习回顾（8分钟）

师：同学们，大家好！很高兴又和大家见面了。在今天的新课开始时，我想先检查一下，上次课回去之后大家有没有完成我们第一讲的“拓展思考”和“探究收获”，有没有人能回答我下面的两道小问题？

（1）回顾第1讲的“拓展思考”――VR视频等于3D电影吗？（3分钟）

师：同学们回答得不错，问题的答案当然是“不等于”！重要的事情说三遍“No！No！No！”为什么呢？我们一起列个小表格对比一下吧！（PPT展示表格）

（2）回顾第1讲的“探究收获”――举例说明VR技术最大的三个特点是什么。（5分钟）

师：大家回顾一下上次我们观看的VR应用视频片，是不是可以试着总结一下VR技术的三个特点呢？

第一个特点就是上次我们说的一个成语――“身临其境”，它指的就是VR所具备的“沉浸感”。所谓“沉浸感”，就是指VR是现实或想象中事物的全方位的立体仿真。比如，我们看到视频片中所展示的VR手术直播、房间设计、旅游景点等。

第二个特点是什么呢？刚才我们在比较3D电影和VR视频时提到过。大家猜一猜？对了！就是VR可以互动，我们把这个叫做“交互性”。它可以让人与虚拟出来的环境进行互动。比如，我们可以利用手柄、数据背心、触感枪等亲身体验士兵们与敌人的战斗。

第三个特点，同学们来看看这幅图片（出示图片），这幅图片展示的是艺术家们在VR的Tilt Brush应用中利用手柄进行艺术创作、服装设计。这说明VR能激发人的想象力。VR不仅仅是一个崭新的演示形式，更是一个我们人类认识世界、认知世界、改变世界，让梦想插上腾飞翅膀的新工具和新途径。

2. 导入新课（2分钟）

师：下面我们进入新课吧！大家看，今天小航的表哥答应他要一起动手来DIY一套VR眼镜，就是老师PPT上显示的小纸盒（展示PPT）。表哥说只要自己拼装好，配上手机后就能观看VR影片。真的是这样的吗？难道小小纸盒可以神奇变身？

教师带领学生拆封VR纸盒眼镜套装。

3. 新课讲授（23分钟）

（1）观察VR镜片（10分钟）

师：大家知道吗，VR眼镜之所以能给使用者那么逼真、炫酷的视觉效果，一大功臣就是镜片啦！然而，大家知道VR镜片的工作原理吗？我们先来好好观察一下（播放PPT，显示方法一、二）。

让学生们按照方法提示观察1分钟，然后请2～3名同学讲一讲观察的情况，总结VR镜片的特点。

师：我们通过观察，可以发现VR镜片的特点就是“中央厚、边缘薄”，能够对显示的图像进行放大。请各位同学动脑筋想一想，这样的镜片我们把它叫做凸透镜，还是凹透镜？

不要着急，我们一起来看看什么是凹透镜、什么是凸透镜，然后你再给老师答案。（展示PPT）

凸透镜是根据光的折射原理制成的。凸透镜是中央较厚，边缘较薄的透镜。凸透镜分为双凸、平凸和凹凸（或正弯月形）等形式，凸透镜拥有放大作用。远视眼镜是凸透镜。凹透镜亦称为负球透镜，镜片的中央薄，边缘厚，呈凹形，所以又叫凹透镜。凹透镜对光有发散作用。凹透镜所成的像总是小于物体的直立的虚像。近视眼镜是凹透镜。

师：说到这里，同学们可以告诉老师VR镜片是哪种镜片吧？（学生齐声回答）对了！凸透镜。VR镜片实际上是两片特殊的凸透镜。它和普通的凹透镜当然完全不同，但是和普通的凸透镜有什么区别呢？请大家再仔细观察。（播放PPT）

刚刚我们提到了透镜的两个表面至少是球面的一个部分。球面镜可以理解为两个表面是两个球体的一部分，非球面镜是两个表面中的一个表面不是球体。一般普通的凸透镜两面都是球面。而在VR镜片的研究领域，含有非球面镜的镜头在边沿的清晰度上有较大提高，并且在畸变控制上也有较大提高。所以，目前大多数VR镜片采用的都是非球面凸透镜。这就是VR镜片和普通的凸透镜的区别。（播放PPT）

（2）瞳距（8分钟）

师：说完VR眼镜的成像原理，我想有的同学会问：“老师，那如果是近视眼怎么办？是戴着近视眼镜看VR视频吗？”其实，目前市面上流行的VR眼镜大多数都已经能支撑600度以内的近视眼人群观看。尽管每个人的视力各不相同，但是只要在选择VR眼镜时或者是利用VR眼镜观看的过程中根据自己的瞳距进行调整，那么完全就不必要戴着近视眼镜观看。所以接下来，我们来了解一下自己的瞳距吧！

瞳距，简单说就是两只眼睛瞳孔之间的距离。（播放PPT）我们知道，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。那么，一般人的瞳距是多少呢？一般成年男性的瞳距在60mm～73mm之间，成年女性的瞳距在53mm～68mm之间。

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（和助教展示）。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）三维立体图（5分钟）

带领学生完成研学手册第8页的“看一看、猜一猜”任务，了解眼睛的神奇功能，完成三维立体图的观察。

4. 实践指导（10分钟）

师：请大家跟着老师的演示开始DIY自己的VR纸盒眼镜吧！（完成制作后，如果还有时间，可以在助教的帮助下让学生分组体验VR手机视频。）

5. 课堂总结（1分钟）

简要总结今天的所学内容，主要把VR镜片实际上是两片凸透镜以及它的成像原理再带领学生回顾一遍。

6. 课后作业（1分钟）

（1）要求学生完成课堂上没有完成的探究任务（练习），下次课检查。

（2）提醒学生下次课带好自制的VR眼镜。

（作者单位：北京慈航教育科技股份有限公司 北京市西城区白纸坊小学）