6.4 初识虚拟现实与增强现实（第一课时）（教案）2025-2026学年高教版中职信息技术基础模块（下册）

6.4 初识虚拟现实与增强现实（第一课时）（教案） 课 题 6.4 初识虚拟现实与增强现实（第一课时） 课型 新授课 主备人 集体备课时间 课时安排 教授人 授课班级 授课时间 教学目标 1. 知识与技能 · 了解虚拟现实的基本概念，能用自己的话解说VR与传统屏幕显示的本质差异 · 掌握虚拟现实的三大核心特征（沉浸感、交互性、想象性），能举例说明每种特征在真实VR应用中的体现 · 了解虚拟现实技术的发展历程，能辨识VR从概念萌芽到消费级普及的三个关键阶段 2. 过程与方法 · 通过“脑内VR体验”情境想象活动和桌面级的全景视频体验，从感官直观感受建立对VR三大特征的切身体验认知 · 通过“VR与普通屏幕对比连连看”配对活动，将VR特征与日常屏幕体验进行对比辨析，突破概念混淆的认知难点 · 通过“VR发展时间轴排序挑战”小组竞赛，建立对VR技术从1968年至今约60年间演进历程的宏观认知 3. 情感态度与价值观 · 感受虚拟现实技术对人类社会生产生活方式的深刻变革，激发对信息技术领域持续探索的兴趣 · 了解我国在VR技术领域的最新创新成果（如书生·瞳真EyeReal裸眼3D技术登上《自然》等），增强民族自豪感 · 初步建立对VR技术与人工智能融合趋势的认知，形成主动关注前沿科技动态的终身学习意识 教学重点 · VR的三大核心特征（沉浸感、交互性、想象性）及其含义 · VR技术的发展历程（从概念萌芽到消费级普及的关键阶段） · VR技术在娱乐、教育、医疗等领域的典型应用 教学难点 · 理解“沉浸感”的构成要素——为什么VR能“以假乱真”？立体视觉、头部追踪、低延迟显示各自发挥了什么作用？ · 区分VR的“交互性”与普通屏幕的“互动”（鼠标点击/触屏滑动）的本质差异——“VR中的交互是你在虚拟空间中的动作与虚拟对象之间发生的实时双向反馈” · 梳理VR发展历程中各关键设备的技术代际关系和作用定位——从1968年首台头盔到今天的Apple Vision Pro 学习策略 情境教学法、体验式教学法、任务驱动法、游戏化教学法、小组合作探究法、讲授法、演示法 设计理念与创新点 1. 以“未来校园VR展馆设计师”情境任务为核心主线贯穿全课——学生在解谜式情境中依次解锁VR概念、特征、技术、应用四个认知模块，完成对虚拟现实技术的系统了解 2. 采用“感—知—探—望”四阶递进教学链：感VR（闭眼情境体验，建立感性认知）→知VR（学习特征与发展，建立理性认知）→探VR（了解硬件与应用，建立综合评价认知）→望VR（了解VR+AI融合前沿，建立视野认知），让教学过程从体验到认知到探究到展望层层递进 3. 通过“脑内VR体验”情境想象活动，引导学生闭眼想象VR场景，从感官记忆中激活对VR三大特征的真切感受，突破“沉浸感”认知难点 4. 通过“VR发展时间轴排序挑战”小组竞赛，将VR约60年的演进史转化为可参与、可辨析的历史推演任务 5. 融入2026年VR+AI前沿动态（书生·瞳真EyeReal裸眼3D、VITURE XR-AI方案、全球元宇宙市场1501亿美元等），拓展学生信息技术前沿视野 教学过程 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 任务发布 发布本课核心情境任务：“我们学校计划在明年建立一个‘未来校园VR展馆’，用最新的VR技术向新生和家长展示学校的历史、教学成果和校园文化。今天，每一位同学都将作为‘VR内容设计师’，率先了解VR的基本原理和核心技术——我们将在两节课的时间内，从零开始解锁VR的‘概念、特征、技术和应用’四块认知地图，为未来的VR展馆筹备工作打好技术认知基础。” 聆听情境任务，代入“VR展馆设计师”角色，对“VR技术原来可以帮我们的学校实现这种展示效果”产生初步认同感 以“未来校园VR展馆”项目引入，将VR技术学习与校园真实需求紧密关联，让学生在“为自己学校设计VR展厅”的参与感中建立学习动机，增强对课程价值的切身认同 明确任务 分发任务书：“我们将完成解锁VR认知的三步任务——①认识VR是什么，理解VR的三大核心特征；②了解VR技术的发展历程和五大核心技术；③了解VR在娱乐、教育、医疗等领域的应用和VR+AI融合前沿。每完成一步点亮‘未来校园VR展馆设计师’认证卡上的一盏灯。” 查看任务书，明确任务目标 以闯关机制激发学习动力 VR是什么——“戴上VR眼镜时，你看到了什么” 讲解VR的基本定义 VR的三大特征 结合“脑内VR体验”中的感官记忆逐一讲解三大核心特征——①沉浸感（Immersion）②交互性（Interaction）③想象性（Imagination） VR与普通屏幕连连看 发放任务书上的“VR与普通屏幕对比连连看”配对卡，布置快速配对任务：“请各小组将左侧的特征描述（如‘画面跟着头一起转’‘用手去抓虚拟物体’‘感觉自己像真的站在里面’）与右侧的体验类型（‘VR体验’或‘普通屏幕体验’）进行配对，并标注每种体验对应的VR三大特征标签（沉浸感/交互性/想象性）。限时2分钟。”巡视各组完成情况 回顾体验中“站在月球表面，脚下是灰色月壤，远处是蓝色地球”的画面——为什么这个画面能够以假乱真？小组快速讨论配对，在任务卡上连线并标注特征标签；完成后组长举手示意，最快完成且全部正确的小组得分 将VR特征知识从听讲转化为主动辨析——学生在配对过程中需要将三大特征与具体的感官体验进行一一对应和标签化归类，突破“听得懂但记不住特征名称”的认知瓶颈 VR发展三阶段 讲解VR技术发展三阶段及其关键技术突破点——①萌芽期（1968年，Ivan Sutherland制造世界第一台头盔式VR显示器“达摩克里斯之剑”，受硬件限制体积庞大图像简陋但首次将脑中对VR的想象验证为真实世界中的原型机）；②成长期（1990年代—2010年代初，1995年任天堂Virtual Boy首次将VR推向消费市场但受技术限制未能被普通消费者广泛接纳，2012年Oculus Rift横空出世以高分辨率低延迟头显重新点燃VR产业）；③爆发期（2020年代—至今，消费级VR设备如Meta Quest、PICO、HTC VIVE等达到数千万级用户规模，2023年发布2024年发售的Apple Vision Pro以空间计算概念重新定义VR/AR融合体验。2026年全球元宇宙市场规模达1501亿美元，XR硬件出货量预计反弹87%）。用类比帮助学生记住三阶段的跨度 记录VR技术演进时间轴的关键节点，与屏幕上方展开的三阶段里程碑长图逐项对照，按世纪年代标记出自己最感兴趣的一个技术节点 将约60年的VR演进史以“创始突破→消费初探→生态爆发”三阶段为用户提供时间参照系——帮助学生快速建立对VR技术演变过程整体推进节奏的认知框架 VR发展时间轴排序挑战 发放任务书上的“VR发展时间轴排序卡”（卡片上打乱顺序列有5个关键VR历史节点：世界首台VR头盔达摩克里斯之剑原型机问世→任天堂Virtual Boy第一次把VR推给普通消费者→Oculus Rift重新引爆VR产业→Meta Quest消费级VR达到数千万活跃用户规模→Apple Vision Pro用空间计算将VR/AR两种技术融为一体），布置排序挑战：“请各小组在1分半钟内按时间顺序正确排列这5个VR技术里程碑事件并写出年代——最短时间内排序完全正确的小组获胜。”巡视各组排序进度 小组快速合作排序，在卡片上按从远到近排列5个事件并写出对应年代。完成后对照标准时间轴自查错误。出错率最高的是Oculus Rift和Virtual Boy的先后顺序 “VR发展时间轴排序挑战”——将VR演进史的知识记忆转化为可参与的即时推演活动，各小组在讨论和排序中自主完成VR从1968年至今的演进时间线构建。出错率高的事件（如Virtual Boy与Oculus Rift的时间序）在纠错过程中会成为全班印象最深的记忆点 中国VR技术的发展 补充讲解中国在VR领域的最新突破：“VR的发展史上，也有越来越多的中国创新涌现。就在几个月前，上海人工智能实验室一位年仅26岁的中国科研人员马炜杰，研发出了新一代裸眼3D显示技术——‘书生·瞳真EyeReal’，不用戴任何眼镜和头盔就能体验立体沉浸感，研究成果被世界顶级科学期刊《自然》评价为‘有望在教育工具、虚拟现实等领域开拓创新应用’。中国目前已成为全球最大的VR头显生产地和重要消费市场——PICO、华为、HTC VIVE等品牌的产品在全球VR市场中占比逐年提升。”提问：“这项不需戴任何外接设备就能实现立体沉浸效果的全新技术，让你们对VR未来的发展多了哪些新的想象？” 观察裸眼3D技术演示的片段，对比传统VR头显方案思考这一新的显示技术路径可能会对VR行业的未来发展格局产生哪些影响及其独特的竞争优势 以前沿国产VR创新技术案例为载体，在VR课程认知教学中融入民族自豪感和科技自信培养 任务一：VR三大特征辨析——“辨一辨” 辨析任务发布 发放任务书上的“VR特征诊断单”，布置辨析任务：“请各小组阅读4个场景描述，判断每个场景主要体现了VR的哪种核心特征并写出判断理由——①戴上眼镜后你能360°转头看四周的景色→沉浸感（全视野包围）；②伸手抓起一把虚拟沙子，松手后沙子从指缝洒落→交互性（肢体动作与虚拟物体的实时反馈）；③你在虚拟空间中设计了能让同学蹲下来看到冰层下的鱼和站在高处看到峡谷全貌两条不同的游览路径→想象性（你可以设计超越现实物理规律的空间和体验）；④在虚拟教室中物理老师随手从空间中拉出一颗立体原子三维模型让你绕到它背后观察电子云的分布形状→想象性与交互性的结合（你在超越现实的尺度下与现实不存在的模型直接互动）” 巡视与点拨 巡视各组后点出多数学生判断有分歧的场景④——让学生举手表决并说明各自的判定理由后，讲解VR的三个特征在实际应用中并不是完全独立起作用而是在同一个体验中同时被感知的——VR的全部魅力正是在三者的交叉配合和实时响应中才完整呈现 对照自己的判断结果逐一核对修正 即时反馈巩固VR特征认知 任务二：VR与普通屏幕对比表达——“说一说” 口头表达挑战发布 布置快速口头表达挑战：“请你用自己的话给一个从未体验过VR的朋友解释——‘VR和手机屏幕看视频到底哪里不同’。要求必须使用本课学过的至少两个VR特征术语（沉浸感、交互性、想象性），并用一个具体例子说明。限时1分钟准备。”随机点名2—3名学生现场作答 教师分别点评每位学生的表达是否准确使用了VR特征术语，并补充强调：“刚才那位同学说‘VR让你感觉像真的站在了现场，手机只是镜头给你看的平面画面’——这就是‘沉浸感’和‘普通2D观看’之间最精炼的一句入门解释。如果你以后需要向客户、同事或朋友解释VR，这句就能概括最基本的区别。” 被点名同学现场作答，其余同学听取同学的临场表达并在任务书速记栏修改完善自己的个人说明草稿 将概念知识立即转化为生活化的表达输出，检验学以致用的掌握程度 任务三：全景视频桌面端体验——“看一看” 全景体验发布 指导全班学生在桌面端浏览器中打开一个全景视频网站；提示操作方式——使用鼠标拖动视角上下左右观看，使用滚轮缩放视野。“现在你可以在一个真实的VR全景场景中自由拖转视角进行沉浸式观察了——注意在转动画面时留心自己的感官变化：你会不会随着场景的切换下意识地想偏头看得更远一点？有没有想伸手去触碰什么的冲动？把这最强烈的一瞬间身体反应记下来。” 在电脑端用鼠标操作全景视频的视角切换，体验基本的沉浸交互和全景空间感知——当画面中某处景物被拖到正前方时，部分学生瞳孔微扩或有轻微的身体前倾动作 以桌面端全景视频体验作为本课简易VR体验入口，帮助学生初步感知VR的核心沉浸方式和交互基本模式，为第二课时的硬件与应用详解建立实际的感官参照基础 快速分享 随机抽查2名学生口头描述全景视频观看中稍纵即逝的身体交互冲动和与普通视频播放相比最明显的一处感官差异 口头分享自己的即时感受 将自身体验内化为一手的VR特征理解 成果展示 选取2个小组代表上台投屏展示——①“VR与普通屏幕连连看”配对的完整结果；②“VR发展时间轴排序”的正确排列和对应年代注解；③“VR行业应用连连看”的配对结果及本组对其中一个场景的简要阐释；④“AI+VR融合图书馆创想”快速构思方案的草图或口述。其他小组在评价表上打分 小组代表展示并讲解，其他小组认真倾听并在评价表中记录关键对比数据 锻炼表达与展示能力，促进组间经验交流和知识互补 多元评价 组织自评与互评，教师进行点评总结。重点评价——①连连看配对准确性（三大特征/五个时间节点/六个行业场景均已正确连线对应）；②语言表达是否恰当地使用了VR特征术语；③AI+VR融合创意的创新性和应用场景的合理可行度；④连连看精准度与现场快速应变水平。表扬配对全对、表达准确且AI+VR融合创意有新意的小组。统计各小组任务单上的闯关记录星级积分并逐一颁奖 进行自我评价和小组互评，填写评价记录 构建多维评价体系 板书设计 板书设计：6.4.1 了解虚拟现实技术 一、什么是VR——虚拟现实 二、VR的三大核心特征 · 沉浸感（Immersion）：感官包围——视觉与大视角+立体声场+触觉 · 交互性（Interaction）：肢体动作与虚拟空间实时反馈——转动→画面同步切换、前推→虚拟物体被推开 · 想象性（Imagination）：超越现实限制——任意生成不存在的空间、物体和生态 三、VR发展三阶段——约60年的技术演进 四、VR的核心技术链 → 实时反馈的总闭环 感传感器 → 算芯片计算 → 呈双眼独立显像 → 馈触觉力觉音效回传 五种关键硬件：头显 + 手柄/控制器 + 空间定位设备 + 全身动捕 + 力反馈穿戴件 五、VR的行业应用 娱乐 / 教育 / 医疗 / 建筑与设计 / 工业与制造 / 公共安全与培训 / 文化旅游 六、VR健康与安全 眩晕症 · 空间碰撞风险 · 虚拟成瘾倾向 教学反思 （课后填写） · 教学目标达成度分析 · 学生对信息技术发展历程的理解情况 · 小组讨论环节的参与度和效果 · 课程思政融入的自然度 · 改进措施与建议 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $