5G+VR创新实验室建设方案
（2020年）
目录
一、背景分析 (2)
二、指导思想 (3)
三、课程设置 (4)
四、环境建设 (8)
五、设备配置 (12)
一、背景分析
随着时代的进步、科技的发展，国家对教育越来越重视，教育信息化也已成为中国教育行业的发展趋势，教育部在2018年2月份出台的《2018年教育信息化和网络安全工作要点》中，明确将虚拟现实技术列入教育信息化的年度重点工作任务，并明确要求全国高校、中小学、职教等深入推进信息技术与高等教育教学深度融合，推动大数据、虚拟现实、人工智能等新技术在教育教学中的深入应用。

其中，列入高教司责任的工作任务为，深入推进信息技术与高等教育教学深度融合，加快网络优质教育资源建设与应用。

加快推进示范性虚拟仿真实验教学项目建设，项目运营平台上线运行。

目前国内中小学的VR+STEAM教育主要体现在编程类、媒体制作类软件的应用，多以综合实践课程、信息技术课程、通用技术课程为主。

在应试教育为主流的环境下，创新性教育还受到众多家长和教师的重视，我国学生的创新能力还有待提高。

创新实验室旨在提高中小学生的创新能力，提出将创新实验室作为培养学生创新能力的载体，期望通过创新性实验室方法的采用和创新型实验环境的构建达到培养创新型人才的目的。

结合国内外已建成的创新型实验室，中小学创新实验室可分为以下几种形态：数字化实验室、校本创新实验室、科学工坊、科技馆、气象站环保检测站等科普设施。

今后实验室将日渐向以数字化、网络化、健康化及人性化为基准，同时兼具简单适用、经济大方、互联互通等可操作性要素方向发展。

为了有效实现学生的培养目标，激发学生的创新意识，加强学生的创新思维，提高学生的创新技能，提高教师的创新素养；为了提高学校自身的现代化管理水平，丰富教学方法和手段，提高工作效率；为了响应《2018年教育信息化和网
络安全工作要点》的要求，全面提升我校信息技术硬件设施装备，更好的服务于教育教学，结合新技术的发展的需要，在原来传统以讲台为核心的基础上，增加创新实验室教学系统。

可以面向全校学生，老师可以借助本创新实验室引导学生自己动脑、动手、自主发问、自主探究，从而提高学生积极性，提升学习兴趣，开发学生潜能，提高学生创造性地解决问题的意识和能力。

二、指导思想
目前，大多数学校实验室多采用传统方式，随着社会的发展，学校对学生的创新能力越来越重视。

创新是民族、社会发展的不竭动力，创新实验室是学校拓展性课程、研究型课程实施的重要场所，能满足学生自主学习和发展的需求。

随着科学技术向高精尖发展，社会化规模大生产不断壮大，在实际教学过程中，教师通过传统的教学手段给学生看图片、视频和动画等，已经无法有效且快速地将知识传授给学生。

从过去的只有文字的单一媒体教学方式，到之后视听技术结合的复合媒体式教学，再到运用多媒体技术的交互式复合媒体教学方式，最终发展为如今运用虚拟现实技术的高沉浸式媒体教学，从文字到图片到视频，一切都是为了更好的便于学习。

传统教育发展趋势图
VR让知识变形象化、立体化、沉浸式、可交互、充满想象力，让同学们身
临其境感知和探索。

提高学习的兴趣和效率，增强对知识的理解，让课堂变的活跃、生动、有趣味。

虚拟现实技术可创设逼真的场景，提供动态的高交互设置，可以让学习者在其中显示出较高的学习参与度，为学生创设接近真实的学习环境，将抽象概念具象化，为学习者打造高度开放、可交互、沉浸式的三维学习环境，能够激发学生学习的兴趣和热情，突破传统教学的一些难点和瓶颈，从而让学校教学变得更有效率。

另外，教师可组织学生开展基于虚拟现实的课堂互动、自主学习、探究式学习等创新教学活动，创办特色教育课程内容，从而从整体上提升学校教育教学质量。

将创新实验室引入各学校教学中，可为学生提供虚拟环境，以虚助实，虚实结合，提高学生的学习兴趣，激发学生的创新意识，加强学生的创新思维，提高学生的创新技能，提高教师的创新素养，让课堂变得生动、有趣、高效，从而推进多元化评价驱动的素质教育的实施。

三、课程设置
为了全面推行素质教育，落实课程改革的教育理念，突出对学生能力和思维的培养，我们组织了国内教育界教学经验丰富的教研员结合公司优秀的开发团队，共同研发出了适合不同年级使用的VR视频课程，尽可能做到与教材同步，又高于教材的要求。

内容有梯度，练习有层次。

可以让任何小学生都能使用VR 虚拟现实技术进行学习。

VR创新课程可分为三大类，分别适用于观赏体验类、VR创客类、内容制作类三种方式体验学习。

1.课程设计
观赏体验区课程为自然科学类，老师可带领学生每节课后创作一幅作品（绘画加文字说明），在最后几节课程中可将之前课程完成的作品组合起来制成连环画册形式，充分发挥学生想象力，提高其创作能力及动手能力。

创客区及内容制作区内容可与体验区综合起来，体验课程结束后，可进行绘图创作或工程创作，也可进行VR内容创作，学生可根据兴趣自行选择。

可定期举办各种创作评比比赛，提高学生学习积极性。

1)观赏体验类配套课程：
第一讲：超级外星历险
第二讲：星空
第三讲：穿越星际
第四讲：银河系漫游之旅
第五讲：黑洞-世界的尽头
第六讲：开普勒太阳系
第七讲：穿越猎户座星云
第八讲：探索太阳系
第九讲：太阳系运动
第十讲：飞向冥王星
第十一讲：好奇者火星登陆
第十二讲：火星奥甘奎特海滩
第十三讲：月球知识大揭秘
第十四讲：阿波罗11号VR体验
第十五讲：乘着火箭游九天
第十六讲：太空宇航员
第十七讲：航天飞船俯瞰地球
第十八讲：地球之光：虚幻
第十九讲：超现实星际狂奔
第二十讲：征服浩瀚宇宙
2)VR创客类配套课程：
VR空间立体绘画
VR绘图创造工具，拥有强大的涂鸦编辑工具和画面分层工具。

学生可通过简单易学的操作系统创造自己的充满想象力的3D绘画作品，并分享给大家。

VR空间工程搭建
VR空间积木搭建工具，学生可通过简单方便的操作系统搭建自己设计的工程建筑等物体，创建属于自己的世界。

VR陶艺设计
在3D空间中学习、体验瓷器制作工艺的练泥、拉坯、印坯、利坯、塑型环节。

同时高度自由开放，可以制作青花瓷、龙泉青瓷、珐琅、中国五大名窑等各种各样的陶、瓷、青铜器皿。

在制作完成后，连接3D打印机，可将3D模型打印成型，进行成果展出。

2.学期综合评估
1)竞赛评估
老师可组织一场自然科学宇宙知识竞赛，检测学生对知识掌握程度，通过问答抢答等环节调动学生积极主动性。

2)成果展示
学校每期举办一次成果展览会，学生将绘画作品、工程搭建、陶艺作品、VR mark作品等展示出来，老师可通过创新能力、动手能力、作品美观度等因素进行评比。

四、教研团队介绍
1.实验教学领导小组
教研组长：分管科技课程领导
副组长：自然学科教研组长
成员：自然学科教师
2.职责分工
教研组长：
1)负责每学年实验室总体规划以及管理；
2)负责制定创新实验室学期教学计划安排以及学期末的总结工作；
3)组织相关人员检查实验室设备以及教师教课情况；
副组长：
1)负责创新实验室中的设备的管理工作，清点设备数量；
2)负责实验室各设备的调试与使用，课前将设备、网络等调试好，课后将
设备充电，定期检查设备损坏情况；
3)负责实验室卫生情况，定期组织成员打扫清理实验室；
4)负责实验室的安全问题，配备管理实验室大门钥匙；
5)负责与唯师技术服务部对接；
成员：
1)负责设备的基础操作及功能使用；
2)负责各自课程教学计划的制定，以及带领学生上课；
五、环境建设
VR创新实验室主要分为三种教学模式：观赏体验模式、VR创客自主创新模式和VR内容制作模式。

整个教学由浅入深，让学生能够完全了解和运营这项技术。

观赏体验模式，为学生创设接近真实的学习环境，将抽象概念具象化，为学习者打造高度开放、沉浸式的三维学习环境。

老师可通过虚拟平台控制系统，在Pad控制端进行备课上课等操作，并可选择控制播放模式、学生自由操作模式两种上课模式。

附下图：
VR 创客模式，学生可在该区域体验交互式上课方式，通过佩戴一体机，可手拿手柄进行相应操作，并配有绘画、积木、陶艺和八大行星课程，学生可分别进行体验。

附下图：
课件制作图
空间布置图：
核心设备示意学生一体机 VR 体感互动设备
附：局部效果示意图
六、单间设备配置。