5G智慧校园是指通过5G技术实现校园内物联网设备、移动终端等的互联互通，打造数字化、智能化、生态化的校园环境。5G技术的高速率、低延迟、大连接等特点，为智慧校园提供了技术支持。目前，我国已经开始在高校、中小学等教育机构推广5G智慧校园建设，其发展前景十分广阔。
2.VR技术在教育领域的应用现状
虚拟现实技术（VR）是一种能够模拟真实环境并进行交互的技术，已经被广泛应用于教育领域。VR技术可以为学生提供更加直观、生动的学习体验，增强学生的学习兴趣和积极性。例如，在生物学、历史学、地理学等学科中，VR技术可以让学生身临其境，深入了解各种知识。
3.1+N课堂模式的发展现状
1+N课堂模式是指以传统课堂为基础，通过线上教学、微课堂、实验室等多种形式进行辅助教学的一种教学模式。1+N课堂模式在提高教学效率、降低教学成本、提高教育质量等方面有着很大的优势。目前，1+N课堂模式已经在全国各地的学校中得到了广泛应用。
（二）研究意义
本研究旨在探究如何将5G智慧校园、VR技术和1+N课堂模式相结合，为教育教学提供更加先进、高效、生动的方式。本研究的意义在于：
1.推进5G智慧校园建设，在教育领域中发挥5G技术的优势。借助于5G网络的大带宽、低时延、广连接的优势，使VR技术的优势得到充分发挥，促进学生全面发展。
2.研究VR技术在1+N课堂模式中的应用，探究如何通过VR技术提高学生的学习兴趣和主动性，增进学生对知识的理解，提高教育教学质量。
3.研究1+N课堂模式的实践效果，探究其在教学中的应用价值，推动教育研究水平的提升，创新教师的教学模式。
4.通过比较分析，找到将VR技术和1+N课堂模式相结合的最佳方式，提高优质师资力量的利用率，促进学校教师快速成长，为未来教育教学提供新思路。
5.解决区域间教育资源分配不均衡，充分利用名校的优质资源，提升薄弱学校整体教育教学水平。
6.课题研究成果可以为其他教育机构和研究人员提供参考，推动教育教学领域的创新和发展。
总之，本课题研究的意义在于将现代教育教学和信息技术相结合，提升教学质量、提高教师本领、激发学生兴趣、增进课堂有效力，推动教育教学的进步。探究VR技术与1+N课堂模式在课堂教学应用中的效果，课题组成员在研究过程中通过理论学习和实践操作，提高教师信息技术应用能力。教师在课题研究过程中不断探索钻研，打破了常规教学模式。新型教学模式使学生的学习情绪高涨，学生在轻松的学习氛围中养成了积极思考、大胆猜想、合作探究的好习惯，对引导学生积极主动获取知识、探索未知、科学实践具有深远意义。参与本课题研究的教师对课题研究充满信心,他们善于质疑、敢于挑战、勇于探索和超越，在研究探索中学习、进步、提升。
二、研究内容、技术路线和研究方法
（一）研究内容
本研究的主要内容是探究如何将5G智慧校园、VR技术和1+N课堂模式相结合，提升教学效果和学生学习体验。具体研究内容包括：
1.5G智慧校园建设的现状和发展趋势，以及其在教育领域中的应用。
2.VR技术在教育领域中的应用现状、技术原理及其在教学中的优势。
3.1+N课堂模式的定义、特点、实践效果以及其在教学中的应用价值。
4.探究将VR技术和1+N课堂模式相结合，如何提高学生的学习效果和课堂参与度。
在5G智慧校园体系中，基于大数据下的教学形式，紧密结合教育教学需求，利用VR技术构建1+N课堂教学模式，激发学生的学习激情，在日常教学中提升资源利用共享率，提高教学效果。
（二）技术路线
本课题研究借助5G智慧校园、VR技术和1+N课堂模式，可有效实现智慧备课、智慧讲课、智慧听课、智慧评课、智慧巡课。
1.通过鸿合爱学班班软件，学科教研组依据课标，选择相应学科知识点，为教学提供模块化、切片式的教学内容。
2.利用小鱼易联互动直播系统及中广上洋直录播系统，实现“1”端与“N”端的协同性教学，“1”指的是一个主课堂，“N”指的是多个分课堂，分课堂学生可以通过系统向现场授课教师提问，教师现场答疑，同时可进行课堂实况录制，并且根据需要可以重复播放，改变了传统的单向输出式教学模式，促进了课堂教学质量的提升，是教师个人成长、现代教育教学的需要。
3.基于5G的大宽带、低时延等特性，将VR画面实时呈现在学生面前，通过场景化、交互体验式的教学方式，辅助各学科教学，通过让学生佩戴VR眼镜、身临其境的去感受各种教学场景，从而使课堂变得生动有趣高效。
（三）研究方法
1.文献法
课题组成员通过对有关5G智慧校园、VR技术和1+N课堂模式、智慧课堂的研究资料进行搜集、鉴别、整理，并通过资料的研究分析达成对5G智慧校园体系中VR技术及1+N课堂模式在教学应用中与学科融合的认识。我们在前人研究成果、经验的基础上灵活运用文献，更好地进行教育教学研究，揭示教育发展规律、提升课堂效率，更好地服务广大师生，发展教育教学研究事业。
2.行动研究法
在教学实践和研究的基础上，根据课题研究重点，在校内开展1+N智慧课堂资源的建设与应用研究，努力提高智慧课堂的教育信息化应用水平。教师在教育教学实践中基于解决实际问题的需要，与专家合作，将问题发展成研究主题进行系统的研究，使问题得以解决。课题组以提高行动质量、改进实际工作、解决实践问题为首要目标；强调教学行为与科学研究相结合，强调行动过程与研究相结合。将纯粹的教育科研实验与准教育科研实验结合起来，将教育科研的人文学科的特点与自然科学的实验的特点结合起来，用教育科学的理论、方法、技术去审视、指导教育教学实践，将教育教学经验上升到理论的高度，依托自身的教育教学实践，在一定范围内进行探索性教育改革，其目的不在于建立理论、归纳规律，而是针对教育活动和教育实践中的问题，将行动研究与教育实践的具体改革行动相结合，在行动研究中不断探索、改进和解决教育实际问题。
3.合作探究法
充分利用智慧校园，让教师在校内或网络平台上与专家或他校教师合作，共同对学科资源进行开发与应用。
4.个案研究法
为将VR虚拟技术充分应用于课堂教学中，引导学生发挥想象力，提升学生的创新思维。本学期我校开展数学、物理、化学、生物学科VR技术与课程融合示范课，每位课题组成员针对自己较成功的某一实验课例进行个案研究，提炼出共性的结论，形成优秀案例集。
（三）数据收集与分析
本研究将通过多种数据收集方法，包括问卷调查、实地观察和实验研究等方式，对VR技术和1+N课堂模式在教学中的应用效果进行评估和分析。同时，还将采用SPSS等统计分析软件对收集到的数据进行统计和分析，以获得更加客观、准确的结论。
三、研究结果与分析
（一）VR技术在教学应用中的效果
（二）1+N课堂模式在教学应用中的效果
（三）VR技术与1+N课堂模式的比较分析
本研究旨在探究如何将VR技术和1+N课堂模式相结合，为教育教学提供更加先进、高效、生动的方式。通过教学质量评估、学生参与度调查、学生学习效果等方面对VR技术和1+N课堂模式进行比较分析：
四、学术价值的自我评价
（一）研究创新点
学生在VR技术构建的虚拟三维空间中获取信息、掌握知识和体验过程。学生既可以在虚拟环境中进行沉浸式学习，亦可以通过1+N课堂同时参加多个课程，体验多种类、多形式的远程学习。VR技术及1+N课堂模式改变了传统教育模式，其创新点如下：
1.感知性
VR技术能模仿人的多种感官体验，一些无法呈现或难以描述的教学内容，学生可以通过VR设备在虚拟环境中感知，将想象转化为直观、生动、可控的体验，增强了学生对抽象概念和现象的理解。
2.自主性
学生根据自己的需求，可以利用VR技术在虚拟环境中进行沉浸式学习，也可以利用1+N互动课堂与本校或外校老师、同学进行线上线下的互动交流。这种新型的学习模式，使学生的学习由被动接受型转化为自主探究型，培养了学生学习的主动性，增强了学生学习的自主性。
3.交互性
利用VR技术，教师与学生可以在虚拟教室里通过语音和肢体动作与课程内容进行实时互动；也可以利用1+N课堂与本校、外校师生进行交互式远程互动，将单向输出式教育模式转化为自主交互式教育模式。
4.真实性
通过VR技术还原事故、体验灾难，让学生在虚拟环境中学习安全知识、掌握应急操作、学习处置方法，使安全教育不再仅仅停留在看视频、答题的纸上谈兵状态。
5.节约性
一些实验由于具有一定的危险性，或由于实验仪器、设备比较昂贵，而无法在课堂演示。通过VR技术不仅在虚拟实验室得以实现，也可以通过1+N课堂与名校进行优质资源的共享。不仅有效降低了实验成本，提高了实验的开出率，而且改善了教育环境、优化了教学过程，对培养学生的观察能力、刺激学生地探究欲望起到了积极地促进作用。
6.包容性
VR技术及1+N课堂使用的都是虚拟会议模式，人数不受限制。学生可以同时参加多个课程，在虚拟和现实中实时交互，在虚拟的多维空间中自由想象、创造、探索，让学习变得有趣、安全、快捷。
随着5G时代的到来，VR技术及1+N课堂实现了从黑板到多媒体、到交互屏的跨越。学生的学习速度与能力比传统课堂要高很多，VR技术及1+N课堂模式是一种更人性、更高效、更多维的学习模式。
（二）学术贡献
学生在传统的单向输出式教育模式中比较被动，难以发挥自己的主观能动性，不能充分调动学生的学习兴趣，学习效率低、知识面有限，不能满足学生对知识的渴望和社会对人才的需求。而VR技术及1+N课堂模式给现代教育模式带来了新变化：
1.演绎理解
VR技术及1+N课堂模式为传统教育开辟了新思路，为现代教育赋予了新的活力。它能将课本上的文字内容演绎为图片、动画、视频，还可以将抽象的内容转化为可视的直观场景、空间，非常符合学生的心理发展及认知能力。
2.亲身体验
政治、历史、地理等学科中有许多需要记忆的知识点，通过VR技术能将一些历史事件和重要知识点转化为记忆深刻的故事。使学生经历事件的发生与发展，身临其境的特殊体验会帮助学生加强对知识的记忆。
3.空间模拟
4.交互沉浸
学生佩戴VR眼镜，使自己完全置身于虚拟环境中，产生虚拟视觉、虚拟触觉，参与者利用语音识别器对主机下达操作命令，使学生置身于虚拟世界中，产生实时互动。
通过VR技术赋能教育，让VR技术及1+N课堂模式与现代教育相融合，突破原有的传统教育模式，为学生打造高仿真、可交互的沉浸式学习模式。
（三）阻碍因素
VR技术及1+N课堂模式在教学中的不断应用，确实带给学生全新的教育体验，解决了一些在课堂上无法实现或难以实现的问题。但随着课题研究的深入，在实施过程中逐渐发现了一些问题：
1.VR技术模拟精度有限
VR技术模拟精度有限，无法精确模拟味觉、触觉等。比如化学实验中，气体的气味；生物实验中，青蛙的膝跳反射、心脏跳动，即使分辨率再高，VR技术也无法通过数字模拟出来。在VR虚拟现实世界中，学生被隔离在独立的虚拟空间中，师生之间通过虚拟方式进行互动，无法准确传递面部表情、肢体语言。所以，不能完全满足教学的需求，VR技术及1+N课堂模式是传统教育模式的有效补充，并不能完全取代。
2.部分教师接受新事物能力较弱
当前国内部分学校，已经将虚拟现实教育融入到学校教育中，但由于部分教师的教学方式、思想意识并没有从本质上发生改变，接受新事物的能力较弱。只是将虚拟现实教育当作传统教育的辅助手段，仅停留在提升学习积极性，增加学习趣味性的层面上。对VR设备及1+N录播技术的使用及特点了解不够，不能在教学中准确利用其优势为课堂教学服务。同时也存在不敢尝试、不愿意尝试的心理，限制了VR技术及1+N课堂模式在教学中的应用。
3.学生个体存在差异
VR技术及1+N课堂模式相较于传统的课堂教学模式具有弥补场景缺失、规避风险等优势，是传统课堂教育模式的有效补充。
（四）未来研究方向
1.增强虚拟世界的真实感
为了获得更逼真的真实感，可以用全景视频代替虚拟世界中的模型，使全景视频与虚拟现实教育结合，实现学生学习过程中的交互式体验。
2.改变传统教育的旧理念
如果在虚拟环境中仍沿用传统的教育模式，则虚拟现实技术很难起作用。因此，改变教师的传统教育理念，提高教师将VR技术和1+N课堂模式运用到教学中的意识，是促进VR技术和1+N课堂模式发展的重要环节。
3.提升学生体感的舒适度
为了减少学生在虚拟世界中的不适感，增加网络带宽以满足学生和老师在虚拟情境中进行交互式学习，从而满足学生享受均衡教育的权利。
VR技术及1+N课堂模式弥补了实际教学模式的不足和空缺，改善了实验教学条件，提高了教育研究水平及学生的学习积极性和主动性。
五、成果的实践价值和社会影响
（一）教育实践价值
VR技术及1+N课堂模式在很大程度上改变了学生传统的学习方式，推动了学校教育信息化的建设，促进了校际之间的交流合作，具有重要的教育实践价值。1.丰富课程，查漏补缺通过VR技术及1+N课堂实现零干扰上课、通过线上互动自由选择课程、辅导教师，享受名师指导。拓宽学生的知识面、丰富知识储备，是学生查漏补缺的有效途径。2.知识系统，强化理解利用VR技术对知识点进行数据分析，将课本上晦涩难懂或纷繁复杂的内容转化为三维空间，使学生在虚拟现实世界中融为空间内容或人物，完成对知识的理解和记忆。3.安全实验，规范操作
一些危险复杂的实验，通过VR技术及1+N课堂可以规避实验可能带来的伤害，还原真实实验环境，保障学生在安全环境下完成实验操作、体验实验过程、得出正确结论。不仅提高了学生的学习效率和学习兴趣，还能满足课程的精确性、安全性和丰富性。4.拓展思维，提高能力
课本上一些抽象难懂的立体几何图形，通过VR技术及1+N课堂模式，在虚拟世界可以将其拆解再组合，将平面的立体几何图形变成可旋转的、多角度的图形，将抽象内容具体化，对培养和提高学生的空间想象能力和思维能力有很大的帮助。5.模拟考试，稳定情绪
通过VR技术模拟考试环境和氛围，帮助学生熟悉各种考试和流程，克服对考试的恐惧，稳定考场情绪。
（二）社会影响
利用VR技术在三维空间将问题清晰展现出来，让学生在虚拟世界中与各种对象进行互动，参与事件发展的整个过程。在虚拟学习环境中，学生可以反复多次与各种事物、对象进行互动，快速地掌握新知识、新技能，达到了事半功倍的效果。
1.沉浸式学习体验
在传统课堂上，知识主要通过语言、文字、图片、声音、动画和视频来传授，一些抽象的知识难以清晰地表达。例如，细胞结构、磁场电场、化学反应、立体几何等。而VR技术及1+N课堂模式可以将抽象的、微观的、平面的事物实体化，让学生在虚拟空间通过沉浸式学习体验，拥有身临其境的学习感受，增加学习专注度。
2.触摸式学习体验
VR技术及1+N课堂模式使学生摆脱了传统书本的束缚，书本知识在虚拟世界中变得可触摸、可感知，学习兴趣和学习动力有了保障。
3.个性化学习体验
利用VR技术对学生的学习能力、状态、习惯等信息进行分析，为学生提供更科学的个性化服务，使每个学生都能积极主动地参与到教学互动中，从而实现个性化的学习体验。
4.均衡化学习体验
传统课堂中，学生是通过教师的言传身教获取知识的，而教师素质又各有所长，因此不同教师、不同地域的学生所受教育很大程度上取决于所教教师的个人素质，而VR技术及1+N课堂模式有助于教育资源的均衡化发展。
VR技术及1+N课堂模式为学生提供沉浸式学习环境，与传统的课堂教学模式相比，具有弥补场景缺失、规避风险等优势，极具创新意义。
六、研究中存在的问题
（一）数据收集的局限性
课题研究在数据收集时有局限性。首先，样本数量较小，可能会影响研究结果的可靠性。其次，研究所选的课程内容和学生群体较为特殊，可能不具有普适性。因此，今后的研究要增加样本数量，选择更多的学生和更广泛的授课内容，从而让研究具有更加普遍的适用性。
（二）研究结果的普适性问题
尽管本研究得出了一些积极的结论，但我们需要承认这些结果可能并不具有普适性。由于研究采用了特定的课程、学生和教师样本，因此结果可能会受到限制的影响。此外，使用的教育技术和教学方法也可能对结果产生影响。
为了解决这些普适性问题，未来的研究可以在更多样本中复制本研究，并使用不同类型的教育技术和教学方法进行实验。此外，还应该开展跨学科的研究，探究如何将这种教育技术与其他学科的教学相结合。
（一）学校荣誉
1.2021年4月，三门峡市第二中学的5G+VR实验室建设受到省市级政府简报表彰。
2.2021年10月，三门峡市第二中学的5G+创新实验教学项目被河南省加快5G网络建设和生产发展工作领导小组办公室评为河南省第一批5G应用场景示范项目。
3.2022年4月，三门峡市第二中学的5G+创新实验教学项目被河南省发改委评为河南省第一批数字化转型典型应用场景。
4.2022年5月，三门峡市第二中学的5G+创新实验教学案列被河南省教育资源保障中心评为2022年中小学科创教育优秀案例。
5.2022年8月，我校被河南省教育厅评为第一批河南省信息化教学改革实验校。
6.2023年1月，三门峡市第二中学的5G+创新实验教学项目被河南省通信管理局和河南省教育厅评为河南省“5G+智慧教育”创新应用试点项目。
7.2023年5月，三门峡市第二中学的5G+创新实验教学项目被河南省教育厅评选为2022年度教育数字化转型优秀案例。
（二）个人荣誉
1.2022年7月，本课题组全体成员参与的研究论文《5G智慧校园体系中VR技术及1+N课堂模式在教学应用中的策略研究》被河南省教育厅评为创新应用类教育信息化优秀成果一等奖。
2.2021年5月，陈倩楠在全市初中英语单元整体教学研讨会上作示范课一节，效果良好。
3.2021年7月，吕琛琛的《制作电子相册》一课在第五届信息技术与课程融合优质课大赛中荣获市级一等奖。
4.2021年9月，李莉在三门峡市2021年初中化学优质课评选活动中荣获一等奖。
5.2021年10月，徐艳婷在全市教育系统教学技能竞赛(电化教学初中历史)中，荣获市级二等奖。
6.2021年11月，徐艳婷在三门峡市线上教学过程中作示范课一节，被评为一等奖。
7.2021年11月，陈倩楠在三门峡市线上教学过程中作示范课一节，被评为一等奖。
8.2021年11月，李莉在三门峡市线上教学过程中作示范课一节，被评为一等奖。
9.2022年5月，徐艳婷在三门峡市初中网络教学示范课评比中荣获一等奖。
10.2023年5月，李莉在学校组织的第一届VR技术与课程融合优质课大赛中，荣获优秀奖。
八、今后的研究设想
（一）VR技术在教学中的进一步研究
首先，VR技术对学习成果的影响还需要更全面的评估。我们要更加深入地研究，以确定使用VR技术的课堂效果是否更好，及如何更加有效地利用VR技术提高学生的学习效率。
其次，我们需要深入研究VR技术的适用范围和局限性。例如，VR技术能否应用于所有类型的课程？它是否适用于所有年龄段的学生？我们需要更多的实证研究，以确定VR技术的最佳应用场景。
最后，我们需要深入研究VR技术对学生学习动机和兴趣的影响。尽管本研究结果表明，VR技术在提升学生的学习动机和兴趣方面有着积极的作用和影响，但我们仍需要更深入地研究来确保积极影响的程度和持久性。
（二）1+N课堂模式的拓展研究
尽管1+N课堂模式在教学中已经取得了一定的成果，但是还有很多问题需要进一步研究和探讨。未来，我们可以从以下几个方面进行拓展研究。
首先，可以进一步探究1+N课堂模式在不同学科领域的应用情况。目前，1+N课堂模式主要应用于一些理工科和计算机等信息技术领域的教学中，而在人文社科等领域的应用还比较有限。因此，在未来的研究中，可深入到更多的学科领域，同时，还可以探索1+N课堂模式在不同学科领域中的应用效果，为不同学科领域的教学提供更多的借鉴和启示。
其次，可以进一步探究1+N课堂模式在不同年级和不同类型学生中的应用效果。目前，1+N课堂模式主要应用于高等教育领域，而在中小学等阶段的应用还比较有限。因此，在未来的研究中，可将研究群体扩大到不同年级的学生中，比较1+N课堂模式在不同年级的学生中的应用效果；还可以比较1+N课堂模式在不同类型的学生（如被动型学生、进取型学生等）中的应用效果，从而为不同类型学生的学习提供具有个性和针对性的教学方案。
最后，可以进一步研究1+N课堂模式在在线教育中的应用。随着社会的发展和学生需求的变化，越来越多的学生更加愿意采用线上学习的方式。因此，在未来的研究中，可以探究1+N课堂模式在在线教育中的应用效果，为在线教育的发展注入新活力，增加更多的教学思路，提供更科学、更先进的教学模式。
总之，1+N课堂模式在教育领域的应用前景广阔，未来还有很多研究方向值得探究和拓展。我们要不断地对1+N课堂模式进行积极探索和研究，进而为教育教学提供更丰富的教学思路，更科学的教学模式。
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