當創客課堂教學遇上AR技術

郝新怡

生命科學哲學指出，生物學的解釋框架是功能的或目的論的。生物學家在解釋一件事存在和發生的原因時，常常說它是“為了某種目的”“為了某種功能”“為了某件可能發生的事”等等。的確，生物體是由各種具有特定功能的組織、器官和系統構成的整體，它們相互作用，統一協作，保證生物體的正常生命活動。

在以往的教學實踐中，我們基于學生對知識的了解程度，結合我校育心課程的教學理念，為不同年齡段的孩子安排適合其年齡特點的教材內容，使其符合學生的認知發展水平。尤其是，近年來我們還將AR（增強現實）技術應用于課堂教學，豐富了教學形式和學習方式。

AR技術讓教學可視化

近年來，越來越多的人開始了解并發掘AR技術在教育實踐中的應用。AR技術可以使信息直觀化、可視化地呈現，因而非常適合在生物、醫學等學科中應用。在使用AR技術時，就是在現實世界上疊加了一層虛擬的數字信息，教師可以很好地和學生互動，進而提升學生的創造力。可以說，AR技術更適用于教學場景。

例如，我校三年級的拓展課開設了食品營養課程，讓孩子們關注健康飲食的重要意義。通過學習，孩子們基本了解了食物消化、吸收的過程，但是人體中的消化器官是什么樣子，有哪些特點和作用，卻是他們所未知的。為了補充、修正學生對人體結構的認識，準確認識食道、大腸、小腸的位置關系及順序，筆者借助AR技術以及模擬實驗向學生展示各個器官的結構與功能是如何相適應的。

●環節一： 聚焦話題

首先，通過一日三餐的進食，引發學生思考，吃進去的食物是不是一直堆積在身體中，它們都去哪了？當引發學生認知沖突后，學生思考并意識到食物要在體內進行消化或吸收，引入研究主題，激發學生對食物在體內經過哪些器官的研究興趣。

●環節二：探索與調查

當研究人體看不見的器官時，需要滲透給學生面對未知內容的一些學習方法。本課中，學生可以借助科技史中解剖學的研究內容進行學習，借用多媒體手段立體、逼真地呈現。借助AR并利用任務驅動的方式，將學習內容與比賽環節有機結合，快速、高效地幫助學生完成對消化器官的認識。

教師說明操作提示，學生借助AR實踐了解人體都有哪些消化器官，完成AR拼圖比賽，并請最快完成的一組在黑板上貼出消化器官的順序、位置。

經過上述環節，可以使學生了解到食物在體內經過的器官以及先后順序。

●環節三：分析與解釋

在前測中，多數學生認為胃是人體的主要消化器官，他們并不知曉小腸吸收功能的重要意義，對小腸長度也沒有直觀的認識。因此本環節借助AR及實驗材料重點強調小腸的吸收功能。同時，引導學生歸納、推理出結構和功能的統一性，在此基礎上理解消化系統的構成，思考消化系統中器官的健康決定了人的健康，增強學生熱愛生命保護自己的意識。

教師說明觀察任務，學生借助AR觀察，填寫記錄單，進一步了解各個消化器官的結構、功能。隨后進行小組展示，匯報記錄單，經過班級討論，最終總結出各器官的結構特點、功能。

在本環節，通過模擬實驗，讓學生了解小腸絨毛是如何進行吸收的，最終得出結論：不同的器官有不同的結構，有不同的作用。人體中不僅僅是這些消化器官參與了消化過程，像肝、膽、胰分泌的膽汁、胰液等消化液也輔助消化，它們共同構成了一個完整的系統——消化系統。

●環節四：拓展與提升（機動）

為了讓學習具有延續性，在本環節中筆者展示了自制的消化器官模型，通過建立模型的方式幫助學生完成情境式記憶，從而提高學生對學習內容的掌握程度，激發學生課下繼續研究的興趣。

多媒體與創意教具相輔相成

運用AR技術參與教學，可以幫助學生自主完成任務式學習，激發學生對健康生活方式有進一步的認識，從而產生探究人體奧秘的興趣，體會人體構造的精巧與和諧之美，使其愿意與同伴交流，體會到小組合作完成實驗的重要意義。

●多媒體技術使教學更直觀

本課研究的內容是人體內部器官，這種看不見、摸不著的研究對象很難激發學生的研究興趣。單純依靠文字、講解、視頻資料又不足以和學生真正地互動。而AR可以形象可視化地展示出人體的器官，有助于學生的理解和記憶，讓學生能夠主動地進行合作式研究，并通過參與多媒體技術中互動式拼圖比賽激發他們的研究興趣。在教師的追問中讓學生帶著思考繼續使用多媒體技術研究各器官的結構與功能，達到主動學習、樂于思考的效果。

●注重科學思維，了解生命科學學習特點

本課的指導思想是生命科學哲學，希望通過本課的學習在學生腦海中形成器官結構與功能相適應的認識。因此，借助多媒體教學能夠讓他們對各器官有初步的了解，但是結構與功能有什么關系，身體各系統又是如何運作的，這些是不足以用技術手段實現的，因此必須進一步引導學生繼續思考，并幫助他們歸納總結出結論。

●研發易于學生理解的課堂教學教具

多媒體技術手段的使用也存在一定的局限性，比如本課中一些器官的功能很難直觀地呈現出來。為了讓學生理解小腸絨毛的吸收過程，我嘗試了許多材料自制小腸絨毛，最終發現將濾紙和紙巾用乳膠粘貼起來可以替代小腸腸壁、小腸絨毛，以最快的速度呈現吸收效果。使用紅筆在濾紙上畫出的痕跡替代腸壁上的毛細血管，當小腸絨毛（紙巾）接觸水后立刻將水傳遞給小腸腸壁（濾紙），腸壁（濾紙）上的毛細血管（紅線）吸收水分。經過教具的演示，書本知識變得更加形象和直觀。

此外，為了更好地呈現小腸的長度，筆者自制了全套的消化器官模型，方便學生課下理解各器官的大小、順序，利用課間比賽拼擺消化系統模型幫助學生鞏固所學知識，讓學習更有延續性。

總之，將AR技術運用到課堂教學，對于提升學生的學習效果很有幫助。可以預見，未來隨著AR技術的體驗效果越來越好，內容越來越豐富，AR有可能成為課堂教學的標配，為學生們帶來更好的學習感受。