例析AR技術在高中自然地理教學中的應用

曾笑梅

一、選題背景

《普通高中地理課程標準（2017年版）》的基本理念中提到，“創新培育地理學科核心素養的學習方式。根據學生地理學科核心素養形成過程的特點，科學設計地理教學過程，引導學生通過自主、合作、探究等學習方式，在自然、社會等真實情境中開展豐富多樣的地理實踐活動；充分利用地理信息技術，營造直觀、實時、生動的地理教學環境。”2017年，國務院印發《國家教育事業發展“十三五”規劃》，也強調了全面推動信息技術與教育教學的深入融合，其中談到了AR技術。 由此可見，信息技術在教學中的普遍應用必然是大勢所趨，成為地理新課程改革中必不可少的工具和平臺。信息技術與地理學科的整合，可以使抽象的地理知識變得更加直觀生動，不僅可以充分激發學生的學習興趣和調動學習積極性，而且可以輕松突破教學的重難點。本文通過案例分析AR技術在自然地理教學中的應用，打造高效的地理課堂。

二、AR技術在高中自然地理教學中運用的必要性

高中自然地理部分知識點難度大，需要較強的邏輯性思維和想象力，但是這部分知識編排在高一學習，由于歷史和現實的原因，地理科目在廣州地區不屬于中考科目，初中階段學生對地理學習重視程度不夠，基礎較差，導致初、高中地理知識銜接不夠，缺乏必要的知識準備，因此高一自然地理的教學與學生的認知水平發生較大沖突，導致當前高中生地理學習效率低下。筆者結合學生的調查和對教師的訪談，了解到大部分教師都是受教學任務的繁重、教學時間的限制，高中自然地理部分學習和教學都停留在表面，無法實現地理課程育人的目標。因此，信息技術與教育教學的不斷整合，打造高效課堂，推動教學變革勢在必行。

AR是虛擬現實（VirtualReality.簡稱VR）技術的延伸，是基于計算機的顯示與交互、網絡的跟蹤與定位等技術，將計算機系統形成的虛擬世界疊加到現實世界，以三維立體的形式呈現給用戶的一種技術。AR技術在教學中的應用可以改變傳統的學習方式，給學生營造直觀、實時、生動的地理教學環境，符合新課程標準的要求。龐大的數據庫為地理教學提供豐富的地理素材，給學習者呈現地理規律的動態變化過程，以及AR技術的交互性，培養了學生自主獲取、運用地理信息的能力，激發學生的學習興趣。

三、例談AR在自然地理教學中的應用

1.營造三維立體動態環境，使抽象的內容具體化、生動化

“地球的運動”這一節內容，知識性極強，重難點內容很多，同時還涉及到了很多較抽象的看不見、摸不著的地理事物。由于高一學生抽象思維能力還未形成，難點較難突破。借助AR技術，為學生營造三維立體動態環境，如課堂上講解二分二至日太陽直射點的移動，僅僅依靠教材中一個平面圖，學生是無法想象其運動過程以及變化規律。利用AR技術，就能以三維立體的形式播放出來，形象生動，除了配合有語音講解，還立體地彈出一個框，可以動態地揭示太陽直射點在南北回歸線之間的運動變化規律，加強了學生的視覺和聽覺刺激，很好地展示了二分二至日太陽直射點的位置，從而使抽象的內容具體化。

2.創設虛實結合情景，提高課堂效率

在“熱力環流”教學中，利用AR技術創設“熱力環流在海陸風的應用”情景，例如，“海陸風的形成過程”，通過創設虛實結合的情景：白天太陽出來了，陸地升溫快，海洋升溫慢，陸地熱，海洋冷，從而產生了垂直運動，陸地熱氣流膨脹上升，地面形成低壓；海洋冷空氣收縮下沉，海平面形成高壓，然后同一水平面，產生氣壓差異，從而形成水平運動，氣流從海洋吹向陸地，形成海風。同理，夜晚……引導學生通過虛實結合的情景，觀察、探究熱力環流的形成過程，可以幫助學生高效地突破難點，從而提高學習效率。

3.實時交互特性，凸顯學生學習的主體地位

運用AR技術不僅可以為學生提供豐富的地理素材，包括圖片、視頻、聲音、動畫等，還在APP上設置了實時互動的按鈕，供學生進行交互式地學習，凸顯了學生的主觀能動性。例如，復習世界氣候類型時，在平臺上，學生可以自主的點擊每一種氣候類型，隨之就會立體地彈出該氣候的降水量氣溫年變化圖，并且在世界版圖上全球范圍內同種氣候類型的分布位置都特別呈現出來。

由此而知，AR技術在自然地理教學中的應用是有利于學生突破很多重難點，提高學習效率，但是由于相關APP的研發制作成本較高，目前仍然還處于開發階段，加上大部分學校的經費有限，AR技術未能廣泛推廣。在當今人工智能的高速發展時代，信息技術與教育教學的不斷整合，必將與時俱進，推動課堂教學的變革。