增強現實AR技術在中學課堂教學中的應用探究

摘 要：隨著信息化時代的到來，我國的新課程改革也有了不一樣的方向，增強現實（AR）技術在中學課堂教學中開始被廣泛應用。它有別于傳統的教學模式的單一化，它的形式內容更加的豐富多樣，更加強調沉浸式和移動式學習，將學生的學習內容通過學習資源的方式呈現，從而實現學習資源的共享，并激發學生的學習情趣，是一種新型的教學模式。因此，本文對增強現實（AR）技術在中學課堂教學中的應用進行了研究，從而為中學教學尤其是生物課堂教學找尋一條新的路徑，讓學生更好地學習和了解生物學。

關鍵詞：增強現實（AR）技術；中學生物；課堂教學；應用研究

一、 引言

現如今的社會已經是今時不同往日，逐步進入到信息化時代，我們的生產生活很大程度上要依賴于信息技術。在此背景下，一種基于信息技術的增強現實（AR）技術開始進入大眾的視野，得到了業界人士尤其是教育界的重視，被應用于各中學課堂教學中。此外，學校將增強現實（AR）技術應用到中學生物課堂教學之中，可幫助學生在課堂內外對所學的知識進行進一步的鞏固和掌握，并根據自我掌握的實際情況，查漏補缺，從而更好地學習，也提高了教師的教學效果。但是，為幫助學生更好地掌握和學習相關的生物知識，要不斷地加強對增強現實（AR）技術在中學課堂教學中的應用研究，以適應中學生物課程教學的特點。

二、 增強現實（AR）技術概述

增強現實技術最早于1990年由波音公司研究員Tom Caudell提出的，它是一種利用計算攝影機影像位置、角度以及圖像處理技術對現實世界進行擴大和延伸的虛擬現實技術。當其應用于課堂教學時，能夠將課本上的理論化知識以及學習者的學習內容用數字化學習資源的形式呈現，從而實現課程學習資源的共享性。它可以為學生提供更加優化、簡潔的學習界面，并為學生創造一個虛實結合的學習環境，讓學生從各個方面對課程知識進行學習、理解，提高學生的學習興趣。

三、 增強現實（AR）技術在中學課堂教學中的應用優勢

（一） 節約教學成本

以中學生物學科為例，在生物學習的過程中最為重要的就是生物實驗，而生物實驗又會涉及許多的器材和設備，且有的器材和設備是不可重復使用的，極其容易造成材料和設備資源的浪費。但是，利用增強現實（AR）技術可以通過虛擬的形式來完成生物實驗，從而極大地降低了對生物實驗器材、設備的損耗，節約了教學成本。

（二） 實現了虛實之間的有效融合

增強現實（AR）技術最大的特點就是它能夠將現實世界的環境與虛擬世界的環境進行密切的聯系，并且隨著現實世界生物課程知識的變化更新，增強現實（AR）技術中的虛擬教學環境和知識也可以隨之而發生改變，從而做到與時俱進。同時對于學生而言，學生也不會因為沒有及時地掌握和了解到新的課程知識而與社會發展趨勢脫節，促進學生更好的學習，教師的課堂教學效率也會隨之提高。

（三） 增強學生的學習興趣

在傳統的中學生物課堂教學中，學生很少有機會親自參與到生物實驗中，大多數情況下都是由教師一人向學生展示生物實驗的過程和步驟，還有的教師直接向學生口述實驗過程而不進行操作，這就直接導致了學生對生物學學習的興趣不高，理解力不足。但是，隨著增強現實（AR）技術在課堂教學中的應用，它可以通過虛擬學習來讓學生參與到實驗中，具有更強的互動性和展示效果，從而集中學生的注意力，增強學生的學習興趣。

四、 增強現實（AR）技術在中學課堂教學中的具體應用

（一） 教科書的立體化

在中學生物課堂教學中，單純地看書、做題、背誦對于學生來說一個枯燥、漫長且單調的過程，即使在課堂教學中教師利用多媒體為學生展示圖片，也只是將一些文字性的東西轉換為圖片，還是比較的平面呆板。但是，通過增強現實（AR）技術，學生在看書、做題或背誦的過程中可以利用AR魔盒將這些枯燥的文字轉換成為富有立體性的動態畫面、聲音，學生可以利用界面點擊進行互動學習，讓學生仿佛身臨其境，為學生創造了一個更加真實的學習環境。同時，通過增強現實（AR）技術將生物教科書上的抽象化知識進行具體的演示，學生在終端上進行多樣性學習，從各個方面來思考問題，使得教科書不再是一本抽象的教材，而是變得更加的立體化，更加符合中學生課堂學習的特點，從而促進學生自主學習能力的提高。

（二） 專業技能的培訓

中學生物是一門實驗性教學的課程，有很多的知識內容需要通過實驗才能讓學生更加容易理解和掌握，因此，學生的生物實驗能力的培養是中學生物課堂教學的重中之重。而增強現實（AR）技術可以被應用于生物實驗專業技能的培訓中，通過增強現實（AR）技術將生物實驗步驟與相關信息反映到AR魔盒上，學生按照魔盒上的步驟進行實驗，隨著學生實驗的正確操作，魔盒上的信息會隨之減少，直至學生獨立完成所有步驟，從以實際動手進行試驗操作為基礎來提高學生的生物實驗專業技能。

（三） 網絡資源共享

通過增強現實（AR）技術可以搭建起一個網絡平臺遠程教育體系，將有關于生物學科的所有知識、實驗等上傳至網絡平臺上，從而建立起豐富的生物課程學習資源庫，實現中學生物課堂教學優質資源的共享。這樣，學生不管是課上還是課下都可以享受到更加優質的教學資源，從而拓展自己的知識范圍和思維，幫助學生更好地進行生物學習。

（四） 教育游戲的開發

中學生物課堂教學不應該是呆板無趣的，而是可以通過游戲的方式為學生營造一種更加生動活潑、輕松愉悅的學習環境，并通過游戲來拓展學生的思維、提高學生的學習興趣，從而提高學生的學習以及教師教學的效率。利用增強現實（AR）技術根據中學學生生物學習的特點，將現實世界的環境與虛擬世界的環境有機融合，并制定出科學、有趣的教育類游戲，通過游戲引導學生自主參與學習、積極探索、動手實踐，真正做到讓學生在游戲中輕松愉快的學到知識。

五、 結語

總之，增強現實（AR）技術在中學課堂教學中的應用可以有效地打破傳統課堂教學枯燥、無趣、呆板的現象，從而使得課堂教學更加的多元化、生動化、互動化，從而引起學生的學習興趣，拓寬學生的知識面，促進學生的理論和實踐的結合，使得學生更加高質、高量的學習。

參考文獻：

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作者簡介：

黃滄波，福建省南安市，南安市華僑中學。