基于AR技術的中學生物學課堂教學模式研究

摘?要：眾所周知，AR技術作為現代化的技術，其自身的趣味性和可視性得到了越來越多學校和家長的青睞，AR技術革新也將會在未來達到一個新的階段。而將AR技術完美地運用到生物學教學中，將會為中學生提供一場虛實結合、身臨其境的視覺感受，AR技術在中學生物學教學中的運用也將會大大地增強學生的可視性和感性思維，從而使生物教學達到一個新的高度。

關鍵詞：AR技術;信息技術應用;生物探究課;智慧課堂構建

隨著高考改革的進行，中國的教育產業政策環境將會得到大大的改善，國家對于教育行業技術要求的不斷提升，也暗示著高新技術將會改變教學方式。在這樣的大背景之下，如果將AR等技術運用到生物教學當中，將會使一些生物學疑難問題得到更好的解釋和說明，對于老師和學生來說，這都將是一種全新的教學和學習模式。

一、AR的虛擬與現實

在生物學的傳統教學中，學校一直積極地將實驗教室進行傳統的虛擬化，但是由于需要考慮到場地器材、學生安全和設備危險性等諸多因素，使得生物學的傳統實驗在空間和時間上有了一定的限制，學校并沒有辦法將生物學的疑難問題在傳統實驗中得到更好的解釋，學生也無法身臨其境地感受生物遺傳學的奧妙，對于授課和教學都有一定的阻礙性。

而AR技術將會克服傳統實驗的弊端，虛擬實驗生動形象且安全便捷，充分運用新技術優勢服務教學，可以有效地降低成本，降低實驗風險，增強推廣性和重復使用性。比如，在展示噬菌體侵入感染細菌的知識點的講解中，通過色彩的圖像展示并沒有辦法在中學生腦海中形成一個更加3D的圖像，只能吸收較為淺顯的生物知識點，并且復雜的操作實驗也大大花費了成本和時間，而通過AR技術將可以用現實的3D動態圖代替平面的色彩圖片和繁雜的操作，有助于學生更加高效地理解生物學的知識點，并在一定程度上彌補了學生對于空間抽象概念死記硬背情況的發生。

AR技術的虛擬與現實使生物探究課達到了更加立體的效果，對于中學生空間思維發散的訓練是不二的選擇。

二、 信息技術的超前應用

隨著AR生活體驗館等一系列活動的開展，使得虛擬照向現實不再成為一種話題，而是能夠真正融入到人們的生活當中去，AR生物教學系統能夠將書本的文字敘述平面圖像所包含的知識點進行三維重構，更加直觀地將教材中的內容進行3D的展示，有利于學生們掌握生物科學知識，理解到大自然生命的奧妙之處。

AR的信息技術可以分為微觀構成可視化和代謝現象動態化。從微觀構成可視化的角度來看，在傳統的生物教學中教材的內容往往是以文字和圖片的形式來展現生物分子等一系列知識點，而AR技術將可以通過模擬化形和動態效果更好地展現出教材知識點。而從代謝現象動態化來說，動態化的實物展現更具有活力。傳統的靜態幻燈片的教學很難表示生物學中許多生物動態發展的過程，從時間上和空間上限制了學生們的學習和對知識的掌握程度。

例如，在對于“細胞分裂”這一知識點的授課當中，如果運用動態可視化的方式來呈現細胞一分為二、二分為四，乃至萬千的過程，將可以在很大的程度上提高學生們的理解程度，從而擴展其空間想象能力。在“被子植物雙受精”這一知識點的掌握中，通過宏觀和微觀將被子植物從傳粉到結果這一連續的過程進行系統化的展示，將可以把植物早期胚胎發育等一系列問題進行更好的解釋和說明，更有利于學生形成一個動態的思維和更加完整的邏輯關系。

三、智慧課堂的構建與開展

AR生物學教學系統是基于BS平臺開發，適用于移動端和PC端的教學軟件，因此，對于各中學的學校硬件要求和軟件技術的要求較高，對于未來智慧課堂的構建還需要一段很長時間的磨練和捶打。在各大一線城市里，部分中學已經開始運用AR技術進行生物學教學的試點工作，通過AR教學系統運用云平臺和AR裸眼3D技術，將可以把生物學的疑難概念進行可視化，為學生們打造一個全方位多角度的3D可視化現實生物世界。

AR技術教學方案也在呈現出高端化，將前沿或經典生物學例子引入中學生實驗課堂，將會更進一步的擴展學生們的知識層面，增加學生們對于生物學學習的興趣，而AR技術的現實性也將能夠很大程度地培養學生們發現問題、解決問題的能力。我們已經進入了全球信息化時代，當今ICT從數字化、互聯網化邁入到了人工智能化，信息發展的快速也在倒逼著教育系統的不斷改革，未來的信息化道路充滿著生機與活力，我們只有積極地擁抱新時代，才能夠被新時代所擁抱，因此利用AR技術建立智慧課堂是必不可少的。

四、結束語

在生物學的教學中，知識技能是必需的。如果說傳統的教學是把學生與書本進行連接，為學生們打開了通向生物世界的大門，那么AR技術就是將學生與生物的真實世界進行了更加緊密的連接，讓他們在現實的體驗中能夠更加充分地去發現問題并且解決問題。

參考文獻：

[1]章宏.課程改革與學習主題構建[M].北京：科學出版社，2017.

[2]周瓏.AR技術求索[M].北京：當代中國出版社，2016.

[3]李玉華，徐斌艷.課堂教學師生對話的策略分析[J].小學數學教師，2006（3）.

作者簡介：

黃燕靈，福建省南安市，福建省南安市華僑中學。