基于AR技術(shù)在初中地理教學(xué)應(yīng)用研究

馬小明

摘要：信息時(shí)代加速了課堂課教學(xué)改革的步伐，信息技術(shù)的發(fā)展則給全面實(shí)施素質(zhì)教育提供了一個(gè)有效手段，AR技術(shù)在初中地理課堂內(nèi)外的教學(xué)應(yīng)用，在實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)和提高課堂教學(xué)質(zhì)量效果中優(yōu)勢(shì)明顯，開(kāi)辟了課堂教學(xué)的新天地。本文就當(dāng)前AR技術(shù)與課堂教學(xué)融合進(jìn)行探討研究，并結(jié)合課堂教學(xué)理論和實(shí)踐研究，探討AR技術(shù)如何更好的促進(jìn)課堂教學(xué)，應(yīng)用于初中地理教學(xué)。

關(guān)鍵詞： 課堂教學(xué);AR技術(shù);地理空間

一、研究背景

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》提出：拓展教育新形態(tài)，以教育信息化推動(dòng)教育現(xiàn)代化，積極促進(jìn)信息技術(shù)與教育的融合創(chuàng)新發(fā)展，全力推動(dòng)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”發(fā)展[1]。

《義務(wù)教育地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》關(guān)于課程資源開(kāi)發(fā)與利用建議：有條件的教師可以從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上獲取各種適用于地理教學(xué)的電子資源，如地理文字資料、地理圖像、地理視頻、地理動(dòng)畫(huà)、地理書(shū)刊、電子教案等。教師要積極利用地理信息資源和信息技術(shù)手段，優(yōu)化和豐富地理教學(xué)活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變[2]。

然而，目前初中學(xué)生地理空間感不強(qiáng)，特別是剛?cè)雽W(xué)的初中生，傳統(tǒng)的地圖視頻等平面媒體很難培養(yǎng)學(xué)生的地理空間感。AR技術(shù)應(yīng)用于地理課堂培養(yǎng)學(xué)生地理空間感效果更好，因此基于AR技術(shù)提升初中學(xué)生地理空間感實(shí)踐研究迫在眉睫，勢(shì)在必行。

二、國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)與AR技術(shù)相關(guān)的理論研究最早在教育領(lǐng)域討論AR技術(shù)的是徐媛，其在研究闡述了AR 技術(shù)在三維書(shū)籍、教育游戲、技能培訓(xùn)中的應(yīng)用潛力，為AR技術(shù)進(jìn)入教育領(lǐng)域提供指導(dǎo)和參考[3];蔡蘇、宋倩等人論證了 AR 技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值，制作出基于AR學(xué)習(xí)環(huán)境的“未來(lái)之書(shū)” [4];張洪波通過(guò) AR 技術(shù)輔助月相變化規(guī)律的教學(xué)案例，為AR技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用提供了思路[5];全希將 AR 技術(shù)與初中地理“多民族的國(guó)家”進(jìn)行整合，指出AR技術(shù)實(shí)現(xiàn)了沉浸式學(xué)習(xí)，對(duì)提高地理學(xué)習(xí)效果作用顯著[6];李鵬飛詳細(xì)闡述了開(kāi)發(fā)AR學(xué)具的全部過(guò)程，并指出AR學(xué)具給當(dāng)前的教學(xué)帶來(lái)前所未有的體驗(yàn)[7];楊文喜結(jié)合等高線知識(shí)的特點(diǎn)和AR沙盤(pán)的特點(diǎn)，提出了AR沙盤(pán)在地理教學(xué)中的應(yīng)用策略[8];羅春、陽(yáng)金秀指出借助AR技術(shù)開(kāi)發(fā)地理課程，能夠突出學(xué)生的主體地位，對(duì)地理學(xué)習(xí)產(chǎn)生了有益影響[9]。

三、研究的主要內(nèi)容

（一）、核心概念的界定

1.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)

AR技術(shù)： AR（Augmented Reality）是指將計(jì)算機(jī)渲染生成的三維模型、視頻、文字、圖片等數(shù)字信息實(shí)時(shí)的與真實(shí)世界融合，然后用設(shè)備將虛實(shí)結(jié)合的場(chǎng)景顯示出來(lái)。本文把其概念界為應(yīng)用AR技術(shù)相關(guān)APP幫助學(xué)生在創(chuàng)設(shè)的各種學(xué)習(xí)情境中體驗(yàn)、觀察復(fù)雜抽象的知識(shí)，利用AR技術(shù)提高學(xué)生的地理空間感。

2.地理空間

地理空間：袁孝亭對(duì)地理空間的定義，主要指地球表面各地理要素有機(jī)聯(lián)系、相互作用而形成的地理空間或者環(huán)境空間。在中學(xué)地理學(xué)科涉及的地理空間主要包括空間位置、空間分布和空間關(guān)系，具有一定的空間維度與地理尺度。

（二）、研究目標(biāo)和意義

基于AR技術(shù)應(yīng)用的教學(xué)案例研究，為初中地理教師提高學(xué)生地理空間感提供參考與借鑒。在今后的教學(xué)活動(dòng)中指導(dǎo)教師AR技術(shù)應(yīng)用于課堂教學(xué)，提高教學(xué)效果;設(shè)計(jì)出科學(xué)有高效的且切合學(xué)生實(shí)際讓學(xué)生感興趣的課件設(shè)計(jì)，從而減少教師備課時(shí)間和減輕學(xué)生過(guò)重的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，維持學(xué)生地理學(xué)習(xí)的信心和興趣，提高學(xué)生地理空間感。

國(guó)內(nèi)在這一方面的實(shí)踐性研究才剛剛起步，因此本研究將對(duì)指導(dǎo)當(dāng)前AR技術(shù)應(yīng)用于初中地理課堂教學(xué)實(shí)踐研究起到一定的積極作用。

（三）、研究的主要內(nèi)容

1.通過(guò)聽(tīng)課、訪談、問(wèn)卷調(diào)查了解師生對(duì)AR技術(shù)等應(yīng)用于課堂的現(xiàn)狀。

2.驗(yàn)證AR技術(shù)對(duì)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效率的影響。

3.探究AR技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)的效果評(píng)價(jià)。

4.設(shè)計(jì)以AR技術(shù)為主的課堂教學(xué)課件，課例反思，指導(dǎo)手冊(cè)。

（四）、研究的重點(diǎn)難點(diǎn)

本文研究重點(diǎn)是通過(guò)AR技術(shù)的應(yīng)用，提高初中生的地理空間感和學(xué)科核心素養(yǎng)。難點(diǎn)是在運(yùn)用AR技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生會(huì)不會(huì)趁機(jī)玩手機(jī)，很難控制。信息技術(shù)應(yīng)用家長(zhǎng)會(huì)不會(huì)擔(dān)心看手機(jī)等電子產(chǎn)品影響視力。

四、 研究的思路方法

（一）、具體方法

1.文獻(xiàn)研究法：

有關(guān)文獻(xiàn)資料，研究與本文相關(guān)的研究狀況。通過(guò)借助圖書(shū)館、網(wǎng)絡(luò)和中國(guó)知網(wǎng)等途徑，查找有關(guān)AR技術(shù)應(yīng)用，地理空間感等相關(guān)文獻(xiàn)資料。

2.調(diào)查研究法：

通過(guò)訪談或問(wèn)卷調(diào)查地理教師、中學(xué)生，收集在地理教學(xué)中AR技術(shù)應(yīng)用的途徑和方法。通過(guò)對(duì)師生調(diào)查問(wèn)卷的分析，調(diào)查AR技術(shù)在初中地理教學(xué)中存在的問(wèn)題，初步了解學(xué)生對(duì)地理學(xué)習(xí)興趣情況，為基于AR技術(shù)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)和后期開(kāi)展教學(xué)案例，教學(xué)反思提供研究基礎(chǔ)。為本文的探究提供充足的事實(shí)依據(jù)。

3.行動(dòng)研究法

文組將通過(guò)一系列具體行動(dòng)來(lái)實(shí)踐AR技術(shù)應(yīng)用于課堂教學(xué)，并在實(shí)踐中揭示教學(xué)規(guī)律，在研究中不斷思考、相互商討、交流意見(jiàn)、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決，最終圓滿實(shí)現(xiàn)研究目標(biāo)。

五、未來(lái)展望

初中地理教學(xué)AR技術(shù)提高學(xué)生地理空間感實(shí)踐研究是在未來(lái)課堂教學(xué)中應(yīng)用將會(huì)隨處可見(jiàn)，形成的相關(guān)成果將在地理教師課堂應(yīng)用中進(jìn)行推廣。

在信息化建設(shè)的大潮和目前“雙減”的形勢(shì)下，積極發(fā)展課堂教學(xué)與信息化的融合，大力發(fā)展課堂信息化教育，提升課堂地位，提高教學(xué)水平，全面發(fā)展素質(zhì)教育。

參考文獻(xiàn)：

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[2]中華人民共和國(guó)教育部.國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）[M].北京：人民出版社，2010.

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[4]蔡蘇，宋倩，唐瑤.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境的架構(gòu)與實(shí)踐[J].中國(guó)電化教育，2011（8）：114-119.

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[9]羅春，陽(yáng)金秀.初中地理信息化教學(xué)變革——從“微課”邁向“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）”[J].中學(xué)地理教參，2018.