增强现实AR技术在中学课堂教学中的应用探究

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　　摘 要：随着信息化时代的到来，我国的新课程改革也有了不一样的方向，增强现实（AR）技术在中学课堂教学中开始被广泛应用。它有别于传统的教学模式的单一化，它的形式内容更加的丰富多样，更加强调沉浸式和移动式学习，将学生的学习内容通过学习资源的方式呈现，从而实现学习资源的共享，并激发学生的学习情趣，是一种新型的教学模式。因此，本文对增强现实（AR）技术在中学课堂教学中的应用进行了研究，从而为中学教学尤其是生物课堂教学找寻一条新的路径，让学生更好地学习和了解生物学。
　　关键词：增强现实（AR）技术；中学生物；课堂教学；应用研究
　　一、 引言
　　现如今的社会已经是今时不同往日，逐步进入到信息化时代，我们的生产生活很大程度上要依赖于信息技术。在此背景下，一种基于信息技术的增强现实（AR）技术开始进入大众的视野，得到了业界人士尤其是教育界的重视，被应用于各中学课堂教学中。此外，学校将增强现实（AR）技术应用到中学生物课堂教学之中，可帮助学生在课堂内外对所学的知识进行进一步的巩固和掌握，并根据自我掌握的实际情况，查漏补缺，从而更好地学习，也提高了教师的教学效果。但是，为帮助学生更好地掌握和学习相关的生物知识，要不断地加强对增强现实（AR）技術在中学课堂教学中的应用研究，以适应中学生物课程教学的特点。
　　二、 增强现实（AR）技术概述
　　增强现实技术最早于1990年由波音公司研究员Tom Caudell提出的，它是一种利用计算摄影机影像位置、角度以及图像处理技术对现实世界进行扩大和延伸的虚拟现实技术。当其应用于课堂教学时，能够将课本上的理论化知识以及学习者的学习内容用数字化学习资源的形式呈现，从而实现课程学习资源的共享性。它可以为学生提供更加优化、简洁的学习界面，并为学生创造一个虚实结合的学习环境，让学生从各个方面对课程知识进行学习、理解，提高学生的学习兴趣。
　　三、 增强现实（AR）技术在中学课堂教学中的应用优势
　　（一） 节约教学成本
　　以中学生物学科为例，在生物学习的过程中最为重要的就是生物实验，而生物实验又会涉及许多的器材和设备，且有的器材和设备是不可重复使用的，极其容易造成材料和设备资源的浪费。但是，利用增强现实（AR）技术可以通过虚拟的形式来完成生物实验，从而极大地降低了对生物实验器材、设备的损耗，节约了教学成本。
　　（二） 实现了虚实之间的有效融合
　　增强现实（AR）技术最大的特点就是它能够将现实世界的环境与虚拟世界的环境进行密切的联系，并且随着现实世界生物课程知识的变化更新，增强现实（AR）技术中的虚拟教学环境和知识也可以随之而发生改变，从而做到与时俱进。同时对于学生而言，学生也不会因为没有及时地掌握和了解到新的课程知识而与社会发展趋势脱节，促进学生更好的学习，教师的课堂教学效率也会随之提高。
　　（三） 增强学生的学习兴趣
　　在传统的中学生物课堂教学中，学生很少有机会亲自参与到生物实验中，大多数情况下都是由教师一人向学生展示生物实验的过程和步骤，还有的教师直接向学生口述实验过程而不进行操作，这就直接导致了学生对生物学学习的兴趣不高，理解力不足。但是，随着增强现实（AR）技术在课堂教学中的应用，它可以通过虚拟学习来让学生参与到实验中，具有更强的互动性和展示效果，从而集中学生的注意力，增强学生的学习兴趣。
　　四、 增强现实（AR）技术在中学课堂教学中的具体应用
　　（一） 教科书的立体化
　　在中学生物课堂教学中，单纯地看书、做题、背诵对于学生来说一个枯燥、漫长且单调的过程，即使在课堂教学中教师利用多媒体为学生展示图片，也只是将一些文字性的东西转换为图片，还是比较的平面呆板。但是，通过增强现实（AR）技术，学生在看书、做题或背诵的过程中可以利用AR魔盒将这些枯燥的文字转换成为富有立体性的动态画面、声音，学生可以利用界面点击进行互动学习，让学生仿佛身临其境，为学生创造了一个更加真实的学习环境。同时，通过增强现实（AR）技术将生物教科书上的抽象化知识进行具体的演示，学生在终端上进行多样性学习，从各个方面来思考问题，使得教科书不再是一本抽象的教材，而是变得更加的立体化，更加符合中学生课堂学习的特点，从而促进学生自主学习能力的提高。
　　（二） 专业技能的培训
　　中学生物是一门实验性教学的课程，有很多的知识内容需要通过实验才能让学生更加容易理解和掌握，因此，学生的生物实验能力的培养是中学生物课堂教学的重中之重。而增强现实（AR）技术可以被应用于生物实验专业技能的培训中，通过增强现实（AR）技术将生物实验步骤与相关信息反映到AR魔盒上，学生按照魔盒上的步骤进行实验，随着学生实验的正确操作，魔盒上的信息会随之减少，直至学生独立完成所有步骤，从以实际动手进行试验操作为基础来提高学生的生物实验专业技能。
　　（三） 网络资源共享
　　通过增强现实（AR）技术可以搭建起一个网络平台远程教育体系，将有关于生物学科的所有知识、实验等上传至网络平台上，从而建立起丰富的生物课程学习资源库，实现中学生物课堂教学优质资源的共享。这样，学生不管是课上还是课下都可以享受到更加优质的教学资源，从而拓展自己的知识范围和思维，帮助学生更好地进行生物学习。
　　（四） 教育游戏的开发
　　中学生物课堂教学不应该是呆板无趣的，而是可以通过游戏的方式为学生营造一种更加生动活泼、轻松愉悦的学习环境，并通过游戏来拓展学生的思维、提高学生的学习兴趣，从而提高学生的学习以及教师教学的效率。利用增强现实（AR）技术根据中学学生生物学习的特点，将现实世界的环境与虚拟世界的环境有机融合，并制定出科学、有趣的教育类游戏，通过游戏引导学生自主参与学习、积极探索、动手实践，真正做到让学生在游戏中轻松愉快的学到知识。
　　五、 结语
　　总之，增强现实（AR）技术在中学课堂教学中的应用可以有效地打破传统课堂教学枯燥、无趣、呆板的现象，从而使得课堂教学更加的多元化、生动化、互动化，从而引起学生的学习兴趣，拓宽学生的知识面，促进学生的理论和实践的结合，使得学生更加高质、高量的学习。
　　参考文献：
　　[1]曹新宇.运用数字化技术创新职业教育教材编写[J].科技与出版，2015（6）：57-59.
　　[2]于丹，齐明艳.增强现实技术在教育教学中的应用研究[J].软件导刊：教育技术，2015，14（12）：86-88.
　　作者简介：
　　黄沧波，福建省南安市，南安市华侨中学。
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