例析AR技術(shù)在高中自然地理教學(xué)中的應(yīng)用

曾笑梅

一、選題背景

《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》的基本理念中提到，“創(chuàng)新培育地理學(xué)科核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)方式。根據(jù)學(xué)生地理學(xué)科核心素養(yǎng)形成過程的特點(diǎn)，科學(xué)設(shè)計(jì)地理教學(xué)過程，引導(dǎo)學(xué)生通過自主、合作、探究等學(xué)習(xí)方式，在自然、社會(huì)等真實(shí)情境中開展豐富多樣的地理實(shí)踐活動(dòng)；充分利用地理信息技術(shù)，營造直觀、實(shí)時(shí)、生動(dòng)的地理教學(xué)環(huán)境?！?017年，國務(wù)院印發(fā)《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，也強(qiáng)調(diào)了全面推動(dòng)信息技術(shù)與教育教學(xué)的深入融合，其中談到了AR技術(shù)。 由此可見，信息技術(shù)在教學(xué)中的普遍應(yīng)用必然是大勢(shì)所趨，成為地理新課程改革中必不可少的工具和平臺(tái)。信息技術(shù)與地理學(xué)科的整合，可以使抽象的地理知識(shí)變得更加直觀生動(dòng)，不僅可以充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，而且可以輕松突破教學(xué)的重難點(diǎn)。本文通過案例分析AR技術(shù)在自然地理教學(xué)中的應(yīng)用，打造高效的地理課堂。

二、AR技術(shù)在高中自然地理教學(xué)中運(yùn)用的必要性

高中自然地理部分知識(shí)點(diǎn)難度大，需要較強(qiáng)的邏輯性思維和想象力，但是這部分知識(shí)編排在高一學(xué)習(xí)，由于歷史和現(xiàn)實(shí)的原因，地理科目在廣州地區(qū)不屬于中考科目，初中階段學(xué)生對(duì)地理學(xué)習(xí)重視程度不夠，基礎(chǔ)較差，導(dǎo)致初、高中地理知識(shí)銜接不夠，缺乏必要的知識(shí)準(zhǔn)備，因此高一自然地理的教學(xué)與學(xué)生的認(rèn)知水平發(fā)生較大沖突，導(dǎo)致當(dāng)前高中生地理學(xué)習(xí)效率低下。筆者結(jié)合學(xué)生的調(diào)查和對(duì)教師的訪談，了解到大部分教師都是受教學(xué)任務(wù)的繁重、教學(xué)時(shí)間的限制，高中自然地理部分學(xué)習(xí)和教學(xué)都停留在表面，無法實(shí)現(xiàn)地理課程育人的目標(biāo)。因此，信息技術(shù)與教育教學(xué)的不斷整合，打造高效課堂，推動(dòng)教學(xué)變革勢(shì)在必行。

AR是虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality.簡稱VR）技術(shù)的延伸，是基于計(jì)算機(jī)的顯示與交互、網(wǎng)絡(luò)的跟蹤與定位等技術(shù)，將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)形成的虛擬世界疊加到現(xiàn)實(shí)世界，以三維立體的形式呈現(xiàn)給用戶的一種技術(shù)。AR技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用可以改變傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式，給學(xué)生營造直觀、實(shí)時(shí)、生動(dòng)的地理教學(xué)環(huán)境，符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求。龐大的數(shù)據(jù)庫為地理教學(xué)提供豐富的地理素材，給學(xué)習(xí)者呈現(xiàn)地理規(guī)律的動(dòng)態(tài)變化過程，以及AR技術(shù)的交互性，培養(yǎng)了學(xué)生自主獲取、運(yùn)用地理信息的能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

三、例談AR在自然地理教學(xué)中的應(yīng)用

1.營造三維立體動(dòng)態(tài)環(huán)境，使抽象的內(nèi)容具體化、生動(dòng)化

“地球的運(yùn)動(dòng)”這一節(jié)內(nèi)容，知識(shí)性極強(qiáng)，重難點(diǎn)內(nèi)容很多，同時(shí)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(xué)生抽象思維能力還未形成，難點(diǎn)較難突破。借助AR技術(shù)，為學(xué)生營造三維立體動(dòng)態(tài)環(huán)境，如課堂上講解二分二至日太陽直射點(diǎn)的移動(dòng)，僅僅依靠教材中一個(gè)平面圖，學(xué)生是無法想象其運(yùn)動(dòng)過程以及變化規(guī)律。利用AR技術(shù)，就能以三維立體的形式播放出來，形象生動(dòng)，除了配合有語音講解，還立體地彈出一個(gè)框，可以動(dòng)態(tài)地揭示太陽直射點(diǎn)在南北回歸線之間的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律，加強(qiáng)了學(xué)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(diǎn)的位置，從而使抽象的內(nèi)容具體化。

2.創(chuàng)設(shè)虛實(shí)結(jié)合情景，提高課堂效率

在“熱力環(huán)流”教學(xué)中，利用AR技術(shù)創(chuàng)設(shè)“熱力環(huán)流在海陸風(fēng)的應(yīng)用”情景，例如，“海陸風(fēng)的形成過程”，通過創(chuàng)設(shè)虛實(shí)結(jié)合的情景：白天太陽出來了，陸地升溫快，海洋升溫慢，陸地?zé)?，海洋冷，從而產(chǎn)生了垂直運(yùn)動(dòng)，陸地?zé)釟饬髋蛎浬仙?，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(chǎn)生氣壓差異，從而形成水平運(yùn)動(dòng)，氣流從海洋吹向陸地，形成海風(fēng)。同理，夜晚……引導(dǎo)學(xué)生通過虛實(shí)結(jié)合的情景，觀察、探究熱力環(huán)流的形成過程，可以幫助學(xué)生高效地突破難點(diǎn)，從而提高學(xué)習(xí)效率。

3.實(shí)時(shí)交互特性，凸顯學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位

運(yùn)用AR技術(shù)不僅可以為學(xué)生提供豐富的地理素材，包括圖片、視頻、聲音、動(dòng)畫等，還在APP上設(shè)置了實(shí)時(shí)互動(dòng)的按鈕，供學(xué)生進(jìn)行交互式地學(xué)習(xí)，凸顯了學(xué)生的主觀能動(dòng)性。例如，復(fù)習(xí)世界氣候類型時(shí)，在平臺(tái)上，學(xué)生可以自主的點(diǎn)擊每一種氣候類型，隨之就會(huì)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(nèi)同種氣候類型的分布位置都特別呈現(xiàn)出來。

由此而知，AR技術(shù)在自然地理教學(xué)中的應(yīng)用是有利于學(xué)生突破很多重難點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)效率，但是由于相關(guān)APP的研發(fā)制作成本較高，目前仍然還處于開發(fā)階段，加上大部分學(xué)校的經(jīng)費(fèi)有限，AR技術(shù)未能廣泛推廣。在當(dāng)今人工智能的高速發(fā)展時(shí)代，信息技術(shù)與教育教學(xué)的不斷整合，必將與時(shí)俱進(jìn)，推動(dòng)課堂教學(xué)的變革。