芻議AR技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用

李旭

摘 要：信息技術(shù)不斷改變著教學(xué)方式，在教育信息化不斷發(fā)展的今天，積極利用信息技術(shù)輔助課堂教學(xué)具有重要意義。文章介紹了“妙懂初中地理”手機(jī)APP的相關(guān)模塊和功能，探討增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在地理教學(xué)中的應(yīng)用與不足，以期為廣大地理教師的課堂教學(xué)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：AR技術(shù);中學(xué)地理教學(xué);應(yīng)用

新課程改革明確要求深化信息技術(shù)在地理教學(xué)中的應(yīng)用。隨著科技的進(jìn)步，互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、3D打印、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等現(xiàn)代技術(shù)深刻改變著教育和學(xué)習(xí)方式;智能手機(jī)的廣泛使用，使現(xiàn)代信息技術(shù)運(yùn)用于課堂成為可能。文章以“妙懂初中地理”手機(jī)APP為例，探究AR技術(shù)與中學(xué)地理教學(xué)的深度融合。

一、 “妙懂初中地理”手機(jī)APP簡(jiǎn)介

1.AR概述

AR（Augmented Reality），即增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。它通過(guò)電腦技術(shù)，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)疊加到同一個(gè)畫(huà)面或空間。AR提供了在一般情況下不同于人類可以感知的信息，不僅可展現(xiàn)真實(shí)世界的信息，而且將虛擬的信息同時(shí)顯示出來(lái)，兩種信息相互補(bǔ)充、疊加。

2.“妙懂初中地理”手機(jī)APP概述

“妙懂初中地理”APP是以教育部課程標(biāo)準(zhǔn)為大綱及內(nèi)容，在名師團(tuán)隊(duì)的精心指導(dǎo)下，經(jīng)教科所專家嚴(yán)格審定，由新華文軒和寰視乾坤科技聯(lián)合打造的一款增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)教育軟件，應(yīng)用AR技術(shù)將虛擬模型與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行疊加，達(dá)到現(xiàn)實(shí)和虛擬完美結(jié)合的效果。它將所有初中地理知識(shí)轉(zhuǎn)化成淺顯易懂、生動(dòng)有趣的AR或3D等多媒體內(nèi)容，讓學(xué)生“學(xué)習(xí)更有趣、理解更簡(jiǎn)單、記憶更快速”。該軟件主要包括四大模塊：AR難點(diǎn)妙懂、3D考點(diǎn)妙記、PK地理妙賽以及Q&A小題妙做，主要模塊和簡(jiǎn)介見(jiàn)表1。

二、“妙懂初中地理”手機(jī)APP的應(yīng)用

1.創(chuàng)新課堂教學(xué)模式

地理知識(shí)較抽象，尤其是“地球的運(yùn)動(dòng)”“等高線地形圖”等內(nèi)容，需要一定的空間想象能力，而七年級(jí)學(xué)生的立體思維和邏輯思維都比較薄弱。因此，單純的講授和二維的圖形不利于學(xué)生理解;雖然制作模型可以使立體性增強(qiáng)，但耗時(shí)耗力，精確度還不高，在講解時(shí)仍有較大局限。

如果利用“妙懂初中地理APP”，只需要打開(kāi)手機(jī)軟件，點(diǎn)擊“AR難點(diǎn)妙懂”，掃描特定的AR識(shí)別載體，手機(jī)屏幕上就會(huì)呈現(xiàn)立體的地理事物，不僅可以全方位觀察該地理事物，還能用手直接在屏幕上與該地理事物進(jìn)行互動(dòng)操作。如在學(xué)習(xí)“地球的公轉(zhuǎn)”時(shí)，可拖動(dòng)地球在公轉(zhuǎn)軌道上運(yùn)動(dòng)，講解地球公轉(zhuǎn)的方向;拖動(dòng)地球在“二分二至日”暫停，可結(jié)合太陽(yáng)光線所在位置，以及側(cè)面給出的太陽(yáng)直射點(diǎn)回歸運(yùn)動(dòng)示意圖，講解五帶和四季的形成過(guò)程等。如果學(xué)生還存在疑惑，可以點(diǎn)擊“難點(diǎn)剖析”，根據(jù)系統(tǒng)自帶的講解進(jìn)行鞏固復(fù)習(xí);教師也可以將自己的操作過(guò)程錄制成“微課”分享給全班同學(xué)，建設(shè)學(xué)生的“生成性學(xué)習(xí)資源庫(kù)”[1，2]。

2.輔助學(xué)生自主學(xué)習(xí)

隨著新課改的不斷深入，大力推進(jìn)素質(zhì)教育、發(fā)展創(chuàng)新教育、倡導(dǎo)終身教育已成為整個(gè)社會(huì)的基本理念。在地理課堂教學(xué)中開(kāi)展自主學(xué)習(xí)已成為主要倡導(dǎo)的地理學(xué)習(xí)方式之一，如何更有效地組織學(xué)生開(kāi)展自主學(xué)習(xí)越來(lái)越引起人們的重視。因此，在實(shí)際教學(xué)中，應(yīng)突出學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

“妙懂初中地理”APP對(duì)于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)有很好的作用。它的“3D考點(diǎn)妙記”分為世界地理、中國(guó)地理和歷屆真題三個(gè)小模塊，覆蓋了初中地理學(xué)科共57個(gè)章節(jié)的精華考點(diǎn)內(nèi)容。例如，世界地理第一篇：“地球和地圖”包括“地球和地球儀”“地球的運(yùn)動(dòng)”“地圖的閱讀”以及“地形圖的判斷”四個(gè)1～3分鐘的三維動(dòng)畫(huà)，形象解讀各個(gè)知識(shí)點(diǎn)?？键c(diǎn)以紅字標(biāo)注，幫助加強(qiáng)記憶;歷屆真題與知識(shí)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，學(xué)生在自主學(xué)習(xí)完一篇知識(shí)點(diǎn)后即可進(jìn)入“歷屆真題”測(cè)驗(yàn)。

“世界地理”和“中國(guó)地理”的知識(shí)點(diǎn)各有10篇，每一篇都覆蓋了知識(shí)點(diǎn)的視頻講解和歷屆真題。視頻短小精煉，適合學(xué)生利用碎片時(shí)間自主學(xué)習(xí)，歷年真題也可作為學(xué)生課下鞏固知識(shí)的方式。

在學(xué)生自主學(xué)習(xí)的過(guò)程中，教師應(yīng)該注意幾個(gè)問(wèn)題：①提供明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)。初中學(xué)生自制力較差，對(duì)于知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)的數(shù)量和程度往往把握不夠，需要教師提供明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)。如明確規(guī)定學(xué)生自主預(yù)習(xí)或復(fù)習(xí)某一章節(jié)的知識(shí)，使其學(xué)習(xí)不至于盲目、沒(méi)有規(guī)劃。②提示重點(diǎn)、難點(diǎn)。在學(xué)生自主學(xué)習(xí)之前，教師應(yīng)該提示學(xué)生在預(yù)習(xí)時(shí)把握學(xué)習(xí)要點(diǎn)，有主次地學(xué)習(xí)。③“自主探究”與“講解演示”相結(jié)合。學(xué)生在自主學(xué)習(xí)之后，可通過(guò)試題測(cè)試進(jìn)行學(xué)習(xí)效果的檢驗(yàn);而對(duì)于教師來(lái)說(shuō)，卻無(wú)法評(píng)估學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。因此，教師可在學(xué)生自主學(xué)習(xí)后進(jìn)行模擬測(cè)試，了解學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的遷移運(yùn)用能力。

3.增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

地理知識(shí)包羅萬(wàn)象，課本上的文字和圖片有時(shí)無(wú)法準(zhǔn)確傳達(dá)深刻內(nèi)涵，諸如立體的、空間性強(qiáng)的地球運(yùn)動(dòng)、等高線地形圖等。而“妙懂初中地理”APP能夠在初中地理教學(xué)過(guò)程中展示動(dòng)靜結(jié)合、圖文并茂的地理信息資料，構(gòu)建趣味、生動(dòng)的教學(xué)情境，能對(duì)學(xué)生的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等多種感官產(chǎn)生沖擊，促使學(xué)生注意力高度集中，將學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣充分調(diào)動(dòng)起來(lái)[3]。例如，“PK地理妙賽”中的趣“拼”祖國(guó)游戲，需要學(xué)生將34個(gè)省級(jí)行政區(qū)的輪廓圖一一填入中國(guó)版圖，考查對(duì)中國(guó)行政區(qū)劃的熟悉程度，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。

4.創(chuàng)設(shè)知識(shí)競(jìng)賽情境

“Q&A小題妙做”分為“闖關(guān)模式”和“競(jìng)技模式”，學(xué)生可通過(guò)不同競(jìng)賽方式檢驗(yàn)自己的學(xué)習(xí)成果。階梯式進(jìn)階方式、緊張刺激的答題環(huán)節(jié)、專業(yè)的地理知識(shí)競(jìng)賽，使學(xué)生經(jīng)歷一場(chǎng)前所未有的頭腦風(fēng)暴。

如果學(xué)生和教師都在“妙懂初中地理”APP上注冊(cè)并加入同一班級(jí)，還可以進(jìn)行同班同學(xué)之間的競(jìng)技，使學(xué)生能夠清楚地認(rèn)識(shí)到自己的學(xué)習(xí)水平，促使他們向榜樣看齊。該軟件的題庫(kù)持續(xù)更新，也保證了地理知識(shí)的時(shí)效性，幫助學(xué)生了解世界各地發(fā)生的地理大事件。

三、“妙懂初中地理”APP存在的不足

1.界面小，不利于全班同學(xué)觀看演示

由于“妙懂初中地理”APP中的立體模型互動(dòng)實(shí)驗(yàn)等AR場(chǎng)景是在手機(jī)或者平板電腦上虛擬呈現(xiàn)的，一個(gè)班級(jí)的學(xué)生不能只圍著一個(gè)手機(jī)或平板電腦看，而且很多地區(qū)的初中學(xué)生不允許帶手機(jī)進(jìn)校園。因此，需要與電腦同屏播放。如利用iOS操作系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)多媒體連接網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)手機(jī)與電腦同屏共享[4]。

2.需掃描特定的AR識(shí)別載體才能呈現(xiàn)三維虛擬影像

由于“妙懂初中地理”APP應(yīng)用AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，需要掃描特定的AR識(shí)別載體，才能進(jìn)行圖像識(shí)別，將虛擬模型和現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行疊加，從而達(dá)到現(xiàn)實(shí)與虛擬完美結(jié)合的AR體驗(yàn)效果。目前有三種AR識(shí)別載體，分別是“妙懂初中地理”AR魔法印章圖案、“妙懂初中地理”AR智慧書(shū)套和“四川教育出版社初中地理教輔”的封面。如果沒(méi)有這些識(shí)別載體，可以用身份證代替。然而初中學(xué)生都是未成年，可能還未辦理身份證，所以在進(jìn)行自主學(xué)習(xí)時(shí)不太方便。

3.部分內(nèi)容需要付費(fèi)才能觀看和使用

“妙懂初中地理”APP的四個(gè)模塊中，“PK地理妙賽”和“Q&A小題妙做”完全免費(fèi)，而“AR難點(diǎn)妙懂”的識(shí)別載體需付費(fèi);“3D考點(diǎn)妙記”中某些篇章的知識(shí)點(diǎn)也需付費(fèi)。希望以增強(qiáng)信息技術(shù)與地理課堂的深度融合、提高我國(guó)教育質(zhì)量的名義，建議提供免費(fèi)的軟件。

4.需依托互聯(lián)網(wǎng)才能獲取相關(guān)數(shù)據(jù)

盡管“妙懂初中地理”APP功能強(qiáng)大，有海量學(xué)習(xí)資源，但沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)，這些資源都無(wú)法使用。所以，要充分挖掘該應(yīng)用功能，就必須在互聯(lián)網(wǎng)的支持下操作，需要學(xué)校的相關(guān)設(shè)備與投入跟進(jìn)保障。

四、小結(jié)

在信息技術(shù)與課程資源不斷整合下，一線中學(xué)地理教師需積極探索和深度挖掘各種應(yīng)用軟件的教學(xué)功能，使它們更好地為教學(xué)服務(wù)，這會(huì)給教學(xué)帶來(lái)更豐富的體驗(yàn)[5]。通過(guò)對(duì)“妙懂初中地理”APP數(shù)據(jù)資源的挖掘和分析，不僅可以更好地突破初中地理教學(xué)中的若干重難點(diǎn)，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生較強(qiáng)的地理核心素養(yǎng)，增強(qiáng)了問(wèn)題意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)。盡管如此，也必須明確，沒(méi)有哪一種教學(xué)輔助工具是萬(wàn)能的，大量使用或者使用不當(dāng)，就可能喧賓奪主，使課堂變?yōu)樾畔⒓夹g(shù)宣講課或者多媒體展示課。因此，教師應(yīng)努力鉆研各類相關(guān)手機(jī)軟件，在操作熟練的情況下再將其運(yùn)用于課堂輔助，真正提高課堂效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]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)地理教學(xué)參考，2018（03）：38-40.

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[3]彭清思，范泰陽(yáng)，黃文斌.手機(jī)APP在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用——以iOS操作系統(tǒng)為例[J].地理教學(xué)，2018（01）：44-46+64.

[4]孫超，張翠.Stellarium天文軟件在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用再研究[J].地理教學(xué)，2017（03）：43-45+36.

[5]章旭，陳薇.MeteoEarth在高中地理“大氣”教學(xué)中的應(yīng)用[J].中學(xué)地理教學(xué)參考，2016（18）：31-32.