增強現(xiàn)實AR技術(shù)在中學課堂教學中的應用探究

摘 要：隨著信息化時代的到來，我國的新課程改革也有了不一樣的方向，增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)在中學課堂教學中開始被廣泛應用。它有別于傳統(tǒng)的教學模式的單一化，它的形式內(nèi)容更加的豐富多樣，更加強調(diào)沉浸式和移動式學習，將學生的學習內(nèi)容通過學習資源的方式呈現(xiàn)，從而實現(xiàn)學習資源的共享，并激發(fā)學生的學習情趣，是一種新型的教學模式。因此，本文對增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)在中學課堂教學中的應用進行了研究，從而為中學教學尤其是生物課堂教學找尋一條新的路徑，讓學生更好地學習和了解生物學。

關(guān)鍵詞：增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)；中學生物；課堂教學；應用研究

一、 引言

現(xiàn)如今的社會已經(jīng)是今時不同往日，逐步進入到信息化時代，我們的生產(chǎn)生活很大程度上要依賴于信息技術(shù)。在此背景下，一種基于信息技術(shù)的增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)開始進入大眾的視野，得到了業(yè)界人士尤其是教育界的重視，被應用于各中學課堂教學中。此外，學校將增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)應用到中學生物課堂教學之中，可幫助學生在課堂內(nèi)外對所學的知識進行進一步的鞏固和掌握，并根據(jù)自我掌握的實際情況，查漏補缺，從而更好地學習，也提高了教師的教學效果。但是，為幫助學生更好地掌握和學習相關(guān)的生物知識，要不斷地加強對增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)在中學課堂教學中的應用研究，以適應中學生物課程教學的特點。

二、 增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)概述

增強現(xiàn)實技術(shù)最早于1990年由波音公司研究員Tom Caudell提出的，它是一種利用計算攝影機影像位置、角度以及圖像處理技術(shù)對現(xiàn)實世界進行擴大和延伸的虛擬現(xiàn)實技術(shù)。當其應用于課堂教學時，能夠?qū)⒄n本上的理論化知識以及學習者的學習內(nèi)容用數(shù)字化學習資源的形式呈現(xiàn)，從而實現(xiàn)課程學習資源的共享性。它可以為學生提供更加優(yōu)化、簡潔的學習界面，并為學生創(chuàng)造一個虛實結(jié)合的學習環(huán)境，讓學生從各個方面對課程知識進行學習、理解，提高學生的學習興趣。

三、 增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)在中學課堂教學中的應用優(yōu)勢

（一） 節(jié)約教學成本

以中學生物學科為例，在生物學習的過程中最為重要的就是生物實驗，而生物實驗又會涉及許多的器材和設備，且有的器材和設備是不可重復使用的，極其容易造成材料和設備資源的浪費。但是，利用增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)可以通過虛擬的形式來完成生物實驗，從而極大地降低了對生物實驗器材、設備的損耗，節(jié)約了教學成本。

（二） 實現(xiàn)了虛實之間的有效融合

增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)最大的特點就是它能夠?qū)F(xiàn)實世界的環(huán)境與虛擬世界的環(huán)境進行密切的聯(lián)系，并且隨著現(xiàn)實世界生物課程知識的變化更新，增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)中的虛擬教學環(huán)境和知識也可以隨之而發(fā)生改變，從而做到與時俱進。同時對于學生而言，學生也不會因為沒有及時地掌握和了解到新的課程知識而與社會發(fā)展趨勢脫節(jié)，促進學生更好的學習，教師的課堂教學效率也會隨之提高。

（三） 增強學生的學習興趣

在傳統(tǒng)的中學生物課堂教學中，學生很少有機會親自參與到生物實驗中，大多數(shù)情況下都是由教師一人向?qū)W生展示生物實驗的過程和步驟，還有的教師直接向?qū)W生口述實驗過程而不進行操作，這就直接導致了學生對生物學學習的興趣不高，理解力不足。但是，隨著增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)在課堂教學中的應用，它可以通過虛擬學習來讓學生參與到實驗中，具有更強的互動性和展示效果，從而集中學生的注意力，增強學生的學習興趣。

四、 增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)在中學課堂教學中的具體應用

（一） 教科書的立體化

在中學生物課堂教學中，單純地看書、做題、背誦對于學生來說一個枯燥、漫長且單調(diào)的過程，即使在課堂教學中教師利用多媒體為學生展示圖片，也只是將一些文字性的東西轉(zhuǎn)換為圖片，還是比較的平面呆板。但是，通過增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)，學生在看書、做題或背誦的過程中可以利用AR魔盒將這些枯燥的文字轉(zhuǎn)換成為富有立體性的動態(tài)畫面、聲音，學生可以利用界面點擊進行互動學習，讓學生仿佛身臨其境，為學生創(chuàng)造了一個更加真實的學習環(huán)境。同時，通過增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)將生物教科書上的抽象化知識進行具體的演示，學生在終端上進行多樣性學習，從各個方面來思考問題，使得教科書不再是一本抽象的教材，而是變得更加的立體化，更加符合中學生課堂學習的特點，從而促進學生自主學習能力的提高。

（二） 專業(yè)技能的培訓

中學生物是一門實驗性教學的課程，有很多的知識內(nèi)容需要通過實驗才能讓學生更加容易理解和掌握，因此，學生的生物實驗能力的培養(yǎng)是中學生物課堂教學的重中之重。而增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)可以被應用于生物實驗專業(yè)技能的培訓中，通過增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)將生物實驗步驟與相關(guān)信息反映到AR魔盒上，學生按照魔盒上的步驟進行實驗，隨著學生實驗的正確操作，魔盒上的信息會隨之減少，直至學生獨立完成所有步驟，從以實際動手進行試驗操作為基礎來提高學生的生物實驗專業(yè)技能。

（三） 網(wǎng)絡資源共享

通過增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)可以搭建起一個網(wǎng)絡平臺遠程教育體系，將有關(guān)于生物學科的所有知識、實驗等上傳至網(wǎng)絡平臺上，從而建立起豐富的生物課程學習資源庫，實現(xiàn)中學生物課堂教學優(yōu)質(zhì)資源的共享。這樣，學生不管是課上還是課下都可以享受到更加優(yōu)質(zhì)的教學資源，從而拓展自己的知識范圍和思維，幫助學生更好地進行生物學習。

（四） 教育游戲的開發(fā)

中學生物課堂教學不應該是呆板無趣的，而是可以通過游戲的方式為學生營造一種更加生動活潑、輕松愉悅的學習環(huán)境，并通過游戲來拓展學生的思維、提高學生的學習興趣，從而提高學生的學習以及教師教學的效率。利用增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)根據(jù)中學學生生物學習的特點，將現(xiàn)實世界的環(huán)境與虛擬世界的環(huán)境有機融合，并制定出科學、有趣的教育類游戲，通過游戲引導學生自主參與學習、積極探索、動手實踐，真正做到讓學生在游戲中輕松愉快的學到知識。

五、 結(jié)語

總之，增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)在中學課堂教學中的應用可以有效地打破傳統(tǒng)課堂教學枯燥、無趣、呆板的現(xiàn)象，從而使得課堂教學更加的多元化、生動化、互動化，從而引起學生的學習興趣，拓寬學生的知識面，促進學生的理論和實踐的結(jié)合，使得學生更加高質(zhì)、高量的學習。

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作者簡介：

黃滄波，福建省南安市，南安市華僑中學。