探討AR技術(shù)運(yùn)用于初中地理教學(xué)的作用

薛洪全

摘 要：新課程改革強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)在地理學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，充分考慮信息技術(shù)對地理教學(xué)的影響，營造有利于學(xué)生形成地理信息意識和能力的教學(xué)環(huán)境。AR技術(shù)以其獨(dú)具的多感知性、交互性、實(shí)效性等特點(diǎn)，受到地理教師關(guān)注。本文著重探討了AR技術(shù)運(yùn)用于初中地理教學(xué)的作用。

關(guān)鍵詞：初中地理;AR技術(shù);作用

中圖分類號：G633.55????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A???? 文章編號：1992-7711（2019）11-121-1

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Augmented Reality，簡稱AR），也被稱為擴(kuò)增現(xiàn)實(shí)（中國臺灣地區(qū)），是一種實(shí)時(shí)地計(jì)算攝影機(jī)影像的位置及角度并加上相應(yīng)圖像、視頻、3D模型的技術(shù)，這種技術(shù)的目標(biāo)是在屏幕上把虛擬世界套在現(xiàn)實(shí)世界并進(jìn)行互動(dòng)。

AR技術(shù)，它是一種將真實(shí)世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術(shù)，是把原本在現(xiàn)實(shí)世界的一定時(shí)間空間范圍內(nèi)很難體驗(yàn)到的實(shí)體信息（視覺信息，聲音，味道，觸覺等），通過電腦等科學(xué)技術(shù)，模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，被人類感官所感知，從而達(dá)到超越現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)。真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)地疊加到了同一個(gè)畫面或空間同時(shí)存在。

AR技術(shù)包含了多媒體、三維建模、實(shí)時(shí)視頻顯示及控制、多傳感器融合、實(shí)時(shí)跟蹤及注冊、場景融合等新技術(shù)與新手段。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)提供了在一般情況下，不同于人類可以感知的信息。那么，AR技術(shù)運(yùn)用于初中地理教學(xué)有哪些作用呢？筆者認(rèn)為可以從以下幾方面探討。

一、AR讓“平面”知識“立體化”

初中地理知識具有一定的袖象性，對剛接觸地理的學(xué)生來講，學(xué)習(xí)起來有一定難度，尤其是七年級上冊的“經(jīng)緯網(wǎng)”“地球運(yùn)動(dòng)”“等高線地形圖”等內(nèi)容。以“等高線地形圖”為例，傳統(tǒng)教學(xué)主要依靠教師講授，或者在課堂上利用切土豆或者超輕黏土制作山體模型等形式講解等高線、等高面、等高距和山體部位等抽象的地理概念。這些傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段形式較為單一，無法有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極件，加之操作過程比較復(fù)雜，故效果往往不太理想。借助AR技術(shù)，學(xué)生只需打開“妙懂初中地理”APP，點(diǎn)擊“AR難點(diǎn)妙懂”，掃一掃配套教材中相應(yīng)的圖片，平面山體就會即刻在虛擬空間延展，立體地呈現(xiàn)在移動(dòng)設(shè)備的屏幕上，點(diǎn)擊屏幕右側(cè)便出現(xiàn)系列菜單，可互動(dòng)操作，學(xué)生可打開或關(guān)閉等高線，配合語音講解，了解什么是等髙線;可打開或關(guān)閉標(biāo)尺，了解等高距;可打開或關(guān)閉等高面，了解等髙面的概念;可打開或關(guān)閉山體的不同部位，了解山峰、鞍部、山脊、山谷的位置等;還可左右旋轉(zhuǎn)手持設(shè)備，從不同的角度觀察等卨線地形圖，從而立體、全方位地了解和學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容。這樣原本抽象的地理事物和地理概念，便容易被學(xué)生理解。

二、提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力

當(dāng)學(xué)生們用AR技術(shù)去學(xué)習(xí)的時(shí)候，他們不再是死記硬背，而是去體驗(yàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容，并且可以以團(tuán)隊(duì)協(xié)作的方式參與到教學(xué)中。AR能夠給學(xué)習(xí)者一個(gè)特殊的空間，讓他們感覺到跟其他人或者事物同處一個(gè)位置。這種存在感可以加強(qiáng)學(xué)生對學(xué)習(xí)社區(qū)的認(rèn)知。

三、AR有利于提高課堂效率

在以往的教學(xué)中，老師往往先用PPT、視頻等方式進(jìn)行虛擬的講解，然后拿出實(shí)物進(jìn)行觀察。有了虛實(shí)融合的AR技術(shù)，很多數(shù)字化的教學(xué)內(nèi)容可以直接融合到實(shí)體教學(xué)物品上，為教師帶來巨大的方便，不需要在虛擬和現(xiàn)實(shí)之間進(jìn)行反復(fù)切換，從而節(jié)省了大量時(shí)間，提高了教學(xué)的效率。以幻實(shí)科技的AR地球儀為例，學(xué)生們一掃實(shí)體的地球儀，就可以看到世界各國地圖上對應(yīng)的建筑、國家介紹、氣象等地理百科知識。另外，傳統(tǒng)教學(xué)中，不同學(xué)生之間的學(xué)習(xí)水平差異很大，教師想要做到因材施教的個(gè)性化教育需要耗費(fèi)大量時(shí)間。AR技術(shù)可以輕松的幫助老師實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)。如掃描紙質(zhì)教材中地球儀圖片，會呈現(xiàn)出立體的地球儀，學(xué)生可用手撥動(dòng)地球儀讓其旋轉(zhuǎn)演示地球自轉(zhuǎn);掃描教材中我國主要地形區(qū)的地圖，會呈現(xiàn)出立體起伏的中國地形，二者結(jié)合，一方面可以讓學(xué)生直觀感受我國的地形地勢特征，另一方面可以幫助學(xué)生掌握分層設(shè)色地形圖的閱讀;掃描教材中民居圖片，會呈現(xiàn)出立體的民居，有利于學(xué)生理解民居的結(jié)構(gòu)與特色。

四、AR提高了課堂的趣味性

因?yàn)锳R呈現(xiàn)的內(nèi)容全部是3D立體的，非常生動(dòng)、直觀、形象，有助于學(xué)生理解和記憶。借助AR技術(shù)，學(xué)生們的課堂體驗(yàn)從2D躍升到3D，不再是圖書或黑板呈現(xiàn)出的平面內(nèi)容，而是栩栩如生的三維內(nèi)容。對動(dòng)物、植物、日常用品等那些原本就是現(xiàn)實(shí)中可見的三維物體，學(xué)生們不需要再從平面2D形象中腦補(bǔ)3D形象。另外，AR的可視化、互動(dòng)性可以自然的設(shè)計(jì)出非常吸引人的游戲化教學(xué)內(nèi)容，寓教于樂，從而大幅度提升學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)習(xí)效果。

五、拓展紙質(zhì)教材，豐富媒體形式

由于傳統(tǒng)紙質(zhì)教材版面限制，針對一個(gè)內(nèi)容點(diǎn)有時(shí)只能用一幅地圖。通過AR這一技術(shù)手段，可以實(shí)現(xiàn)在同一版面位置提供系列圖片、視頻等，從不同角度、不同層次闡述同一知識點(diǎn)，使內(nèi)容更加立體化。通過三維模型、視頻影像、高清圖片、電子交互地圖等，較為客觀地構(gòu)建一個(gè)接近真實(shí)的知識體系，模擬出可視化的知識脈絡(luò)，加強(qiáng)學(xué)生對復(fù)雜空間事物、抽象概念的理解，大大提升了閱讀體驗(yàn)和課堂學(xué)習(xí)效果。

當(dāng)然，任何一種新的事物都有兩面性，AR技術(shù)亦是如此。對于某些知識的學(xué)習(xí)可以起到事半功倍的效果，也可能會適得其反，所以對于地理教師而言，要把握好運(yùn)用時(shí)機(jī)。

總之，在AR技術(shù)創(chuàng)設(shè)的學(xué)習(xí)環(huán)境中，傳統(tǒng)的教學(xué)模式也在發(fā)生改變。學(xué)生除了被動(dòng)接受教師傳授的知識，還可以與學(xué)習(xí)信息隨時(shí)進(jìn)行互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)以知識建構(gòu)為目的的“做中學(xué)”。AR技術(shù)將增加地理課堂教學(xué)的真實(shí)感，學(xué)生通過視覺、聽覺和觸覺等，來進(jìn)一步提高學(xué)生掌握知識、技能的效率，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，突破教學(xué)重難點(diǎn)，使學(xué)生學(xué)習(xí)地理知識的興趣得到提高，有效解決很多以前根本無法解決的教育問題。