基于AR應(yīng)用的初中地理混合式教學(xué)模式探索

劉潔 吳建平 彭煥卜 劉嘉珮

摘要：本文探索AR技術(shù)與混合式教學(xué)融合的思路，構(gòu)建基于AR應(yīng)用的初中地理混合式教學(xué)模式。該模式分為準(zhǔn)備、實(shí)施、評(píng)價(jià)三個(gè)階段，貫穿地理教學(xué)的課前、課中、課后三個(gè)環(huán)節(jié)。作者以《地球的運(yùn)動(dòng)》為例，進(jìn)行具體案例分析，并就探索實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，力求為初中地理教學(xué)提供參考。

關(guān)鍵詞：AR;增強(qiáng)現(xiàn)實(shí);混合式教學(xué)模式;教學(xué)設(shè)計(jì);初中地理

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2021）22-0056-04

● 引言

《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》中明確提出要探索新型教學(xué)方式，充分利用VR/AR技術(shù)，推行場(chǎng)景式、體驗(yàn)式、沉浸式學(xué)習(xí)。[1]《2021地平線報(bào)告：教與學(xué)版》中預(yù)測(cè)混合學(xué)習(xí)模式成為未來教育的技術(shù)趨勢(shì)之一，混合和混合課程模型的技術(shù)和實(shí)踐會(huì)對(duì)未來教育產(chǎn)生重大影響。[2]因此，在保證教學(xué)質(zhì)量的前提下，如何利用多種手段與技術(shù)豐富課堂形式，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與興趣，成為當(dāng)前值得思考的問題。

● 基于AR應(yīng)用的初中地理混合式教學(xué)模式相關(guān)概念

1.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，以下簡(jiǎn)稱“AR”）是指運(yùn)用多媒體、3D、交互與傳感等多種技術(shù)，將計(jì)算機(jī)生成的虛擬信息進(jìn)行模擬仿真后，有效應(yīng)用在現(xiàn)實(shí)世界中，從而創(chuàng)造出一個(gè)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)相結(jié)合的空間環(huán)境。AR技術(shù)初期被應(yīng)用在軍事方面，隨后被逐漸應(yīng)用于教育教學(xué)中。實(shí)踐證明，AR技術(shù)能夠增加學(xué)生的沉浸體驗(yàn)，這種體驗(yàn)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)提升有很大的幫助。

2.混合式教學(xué)

混合式教學(xué)目前并未有明確的定義，何克抗教授認(rèn)為，混合式學(xué)習(xí)是把傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的優(yōu)勢(shì)同E-Learning的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來，既發(fā)揮教師引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過程的主導(dǎo)作用，又充分體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程的主體性意義。[3]通過“線上+線下”兩種教學(xué)組織形式的有機(jī)結(jié)合，由淺到深地將學(xué)生引向深度學(xué)習(xí)。

● 基于AR應(yīng)用的初中地理混合式教學(xué)模式設(shè)計(jì)

本研究探索AR技術(shù)與混合式教學(xué)融合的思路，構(gòu)建基于AR應(yīng)用的初中地理混合式教學(xué)模式。模式分為準(zhǔn)備階段、實(shí)施階段和評(píng)價(jià)階段，其中，實(shí)施階段分為課前、課中、課后三部分，每部分均設(shè)置了教師活動(dòng)、學(xué)生活動(dòng)，以期增強(qiáng)地理學(xué)習(xí)的趣味性和體驗(yàn)感，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)與自主知識(shí)建構(gòu)，提升學(xué)生地理學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)與學(xué)業(yè)情緒，優(yōu)化課堂教學(xué)質(zhì)量和效率。

1.準(zhǔn)備階段

準(zhǔn)備階段教師需要對(duì)學(xué)生特征、初中地理課程目標(biāo)、課程性質(zhì)、課程內(nèi)容以及教學(xué)環(huán)境做詳細(xì)分析，并編寫教案和導(dǎo)學(xué)案。根據(jù)課程具體內(nèi)容選擇適合利用AR技術(shù)的課程進(jìn)行教學(xué)。

根據(jù)教學(xué)環(huán)境和安排需要，筆者選擇“超星學(xué)習(xí)通”和“妙懂初中地理”作為線上教學(xué)應(yīng)用工具。超星學(xué)習(xí)通是一個(gè)支持多端互通的學(xué)習(xí)平臺(tái)，能極大地滿足混合式學(xué)習(xí)的要求。妙懂初中地理是一款將AR技術(shù)深度應(yīng)用于地理學(xué)習(xí)的教育軟件，學(xué)生可以在虛擬情境互動(dòng)中自主探索學(xué)習(xí)。

2.實(shí)施階段

（1）課前—自主學(xué)習(xí)

課前階段主要是學(xué)生自主學(xué)習(xí)的過程。教師在超星學(xué)習(xí)通中發(fā)布課前測(cè)試題、AR課前學(xué)習(xí)資源與任務(wù)。學(xué)生完成課前測(cè)試題（復(fù)習(xí)課需要，新課可忽略），自主學(xué)習(xí)教師發(fā)布的AR資源，并記錄學(xué)習(xí)過程中的問題與思考（可以將問題反饋到線上學(xué)習(xí)群中，進(jìn)行師生討論與生生討論）。教師在此過程中可以詳細(xì)了解學(xué)生對(duì)本節(jié)課程的疑問點(diǎn)，以便在課堂講授過程中緊抓學(xué)生問題與重難點(diǎn)，進(jìn)行針對(duì)性教學(xué)。

（2）課中—課堂教學(xué)

課中階段主要是師生課堂教學(xué)的過程。首先，教師帶領(lǐng)學(xué)生回顧課前任務(wù)，核對(duì)課前作業(yè)與思考，根據(jù)思考引出本節(jié)課的重難點(diǎn)知識(shí)。其次，在超星學(xué)習(xí)通中發(fā)布本節(jié)課程的學(xué)習(xí)任務(wù)清單，引導(dǎo)學(xué)生自主觀看AR教學(xué)內(nèi)容，以小組合作的方式完成課程任務(wù)。學(xué)生在AR虛擬情境中學(xué)習(xí)本課程的教學(xué)內(nèi)容，通過小組合作，完成教師布置的學(xué)習(xí)任務(wù)，小組匯報(bào)任務(wù)成果，并對(duì)完成后的成果進(jìn)行小組互評(píng)。教師需要對(duì)每個(gè)小組的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)本課重難點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)強(qiáng)調(diào)，幫助學(xué)生形成完整的知識(shí)建構(gòu)。最后，布置課后任務(wù)。

（3）課后—拓展學(xué)習(xí)

課后階段主要是學(xué)生拓展學(xué)習(xí)的過程。教師在超星學(xué)習(xí)通上推送課后學(xué)習(xí)資料（歷年考題、高頻考點(diǎn)等）、AR學(xué)習(xí)資源補(bǔ)充、知識(shí)測(cè)試題，并結(jié)合生活實(shí)際，發(fā)起討論話題。學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)資源進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)后完成習(xí)題，并積極參與話題討論。在此過程中，教師應(yīng)與學(xué)生充分交互，將地理課堂知識(shí)與實(shí)際生活相聯(lián)系，以調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)地理學(xué)科的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，為后續(xù)地理課程的持續(xù)性學(xué)習(xí)做鋪墊。

3.評(píng)價(jià)階段

評(píng)價(jià)階段要兼顧診斷性評(píng)價(jià)、形成性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)三個(gè)方面。實(shí)驗(yàn)開展前，教師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)業(yè)情緒、深度學(xué)習(xí)能力四個(gè)方面做出測(cè)評(píng)，以便采取相應(yīng)措施使教學(xué)計(jì)劃有效實(shí)施。在課堂教學(xué)實(shí)施過程中，將小組之間的互評(píng)與教師評(píng)價(jià)相結(jié)合，據(jù)此查漏補(bǔ)缺，及時(shí)改善教學(xué)。課堂教學(xué)結(jié)束后，教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)業(yè)情緒、深度學(xué)習(xí)能力、課堂滿意度等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，從數(shù)據(jù)上分析學(xué)生在教學(xué)過程中的變化，驗(yàn)證教學(xué)模式的有效性。

● 教學(xué)案例分析——《地球的運(yùn)動(dòng)（復(fù)習(xí)課）》

1.前期分析

實(shí)驗(yàn)對(duì)象為八年級(jí)學(xué)生，此階段的學(xué)生已完全具備抽象思維能力，但注意力集中時(shí)間較短，容易被外界干擾。本課區(qū)域性概念較強(qiáng)，光憑教師口述和多媒體平面化展示無法使學(xué)生獲得真實(shí)體驗(yàn)感，AR技術(shù)的加入能極大地彌補(bǔ)這一缺陷，使學(xué)生更好地理解并記憶本節(jié)課程容易混淆的知識(shí)內(nèi)容，順利完成復(fù)習(xí)目標(biāo)。

2.教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與技能目標(biāo)：地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的概念和基本特征，理解地球自轉(zhuǎn)是如何產(chǎn)生晝夜交替現(xiàn)象的，理解時(shí)差現(xiàn)象;能夠理解在不同節(jié)氣太陽(yáng)直射點(diǎn)的位置及晝夜長(zhǎng)短狀況，理解不同節(jié)氣太陽(yáng)光照射情況的差異，理解四季的變化，了解地球五帶的劃分依據(jù)、范圍及地理特征。

過程與方法目標(biāo)：通過AR資源及小組合作，探究地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的地理意義;通過列舉生活中的事例，感受地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)與生活的密切聯(lián)系。

情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：提高分析、解決問題的能力，逐步形成良好的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與學(xué)業(yè)情緒，從淺層學(xué)習(xí)走向深層學(xué)習(xí)。

3.教學(xué)過程

（1）課前（自主學(xué)習(xí)階段）

①前測(cè)。

教師活動(dòng)：在學(xué)習(xí)通中發(fā)布前測(cè)試卷。

學(xué)生活動(dòng)：完成測(cè)試。

設(shè)計(jì)意圖：前測(cè)試卷的設(shè)立幫助教師了解學(xué)生知識(shí)掌握情況，且便于復(fù)習(xí)后檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成效。

②AR自主學(xué)習(xí)。

教師活動(dòng)：在學(xué)習(xí)通中發(fā)布AR學(xué)習(xí)資源及任務(wù)清單（填寫地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)基本特征對(duì)比表格）。

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)習(xí)AR資源，完成任務(wù)。

設(shè)計(jì)意圖：知識(shí)較為簡(jiǎn)單，在課前即可讓學(xué)生完成，以便給課中環(huán)節(jié)留更多時(shí)間攻克學(xué)習(xí)難點(diǎn)。

③思考討論。

教師活動(dòng)：在學(xué)習(xí)通中發(fā)布思考問題，引導(dǎo)線上討論。問題1——假設(shè)地球既不公轉(zhuǎn)也不自轉(zhuǎn)，會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？問題2——地球自轉(zhuǎn)，會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？問題3——地球既自轉(zhuǎn)又公轉(zhuǎn)，晝夜又會(huì)如何變化？太陽(yáng)直射點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生什么變化？

學(xué)生活動(dòng)：思考問題，并在超星學(xué)習(xí)通班級(jí)群中討論交流。

設(shè)計(jì)意圖：課前啟發(fā)思考，為本節(jié)課重點(diǎn)內(nèi)容做鋪墊。

（2）課中（課堂教學(xué)階段）

①課前任務(wù)回顧。

教師活動(dòng)：任務(wù)回顧（自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)基本特征對(duì)比表格核對(duì)）;思考回顧（對(duì)課前三個(gè)問題分別講解，引出本次課程重點(diǎn)：公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的地理意義）。

學(xué)生活動(dòng)：回答課前任務(wù)中的內(nèi)容。

設(shè)計(jì)意圖：三道思考題是引入本節(jié)課的重點(diǎn)。根據(jù)1、2兩道題，引出地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的地理意義;根據(jù)第3題引出地球公轉(zhuǎn)產(chǎn)生的地理意義。讓學(xué)生帶著問題和思考學(xué)習(xí)。

②課中探索學(xué)習(xí)。

教師活動(dòng)：如圖1所示。

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)習(xí)地球自轉(zhuǎn)AR資源，小組討論后，填寫學(xué)習(xí)任務(wù)，反饋交流思考題;學(xué)習(xí)地球公轉(zhuǎn)AR資源，小組討論后，填寫表格，反饋交流思考題。

設(shè)計(jì)意圖：通過AR資源，學(xué)生可對(duì)地球自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)這一地理現(xiàn)象產(chǎn)生真實(shí)體驗(yàn)與感受，有助于學(xué)生形成空間認(rèn)知，理解地理現(xiàn)象。教師在思考題的基礎(chǔ)上，引出地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的晝夜更替、時(shí)差相關(guān)知識(shí)內(nèi)容，以及地球公轉(zhuǎn)產(chǎn)生的晝夜長(zhǎng)短變化、四季更替以及五帶劃分相關(guān)知識(shí)內(nèi)容。

③AR知識(shí)小組比拼。

教師活動(dòng)：以組為單位，在AR應(yīng)用中參與知識(shí)競(jìng)賽，根據(jù)答題結(jié)果排名。

學(xué)生活動(dòng)：參與AR知識(shí)競(jìng)賽。

設(shè)計(jì)意圖：以答題競(jìng)賽的方式快速檢驗(yàn)知識(shí)掌握情況，讓學(xué)生在競(jìng)爭(zhēng)中鞏固知識(shí)。

④知識(shí)結(jié)構(gòu)梳理。

教師活動(dòng)：如下頁(yè)圖2所示。

學(xué)生活動(dòng)：梳理地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)知識(shí)邏輯結(jié)構(gòu)。

設(shè)計(jì)意圖：知識(shí)結(jié)構(gòu)圖是對(duì)本課知識(shí)的邏輯梳理，幫助學(xué)生總結(jié)本課知識(shí)，做到有效記憶并完成知識(shí)建構(gòu)。

⑤評(píng)價(jià)總結(jié)。

教師活動(dòng)：對(duì)本節(jié)課做總結(jié)梳理，布置課后拓展學(xué)習(xí)任務(wù)。根據(jù)競(jìng)賽結(jié)果選出本節(jié)課綜合排名前三的小組，給予獎(jiǎng)勵(lì)。

學(xué)生活動(dòng)：參與評(píng)價(jià)，知識(shí)內(nèi)化。

設(shè)計(jì)意圖：評(píng)價(jià)獎(jiǎng)勵(lì)過程有利于激發(fā)學(xué)生外部學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

（3）課后（拓展學(xué)習(xí)階段）

①拓展資源。

教師活動(dòng)：在學(xué)習(xí)通中發(fā)布?xì)v年高頻考點(diǎn)真題匯總，延伸閱讀知識(shí)。

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)習(xí)資源。

設(shè)計(jì)意圖：對(duì)知識(shí)拓展延伸;幫助學(xué)生歸納總結(jié)歷年考題。

②話題探討。

教師活動(dòng)：在學(xué)習(xí)通中發(fā)布討論話題——如果地球自轉(zhuǎn)方向變?yōu)樽詵|向西，會(huì)有什么特殊現(xiàn)象？生活中有哪些現(xiàn)象說明地球是繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的？舉1～2個(gè)例子，并說明原因。

學(xué)生活動(dòng)：結(jié)合生活實(shí)際思考話題，并在超星學(xué)習(xí)通班級(jí)群中討論交流。

設(shè)計(jì)意圖：發(fā)布與學(xué)生生活相關(guān)聯(lián)的討論話題，有助于學(xué)生把抽象的地理知識(shí)與實(shí)際生活相聯(lián)系，提升地理學(xué)習(xí)興趣。

③習(xí)題測(cè)試。

教師活動(dòng)：在學(xué)習(xí)通中發(fā)布后測(cè)試卷。

學(xué)生活動(dòng)：完成測(cè)試。

設(shè)計(jì)意圖：便于與前測(cè)成績(jī)做對(duì)比，檢驗(yàn)教學(xué)成效。

4.教學(xué)效果

在復(fù)習(xí)課開始前，筆者對(duì)班內(nèi)學(xué)生課前知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行摸底測(cè)試，課程結(jié)束后再次測(cè)試，兩次試卷題目結(jié)構(gòu)相同，難度相近。前測(cè)平均成績(jī)71.53分，無滿分成績(jī);后測(cè)平均成績(jī)79.69分，7位學(xué)生滿分。前后測(cè)平均成績(jī)提高8.16分。且在重難點(diǎn)題目上，后測(cè)較前測(cè)答錯(cuò)人數(shù)平均減少40%，學(xué)生通過課堂學(xué)習(xí)，快速掌握了重難點(diǎn)知識(shí)?？傮w來說，在實(shí)驗(yàn)課后，學(xué)生的地理學(xué)習(xí)興趣與抽象空間思維大幅提升，對(duì)基于AR應(yīng)用的初中地理混合式教學(xué)比較滿意，教學(xué)達(dá)到了不錯(cuò)的課堂成效。

● 總結(jié)

本研究將AR技術(shù)作為教學(xué)資源融入混合式教學(xué)，構(gòu)建基于AR應(yīng)用的初中地理混合式教學(xué)模式，其價(jià)值不僅在于單純的線上線下教學(xué)相結(jié)合，更在于兩者間相互促進(jìn)的過程[4]，以學(xué)生為中心，將教育技術(shù)有效結(jié)合，營(yíng)造良好的教學(xué)環(huán)境，促進(jìn)師生共同發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱益明.中國(guó)教育現(xiàn)代化2035：從規(guī)劃到實(shí)踐[M].上海：上海教育出版社，2020.

[2]EDUCAUSE（2021）.2021 EDUCAUSE Horizon Report：Teaching and Learning Edition[EB/OL].[2021-05-01].https：//www.educause.edu/horizon-report-teaching-and-learning-2021.

[3]何克抗.從Blending Learning看教育技術(shù)理論的新發(fā)展[J].電化教育研究，2004（03）：1-6.

[4]張濤，齊欣.基于云平臺(tái)混合式教學(xué)的實(shí)踐與思考[J].教學(xué)與管理，2020，820（27）：96-98.

作者簡(jiǎn)介：劉潔（1995.06—），云南大學(xué)職業(yè)與繼續(xù)教育學(xué)院研究生，研究方向?yàn)榻逃畔⒒?/p>

基金項(xiàng)目：云南大學(xué)第十二屆研究生科研創(chuàng)新一般項(xiàng)目“促進(jìn)深度學(xué)習(xí)能力的AR支架教學(xué)模式設(shè)計(jì)及研究——以初中地理為例”。