AR教學(xué)環(huán)境優(yōu)化高中生物課堂教學(xué)對(duì)策分析

許君

【摘 要】提起AR，大眾對(duì)其印象仍停留在游戲營(yíng)銷(xiāo)方面。然而實(shí)際上，AR技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到教育、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域?，F(xiàn)階段，政府部門(mén)已經(jīng)采取有力的措施推動(dòng)教育信息化的發(fā)展，同時(shí)，教育體系自身的發(fā)展需要，都在推動(dòng)教育+AR垂直市場(chǎng)的發(fā)展。文章從四個(gè)層面分析AR教學(xué)環(huán)境對(duì)高中生物課堂教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化的具體對(duì)策，希望能夠?yàn)楦咧猩镎n堂教學(xué)質(zhì)量的提升與教學(xué)環(huán)境的優(yōu)化提供一定的借鑒。

【關(guān)鍵詞】教學(xué)環(huán)境;高中生物;課堂教學(xué)

教育信息化2.0是教育信息化發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，不僅僅是對(duì)技術(shù)的應(yīng)用，更多的是實(shí)現(xiàn)技術(shù)與教育的融合，在此背景下，教育領(lǐng)域出現(xiàn)了各種全新的教育理念與教學(xué)技術(shù)手段，有效地提升了教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。AR技術(shù)能夠?qū)⑻摂M信息與現(xiàn)實(shí)世界充分交融在一起，能夠讓學(xué)生獲得更加真實(shí)的感官體驗(yàn)，在新一輪的課程改革背景下，高中生物教師需要充分發(fā)揮AR技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，利用AR教學(xué)環(huán)境優(yōu)化高中生物課堂教學(xué)，創(chuàng)新教育理念，有效的開(kāi)展校本教研，反思自身在課堂教學(xué)中存在的問(wèn)題，不斷的進(jìn)行自我提升與創(chuàng)新，進(jìn)一步提升高中生物課堂教學(xué)效率，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)高中學(xué)生生物學(xué)科素養(yǎng)的目的。

1.高中生物課堂教學(xué)中存在的問(wèn)題分析

1.1師生互動(dòng)形式主義嚴(yán)重，思維深度不足

多數(shù)高中生物教師從主觀上已經(jīng)意識(shí)到和學(xué)生互動(dòng)的重要性，但是并未全面把握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，課堂師生互動(dòng)存在較為嚴(yán)重的形式主義，在高中生物課堂教學(xué)中，就是為能夠構(gòu)建出有效的問(wèn)題情境，難以在課堂教學(xué)中組織學(xué)生進(jìn)行有效的互動(dòng)，這種情況下，難以培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科思維意識(shí)。這與高中生物教師未能夠形成科學(xué)的教學(xué)觀念與知識(shí)觀念有密切關(guān)系，將教學(xué)目標(biāo)狹隘的當(dāng)作是知識(shí)的講解。

1.2探究教學(xué)流于形式，學(xué)生的參與度較低

生物教師在組織探究教學(xué)的過(guò)程中，主要存在以下四個(gè)方面的問(wèn)題，探究點(diǎn)偏離，將動(dòng)手實(shí)驗(yàn)等同于探究式學(xué)習(xí)，探究程式化且泛化。結(jié)合高中生物課堂教學(xué)實(shí)際情況來(lái)看，探究教學(xué)程式化的主要原因與教師過(guò)于注重一節(jié)課程中探究過(guò)程的完整性有關(guān)，這種情況下，生物老師的講解過(guò)程在課堂中相對(duì)比較匆忙，學(xué)生深度思維不足，而且參與度比較低，難以達(dá)到預(yù)期的探究學(xué)習(xí)效果。

1.3合作學(xué)習(xí)效率不高，未能進(jìn)行有效的組織

結(jié)合高中生物公開(kāi)課與優(yōu)質(zhì)課教學(xué)過(guò)程與評(píng)比結(jié)果來(lái)看，多數(shù)教師都會(huì)采取小組合作探究的方法，但是組織效果并不理想。其中主要原因是教師的教學(xué)觀念不正確，認(rèn)為安排學(xué)生合作學(xué)習(xí)是為了充分體現(xiàn)出課程改革的思想，進(jìn)而導(dǎo)致小組合作學(xué)習(xí)存在形式化問(wèn)題。學(xué)生在合作學(xué)習(xí)中未能夠得到有效的訓(xùn)練，不利于自身學(xué)習(xí)習(xí)慣的培養(yǎng)。與此同時(shí)，合作學(xué)習(xí)內(nèi)容的難易程度并不容易把握，因而高中生物合作學(xué)習(xí)活動(dòng)流于形式，學(xué)生參與有效性比較低。

1.4教學(xué)過(guò)程中過(guò)于重視結(jié)果與知識(shí)，忽略學(xué)習(xí)過(guò)程與積累

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)與探究活動(dòng)中，部分教師將實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象直接列舉出來(lái)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的原理以及操作的具體流程、注意事項(xiàng)等，只是簡(jiǎn)單進(jìn)行列舉說(shuō)明。教材中的關(guān)鍵詞語(yǔ)和語(yǔ)段，教師會(huì)將其一一列舉出來(lái)，由于缺少分析與推理的過(guò)程，因此，學(xué)生的主動(dòng)思考與分析不足，難以系統(tǒng)的把生物課程知識(shí)構(gòu)建出知識(shí)框架。能夠關(guān)注的知識(shí)發(fā)現(xiàn)過(guò)程的教學(xué)，不利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，同時(shí)也難以幫助學(xué)生掌握科學(xué)的研究方法。

2.AR教學(xué)環(huán)境優(yōu)化高中生物課堂教學(xué)的具體教學(xué)策略

2.1利用AR技術(shù)創(chuàng)設(shè)出真實(shí)的教學(xué)情景

在與情景的互動(dòng)中，以幫助學(xué)生強(qiáng)化自身的主體意識(shí)，同時(shí)能夠幫助學(xué)生了解知識(shí)的意義。也就是學(xué)生需要在具體的教學(xué)情境中，獲取到生物知識(shí)，并學(xué)會(huì)知識(shí)的遷移與內(nèi)化，實(shí)際能夠在生活中更好的利用所學(xué)過(guò)的生物知識(shí)。教學(xué)情境是一種常見(jiàn)的教學(xué)方法，但是在傳統(tǒng)的教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)過(guò)程中，二維的圖片與視頻難以幫助學(xué)生進(jìn)行有效的理解，未能夠有效地激發(fā)學(xué)生的自主探究能力。在高中生物課程中，有很多宏觀與微觀知識(shí)，如果只是依賴(lài)于傳統(tǒng)的教學(xué)方法，難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)效果。應(yīng)用AR技術(shù)手段，生物教師可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，模擬出數(shù)字信息，并將其與真實(shí)的情景融合在一起，這種情況下，能夠?qū)⒊橄蟮纳镏R(shí)轉(zhuǎn)變成具象化的生活實(shí)例，有助于學(xué)生進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)與探究。以細(xì)胞的物質(zhì)輸入與輸出教學(xué)為例，教師可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，提前制作AR課件，導(dǎo)入本章需要學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容，幫助學(xué)生更好的了解物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸。在這一過(guò)程中，學(xué)生可以佩戴HMD眼鏡，觀察到立體的細(xì)胞模型，有助于幫助學(xué)生更好的了解生物膜與生物膜的生理機(jī)能。接下來(lái)，教師可以引入主動(dòng)運(yùn)輸與被動(dòng)運(yùn)輸?shù)牟町?，布置學(xué)習(xí)任務(wù)，以任務(wù)的方式驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)與思考生物的重點(diǎn)與難點(diǎn)知識(shí)，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。對(duì)于一些肉眼不可見(jiàn)的生物現(xiàn)象，包括人體的器官組織、RNA結(jié)構(gòu)等，可以利用AR技術(shù)幫助學(xué)生更好的理解與記憶。

2.2創(chuàng)新高中生物課堂教學(xué)模式

為了進(jìn)一步提升高中生物課堂教學(xué)效率，教師需要注重學(xué)生的主體地位，引導(dǎo)學(xué)生從被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變成主動(dòng)探究。在傳統(tǒng)的高中生物課堂中，教師是課堂的主體，教學(xué)活動(dòng)是以教師為核心開(kāi)展的，未能夠充分考慮到學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣與認(rèn)知能力，削弱了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。將AR技術(shù)運(yùn)用到高中生物課堂中，需要對(duì)高中生物課堂教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新與優(yōu)化，讓學(xué)生與情景、教師等交互在一起，能夠在合作探究中提升生物課堂教學(xué)效率。在課程改革背景下，教師發(fā)揮著組織作用與指導(dǎo)作用，需要教師能夠充分發(fā)揮各種教學(xué)手段的優(yōu)勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)高中生物的學(xué)習(xí)興趣。在制作AR課件的過(guò)程中，就是可以充分利用AR技術(shù)的交互性，設(shè)計(jì)出交互操作的環(huán)節(jié)，讓學(xué)生主動(dòng)參與到教學(xué)活動(dòng)中。AR技術(shù)的利用能夠?qū)⒃究菰锏臋C(jī)械記憶轉(zhuǎn)變成探索、總結(jié)與歸納的過(guò)程，能夠讓學(xué)生感受到成功的快樂(lè)。除此之外，借助于AR技術(shù)，能夠幫助學(xué)生得到更加豐富的媒體信息刺激，有助于激發(fā)學(xué)生的生物學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。以質(zhì)壁分離的課程教學(xué)為例，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主探究，并完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作，可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容制作出AR視頻。第一，教師可以利用一些簡(jiǎn)單的小實(shí)驗(yàn)進(jìn)行演示，讓學(xué)生能夠明確質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)的生物學(xué)原理與操作的注意事項(xiàng)。讓學(xué)生分成多個(gè)學(xué)習(xí)小組，開(kāi)展質(zhì)壁分離生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用AR軟件記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。與此同時(shí)，能夠掃描教材的相關(guān)內(nèi)容，可以讓兩者在軟件內(nèi)建立聯(lián)系，學(xué)生只要打開(kāi)生物教材，就能夠鞏固所學(xué)過(guò)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這種情況下，實(shí)現(xiàn)了教師講解到學(xué)生的主動(dòng)參與思考的過(guò)程，提升了生物教學(xué)效果。

2.3組織學(xué)生進(jìn)行合作探究與學(xué)習(xí)

組織學(xué)生進(jìn)行合作探究與學(xué)習(xí)，需要把學(xué)生劃分成各個(gè)學(xué)習(xí)小組，以小組為單位，以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)效果。傳統(tǒng)生物課堂中的小組合作，主要是學(xué)生進(jìn)行討論與交流，是一種淺層的合作，這種合作模式會(huì)受到時(shí)間與空間的制約，阻礙學(xué)生之間的互動(dòng)交流。利用AR技術(shù)可以構(gòu)建出一個(gè)虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生可以在這個(gè)環(huán)境中進(jìn)行自主交流和自由互動(dòng)，為學(xué)生提供了多樣化的學(xué)習(xí)方式，同時(shí)也增強(qiáng)了合作探究的有效性，可以同步進(jìn)行聽(tīng)講、提問(wèn)與互動(dòng)，讓學(xué)生能夠在面對(duì)面的情況下學(xué)習(xí)生物知識(shí)。5G技術(shù)的快速發(fā)展，進(jìn)一步提高了虛擬數(shù)據(jù)的傳輸能力、計(jì)算能力與儲(chǔ)存能力，讓學(xué)生更好地進(jìn)行AR合作學(xué)習(xí)。例如，在學(xué)習(xí)基因分離定律的相關(guān)知識(shí)時(shí)，教師可以讓學(xué)生小組互動(dòng)討論孟德?tīng)枌?shí)驗(yàn)成功的原因，第一，因?yàn)锳R技術(shù)模擬出豌豆雜交的虛擬過(guò)程，讓學(xué)生指出對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響的主觀因素與客觀因素，有學(xué)生指出，豌豆自花傳粉，閉花授粉，在雜交實(shí)驗(yàn)中能夠有效的避免誤差的產(chǎn)生，讓實(shí)驗(yàn)的結(jié)果更加精確。也有學(xué)生提出，孟德?tīng)栐谕愣闺s交實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用了科學(xué)的統(tǒng)計(jì)方法，得出的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，也更加具有說(shuō)服力。在學(xué)生討論結(jié)束之后，教師對(duì)學(xué)生的想法進(jìn)行歸納與總結(jié)，可以幫助學(xué)生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)的基本原則與操作方法有更加深刻的理解，增強(qiáng)學(xué)生生物學(xué)科素養(yǎng)。

2.4積極組織多樣化的課外活動(dòng)

在高中生物的教學(xué)過(guò)程中，教師需要積極組織各種多樣化的課外活動(dòng)，進(jìn)一步對(duì)課堂內(nèi)容進(jìn)行拓展。充分發(fā)揮游戲優(yōu)勢(shì)與活動(dòng)設(shè)計(jì)，能夠增強(qiáng)生物知識(shí)學(xué)習(xí)的趣味性，緩解學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力。在這樣的游戲活動(dòng)中，能夠提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、思維能力與應(yīng)變能力，讓學(xué)生能夠在快樂(lè)中鞏固生物知識(shí)。以學(xué)習(xí)減數(shù)分裂的教學(xué)內(nèi)容為例，教師可以讓學(xué)生應(yīng)用AR眼鏡觀察染色體的分裂過(guò)程，然后用圖文表示出各階段染色體的變化情況。通過(guò)直觀形象的觀察，能夠讓學(xué)生更好的記憶相關(guān)的生物知識(shí)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。相同的，還可以讓學(xué)生觀察卵細(xì)胞的兩次分裂過(guò)程，對(duì)比分析精子與卵子產(chǎn)生存在的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)，能夠避免學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)混淆，對(duì)概念的理解模糊不清。將活動(dòng)作為生物課程鞏固所學(xué)知識(shí)的重要渠道，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也可以提升生物教學(xué)質(zhì)量，就是可以將其作為課后作業(yè)的一種形式。

3.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，生物教師可以充分發(fā)揮AR技術(shù)優(yōu)勢(shì)，讓生物教學(xué)活動(dòng)更加具有趣味性，能夠更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。借助AR技術(shù)改變生物教學(xué)模式，深化學(xué)生在課堂中的主體性，利用AR技術(shù)開(kāi)展合作探究，增強(qiáng)學(xué)生的生物學(xué)科素養(yǎng)。除此之外，還可以利用AR技術(shù)，為學(xué)生創(chuàng)建出一個(gè)真實(shí)且自由的學(xué)習(xí)環(huán)境，有助于培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。

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