深度學(xué)習(xí)視角下融合AR的科學(xué)探究式教學(xué)活動設(shè)計
——以小學(xué)“科學(xué)”課程為例

王麗榮，魏丹丹

（江西科技師范大學(xué) 教育學(xué)院，江西 南昌）

一 引言

自21世紀(jì)“科學(xué)素養(yǎng)”提出以來就一直受到研究學(xué)者們的關(guān)注，《全民科學(xué)素質(zhì)行動規(guī)劃綱要（2021-2035）》指出要引導(dǎo)教育教學(xué)方式的改革，倡導(dǎo)啟發(fā)式、探究式和開放式教學(xué)，完善科學(xué)課程及科學(xué)教育質(zhì)量評價體系[1]，從中不難看出科學(xué)課程對于科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的重要性。而小學(xué)科學(xué)又是一門基礎(chǔ)性的課程，對一個人早期科學(xué)素養(yǎng)的形成更是具有基礎(chǔ)性的作用。然而在具體的教學(xué)實(shí)踐中，小學(xué)科學(xué)教學(xué)往往存在探究實(shí)踐活動環(huán)節(jié)薄弱、教學(xué)資源單一、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣缺乏，知識之間聯(lián)系不密切等問題，學(xué)生學(xué)習(xí)仍然停留在簡單的概念記憶，對于知識的掌握、與他人的有效溝通、科學(xué)探究能力的培養(yǎng)、情感體驗(yàn)和學(xué)習(xí)動機(jī)的產(chǎn)生等深度學(xué)習(xí)并未發(fā)生。目前這一教學(xué)現(xiàn)狀與新課標(biāo)要求之間還存在較大的距離。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Augmented Reality,AR）的發(fā)展為解決科學(xué)課程中存在的問題提供了新途徑，利用AR技術(shù)設(shè)計開發(fā)多樣性的教學(xué)資源，呈現(xiàn)逼真的模型，使學(xué)生更加直觀了解抽象概念，以及利用AR技術(shù)展開探索實(shí)踐，以此來增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)，提升其情感體驗(yàn)及科學(xué)探究能力，促進(jìn)科學(xué)課程學(xué)生深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。

此外，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)領(lǐng)域，通過中國知網(wǎng)（CNKI）檢索“深度學(xué)習(xí)”和“小學(xué)科學(xué)”可以發(fā)現(xiàn)，總計研究文獻(xiàn)僅有71篇，其中大多數(shù)作者為中小學(xué)教師，且在對文獻(xiàn)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，研究主要集中在深度學(xué)習(xí)的概念、特征以及意義等理論層面，關(guān)于具體的實(shí)踐研究較少；以“深度學(xué)習(xí)”“小學(xué)科學(xué)”和“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AR）”來進(jìn)行檢索，研究文獻(xiàn)僅有37篇，可見深度學(xué)習(xí)以及AR相結(jié)合在小學(xué)科學(xué)中的研究尚處于起步階段，下面將在深度學(xué)習(xí)的視角下，融合AR技術(shù)，探討深度學(xué)習(xí)與AR相結(jié)合的教學(xué)過程，以具體課程展開教學(xué)活動設(shè)計，期待將理念、技術(shù)以及課程的有效整合，實(shí)現(xiàn)有深度的教學(xué)。

二 深度學(xué)習(xí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)AR

（一） 深度學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)最初是計算機(jī)領(lǐng)域的一個重要研究內(nèi)容，與人工智能、大數(shù)據(jù)的研究密切相關(guān)，后隨學(xué)習(xí)科學(xué)的不斷發(fā)展，深度學(xué)習(xí)的概念逐漸被引入到教育教學(xué)領(lǐng)域。1976年，瑞典心理學(xué)家費(fèi)倫茨·馬頓（Ference Marton）和羅杰·賽爾喬（Roger Saijo）率先提出了深度學(xué)習(xí)的概念[2]，這也標(biāo)志著深度學(xué)習(xí)被正式引入到教育領(lǐng)域，隨后兩人在《學(xué)習(xí)的本質(zhì)區(qū)別：結(jié)果和過程》中[3]，根據(jù)學(xué)習(xí)者對于信息獲取加工方式的不同，提出了深層學(xué)習(xí)和淺層學(xué)習(xí)的概念，認(rèn)為采用深層學(xué)習(xí)進(jìn)行學(xué)習(xí)的學(xué)生往往更注重內(nèi)在的興趣，理解、意義的構(gòu)建以及更注重于學(xué)習(xí)內(nèi)部之間的關(guān)系，而淺層次學(xué)習(xí)則與之相反。此后隨著學(xué)者們研究的深入，深度學(xué)習(xí)的概念得到不斷發(fā)展和豐富，目前已經(jīng)有四種具代表性的概念假設(shè)，分別是深度學(xué)習(xí)的方式學(xué)說、深度學(xué)習(xí)的過程學(xué)說、深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)學(xué)說和深度學(xué)習(xí)的結(jié)果學(xué)說[4]。

國內(nèi)對于深度學(xué)習(xí)的研究起步相對較晚，最早于2005年由黎加厚[5]教授在《促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)》一文中指出，其認(rèn)為深度學(xué)習(xí)是在理解的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)者能夠批判地學(xué)習(xí)新思想和新知識，并與原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)相結(jié)合，建立知識的遷移與聯(lián)系，在具體情境中有效解決問題，該定義在國內(nèi)學(xué)者的研究中得到普遍認(rèn)可。在2016年以后國內(nèi)關(guān)于深度學(xué)習(xí)的研究熱度大幅度上升，涌現(xiàn)出何玲、康淑敏、郭華、卜彩麗等一批優(yōu)秀的研究學(xué)者，不斷豐富和充實(shí)了深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵。

在上述深度學(xué)習(xí)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合本研究的研究內(nèi)容和特點(diǎn)，將深度學(xué)習(xí)界定為學(xué)習(xí)的能力目標(biāo)學(xué)說，即培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、自主學(xué)習(xí)能力、合作學(xué)習(xí)能力、溝通表達(dá)能力和學(xué)習(xí)毅力，通過教學(xué)設(shè)計使學(xué)生高度參與學(xué)習(xí)過程，從而達(dá)到深度學(xué)習(xí)的能力目標(biāo)。

（二） 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AR）

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Augmented Reality，簡稱AR）并不是一個新的概念，其本質(zhì)上從屬于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，是實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面交互技術(shù)的重要發(fā)展方向。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有三大特點(diǎn)，分別是“虛實(shí)結(jié)合”、“實(shí)時交互”與“虛擬物體是真實(shí)物體的3D再現(xiàn)”，近些年來無論是設(shè)備性能還是人機(jī)交互性能都有了大幅度的提升，為使用者提供更加貼近自然的交互方式，而且這種類型的物體模型可以快速生成，并實(shí)現(xiàn)操縱和旋轉(zhuǎn)，目前其在文化領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域以及教育領(lǐng)域中都具有廣泛的應(yīng)用。在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用包含有學(xué)科教育、職業(yè)培訓(xùn)、醫(yī)學(xué)與工程教育以及非正式學(xué)習(xí)領(lǐng)域[6]，其中在自然學(xué)科中的占比最多，主要是因?yàn)椤癆R能夠?qū)⑵匠顟B(tài)下不可見的內(nèi)容可視化，并且能夠提供實(shí)時的交互，使得情景化教學(xué)更加簡單[7]，將虛擬的學(xué)習(xí)內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)的環(huán)境發(fā)生了有意義的關(guān)聯(lián)[8]”。AR與教育融合已經(jīng)成為不容忽視的一股強(qiáng)勁力量，但是其實(shí)現(xiàn)的教育質(zhì)量究竟如何，還值得更多學(xué)者的深入探討。

（三） 深度學(xué)習(xí)與AR探究式教學(xué)活動融合的理論基礎(chǔ)

AR探究式教學(xué)活動設(shè)計關(guān)注課堂教學(xué)中各要素的相互關(guān)系，為學(xué)生營造開放式的學(xué)習(xí)情境，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，通過自覺探索，掌握認(rèn)識和解決問題的能力。將深度學(xué)習(xí)的四種主要認(rèn)知理論[9]將AR探究式教學(xué)設(shè)計相融合，為教學(xué)設(shè)計的開展提供理論基礎(chǔ)。理論與設(shè)計相融合的方式如圖所示：

圖1 深度學(xué)習(xí)與AR探究式教學(xué)設(shè)計融合的理論基礎(chǔ)

①深度學(xué)習(xí)的情境認(rèn)知為應(yīng)用AR解決教學(xué)問題提供依據(jù)。情境認(rèn)知理論中的基于情境的行動、合法的參與以及共同體的構(gòu)建與支持為AR解決教學(xué)問題提供依據(jù)[9]。AR能夠通過其虛擬現(xiàn)實(shí)的特點(diǎn)創(chuàng)設(shè)真實(shí)的、有意義的學(xué)習(xí)情境，并通過學(xué)生的持續(xù)參與使之從學(xué)習(xí)的“邊緣參與者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤昂诵膮⑴c者”，并在解決問題的過程中構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體，在問題的驅(qū)動下促進(jìn)學(xué)生將知識和情境深度結(jié)合，最終達(dá)到深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)。

②深度學(xué)習(xí)的分布式認(rèn)知理論為AR探究式教學(xué)活動的進(jìn)行提供路線指導(dǎo)。

赫欽斯等人在傳統(tǒng)認(rèn)知理論的基礎(chǔ)上提出了“分布式認(rèn)知”，認(rèn)為認(rèn)知活動不僅是個體頭腦中所發(fā)生的活動，還涉及到人和人之間以及人和技術(shù)之間實(shí)現(xiàn)某一活動的過程[10]，分布式認(rèn)知提供了更多的認(rèn)知工具來分散學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷。AR探究式教學(xué)活動設(shè)計提供了傳統(tǒng)環(huán)境和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)兩種學(xué)習(xí)環(huán)境、通過問題探究，構(gòu)建師生合作、生生合作以及生機(jī)合作等多種交互模式，有效地減輕個體學(xué)習(xí)過程中的認(rèn)知負(fù)荷。因此分布式認(rèn)知理論能夠?yàn)榻虒W(xué)活動設(shè)計提供指導(dǎo)，通過增加多種認(rèn)知工具促進(jìn)新舊知識之間的聯(lián)結(jié)，進(jìn)而使學(xué)生認(rèn)知向更高水平發(fā)展。

③深度學(xué)習(xí)的建構(gòu)主義理論豐富了AR探究式教學(xué)活動的內(nèi)涵。建構(gòu)主義認(rèn)為學(xué)習(xí)是通過創(chuàng)設(shè)適宜的條件，學(xué)習(xí)者主動進(jìn)行雙向建構(gòu)最終形成復(fù)雜認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過程，是一種高水平的學(xué)習(xí)[11]。其強(qiáng)調(diào)的環(huán)境創(chuàng)設(shè)、雙向意義構(gòu)建以及活動的積極性在AR探究式教學(xué)活動實(shí)際中都能夠得到體現(xiàn)，通過有效的AR教學(xué)活動設(shè)計，保證課堂教學(xué)有深度地展開。

④深度學(xué)習(xí)的元認(rèn)知理論為AR教學(xué)活動的評價考核提供反饋。元認(rèn)知實(shí)質(zhì)上是對“認(rèn)知”進(jìn)行的“再認(rèn)知”，是個體對自身認(rèn)知活動的自我察覺、自我監(jiān)控以及自我調(diào)節(jié)，是一種自我意識的高度發(fā)展。在AR探究式教學(xué)活動設(shè)計中，一方面利用師生的相互關(guān)系對學(xué)習(xí)過程進(jìn)行監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)并修正問題；另一方面在解決問題的過程中提高自己的元認(rèn)知能力，更注重接受問題之后的反思，從而能夠做出對整個教學(xué)活動的反饋。

三 深度學(xué)習(xí)視角下融合AR的探究式教學(xué)活動過程

對深度學(xué)習(xí)過程的研究，有助于教學(xué)及學(xué)習(xí)活動的開展，提高過程性教學(xué)活動的質(zhì)量。1978年澳大利亞學(xué)者Biggs曾提出了深度學(xué)習(xí)的“預(yù)測—過程—結(jié)果”模式（The-Presage-Process-Product Model,簡稱為3P模式）[12]，該模式通過各要素之間既獨(dú)立建構(gòu)，又相互作用相互影響的方式，進(jìn)而影響最終的學(xué)習(xí)結(jié)果。此后，隨著對深度學(xué)習(xí)研究的深入，美國研究學(xué)者Eric Jensen和LeAnn Nickelsen在其編著的《深度學(xué)習(xí)的7種有力策略》中提出了一種目前公認(rèn)的深度學(xué)習(xí)路線（Deep Learning Cycle，簡稱DELC）路線[13]，該路線的運(yùn)行流程如圖2所示。該模式從教師的角度出發(fā)，以推動學(xué)習(xí)者實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)為目的，在引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的過程中，采用自主、合作探究的學(xué)習(xí)方式，加深學(xué)生的主動性、理解性及批判性學(xué)習(xí)，從而最終實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)。

圖2 DELC深度學(xué)習(xí)路徑

本研究在考慮到小學(xué)科學(xué)階段以及AR的特點(diǎn)的情況下，在美國學(xué)者DELC深度學(xué)習(xí)路徑以及國內(nèi)其他學(xué)者的研究的基礎(chǔ)上，對教學(xué)活動的過程進(jìn)行建構(gòu)，將深度學(xué)習(xí)的發(fā)生過程概括為以下四個關(guān)鍵階段，如圖3所示。四個關(guān)鍵階段分別是①課程導(dǎo)入階段：本階段教師要完成整個教學(xué)內(nèi)容的規(guī)劃，引導(dǎo)學(xué)生制訂學(xué)習(xí)計劃，完成自主回顧，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)毅力；②激活新知階段，主要是創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)內(nèi)容情境，確定探究性問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，學(xué)生利用AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境，在回顧的同時收獲新內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)探究能力；③獲取新知階段，主要是在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生通過教師提出的問題，進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，利用傳統(tǒng)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)兩種環(huán)境，獲取新知，在此過程中提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和溝通表達(dá)能力；④學(xué)習(xí)評價階段，教師引導(dǎo)完成學(xué)生的自評和互評，同時完成對學(xué)生的點(diǎn)評，使學(xué)生能夠在自評和互評的過程中提高溝通表達(dá)能力。這一過程也是探究式教學(xué)的重要體現(xiàn)，學(xué)生能夠通過閱讀、問題引導(dǎo)、思考、討論以及聽講等途徑去主動探究，掌握認(rèn)識和解決問題的方法和能力，使學(xué)生的主體和主動能力都得到加強(qiáng)。

圖3 深度學(xué)習(xí)路徑關(guān)鍵四步驟

四 深度學(xué)習(xí)視角下融合AR的探究式教學(xué)活動內(nèi)容設(shè)計

通過對教學(xué)過程的建構(gòu)以及教學(xué)活動構(gòu)成要素的確定，深度學(xué)習(xí)視角下融合AR的探究式教學(xué)活動框架基本完成，下面以科學(xué)課程“蠶的一生”章節(jié)為主要內(nèi)容，融合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR技術(shù)，設(shè)計符合深度學(xué)習(xí)發(fā)生路徑的各階段教學(xué)活動案例。

（一） 課前規(guī)劃

課前規(guī)劃主要是為了實(shí)現(xiàn)教師對整個教學(xué)過程的統(tǒng)籌安排，保證課堂教學(xué)的有序進(jìn)行，學(xué)生在此階段也要明確知道課程進(jìn)行的計劃及目標(biāo)設(shè)定。因此對“蠶的一生”章節(jié)做如下的整體安排，如表1所示。以具體的教學(xué)階段為依據(jù)，從教師及學(xué)生角度分別出發(fā)，明確各自規(guī)劃及行動內(nèi)容，依據(jù)具體內(nèi)容選擇合適的應(yīng)用環(huán)境。

表1 “蠶的一生”章節(jié)活動設(shè)計計劃安排

（二） 課堂導(dǎo)入階段

課程導(dǎo)入階段是在傳統(tǒng)課堂中進(jìn)行，此階段要明確教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)目標(biāo)，并進(jìn)行規(guī)劃，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成制定目標(biāo)并堅持完成目標(biāo)的好習(xí)慣，提高其學(xué)習(xí)毅力。

①教師引導(dǎo)。教師向?qū)W生展示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)，例如“知道蠶生長發(fā)育適宜的溫度濕度等環(huán)境”“理解蠶與一般動物一樣都要經(jīng)歷漫長的生命周期”“知道蠶生長變化的四階段及每個階段的特征”等目標(biāo)，通過制訂目標(biāo)，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)內(nèi)容。

②學(xué)生參與。因本節(jié)課是學(xué)生章節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容的總結(jié)課，學(xué)生對其中的一些問題有自己的認(rèn)識，針對尚未學(xué)習(xí)的內(nèi)容，學(xué)生通過小組溝通合作的方式完成自己本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo)的制訂，明確學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

③預(yù)期目標(biāo)。本部分課程學(xué)習(xí)內(nèi)容在傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)境下展開，教師引導(dǎo)學(xué)生完成計劃的制訂，進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)預(yù)熱，學(xué)生通過制定目標(biāo)來明確學(xué)習(xí)的任務(wù)，在引導(dǎo)完成各自目標(biāo)的過程中提高學(xué)習(xí)毅力，久而久之則能夠在一定程度上提高深度學(xué)習(xí)能力。

（三） 激活新知階段

激活新知階段的目的是提高學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)。主要為教師引導(dǎo)，學(xué)生參與、預(yù)期目標(biāo)三大部分內(nèi)容，在此部分，學(xué)生通過對已有知識的批判理解，建立新的認(rèn)知，同時在活動設(shè)計中加強(qiáng)學(xué)生間的合作和交流。本階段可在AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境中進(jìn)行，為學(xué)生提供了蠶生長各個階段的仿真模型，知識點(diǎn)介紹及視頻演示，學(xué)習(xí)者可以對其進(jìn)行放大、縮小以及旋轉(zhuǎn)等操作，來具體觀察每一個細(xì)節(jié)，在與之交互的過程中進(jìn)行知識建構(gòu)，其中的部分場景如圖4所示。

圖4 激活新知部分的AR場景

①教師引導(dǎo)。教師在此階段拋出交流問題，例如“在前面觀察蠶的這一周期內(nèi)，大家通過什么形式觀察的，有哪些記錄資料？”“關(guān)于蠶大家有什么自己的想法？”等一系列問題，可由教師先分享自己的學(xué)習(xí)心得及觀點(diǎn)，為學(xué)生做好表率。同時在學(xué)生進(jìn)行討論時，教師要適當(dāng)參與其中，對學(xué)生的交流發(fā)言做好補(bǔ)充。最后引導(dǎo)學(xué)生通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境，對“蠶各階段的生長”知識點(diǎn)做回顧，利用“虛擬仿真3D模型”“實(shí)時多模態(tài)交互”等從中發(fā)現(xiàn)新的知識，對學(xué)生原有知識體系進(jìn)行補(bǔ)充。

②學(xué)生參與。學(xué)生在此學(xué)習(xí)部分要發(fā)揮主體作用，小組成員之間要互相討論，交流心得，例如對“分享自己養(yǎng)蠶的照片”“介紹自己的養(yǎng)蠶經(jīng)歷”“在養(yǎng)蠶過程中出現(xiàn)過什么問題”“養(yǎng)蠶用到了哪些工具”等內(nèi)容的交流，在此過程中既可以回顧蠶的生長階段，又可以提高自己的溝通表達(dá)能力，最后可選取小組代表人進(jìn)行發(fā)言。之后通過應(yīng)用AR軟件，在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境中回顧和發(fā)現(xiàn)新的知識，完善個人認(rèn)知。

③預(yù)期目標(biāo)。通過以上兩部分的內(nèi)容，期望獲得以下預(yù)期目標(biāo)：“完成對于蠶生長周期知識的回顧”“學(xué)生在交流過程中提高小組合作及溝通表達(dá)能力”“在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境中提高自主學(xué)習(xí)能力”“完成原有知識基礎(chǔ)上新知識的激活”以及“提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)”。學(xué)生在此階段完成學(xué)習(xí)目標(biāo)，同時通過高度的課堂參與提高彼此之間的溝通合作能力，使學(xué)習(xí)過程不斷深入，從而加強(qiáng)了知識的理解，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。

（四） 獲取新知階段

獲取新知階段設(shè)計的目的是學(xué)生能夠掌握新知識，并對新知識實(shí)現(xiàn)遷移運(yùn)用。教學(xué)活動的展開同樣以教師引導(dǎo)、學(xué)生參與和預(yù)期目標(biāo)三部分內(nèi)容，學(xué)生通過新階段的學(xué)習(xí)，計算蠶的壽命，畫出蠶的一生循環(huán)圖，以及蠶的生存條件，了解變態(tài)發(fā)育和不完全變態(tài)發(fā)育的區(qū)別。AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境為學(xué)生提供了養(yǎng)蠶的真實(shí)情景，通過完成情境操作和出現(xiàn)的探究問題，獲取新知，同時環(huán)境中為學(xué)生設(shè)置了相應(yīng)的激勵機(jī)制，為學(xué)生完成操作提供動力。其中涉及到的部分場景如圖5所示。

圖5 獲取新知部分AR養(yǎng)蠶場景

①教師引導(dǎo)。獲取新知階段是教學(xué)過程中最重要的階段，在本章節(jié)中教師提出“蠶的一生壽命周期是多久？”“蠶的一生經(jīng)歷了哪幾個階段”“蠶的生存條件是怎樣的”“蠶在初期和最后有什么變化”等問題，在傳統(tǒng)探究式教學(xué)環(huán)境中呈現(xiàn)多種教學(xué)媒介，在問題的指引下，引導(dǎo)學(xué)生完成新一階段知識點(diǎn)的探索，同時在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，指引學(xué)生在貼近實(shí)際的情境中對“蠶的一生”進(jìn)行了解，體驗(yàn)將蠶“虛擬養(yǎng)成”的過程，通過將蠶前期及后期的對比，引導(dǎo)學(xué)生對于“完全變態(tài)發(fā)育”和“不完全變態(tài)發(fā)育”概念的區(qū)分。

②學(xué)生參與。學(xué)生根據(jù)教師提出的問題，通過圖片視頻等掌握基礎(chǔ)知識，在課本的輔助下完成部分總結(jié)。同時在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，通過虛擬養(yǎng)蠶，提高自己的動手探究能力，體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂趣，同時在養(yǎng)蠶的過程中，完成教師提出的問題，獲取新知。

③預(yù)期目標(biāo)。在本階段通過教師指引和學(xué)生參與完成“掌握蠶的生長周期”“蠶生長的經(jīng)歷階段”“蠶的生長條件”“完全變態(tài)和不完全變態(tài)的概念區(qū)分”等目標(biāo)。虛擬養(yǎng)蠶為學(xué)生提供了更多動手實(shí)踐的機(jī)會，通過養(yǎng)蠶周期的記錄及蠶的生命周期的前后變化可以很好的回答教師的問題，同時提高科學(xué)探究能力。

（五） 學(xué)習(xí)評價階段

學(xué)習(xí)評價階段的目的是對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評價，對教學(xué)過程有一定的反思，同時總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對教學(xué)設(shè)計進(jìn)行修改。學(xué)習(xí)評價包括有過程性評價和結(jié)果性評價兩種，涉及內(nèi)容分別有教師評價，學(xué)生互評和自我反思等方式。本部分在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境中為學(xué)生提供了游戲性答題檢測模塊，學(xué)生對涉及蠶的以上章節(jié)知識點(diǎn)進(jìn)行答題測驗(yàn)，同時在傳統(tǒng)環(huán)境中教師可以組織學(xué)生繪制蠶的生長周期圖、撰寫有關(guān)蠶生長周期的小短文或者進(jìn)行學(xué)習(xí)感受的演講，給學(xué)生更多表現(xiàn)的機(jī)會。其中AR為學(xué)生提供的部分答題場景如圖6所示。

圖6 學(xué)習(xí)評價階段的AR場景

①教師引導(dǎo)。學(xué)習(xí)評價是教學(xué)設(shè)計中的最后一個環(huán)節(jié)，教師引導(dǎo)完成教學(xué)評價，于教師而言，可以完善自己的教學(xué)設(shè)計，反思發(fā)現(xiàn)自己教學(xué)中的不足，于學(xué)生而言，可以鞏固自己的學(xué)習(xí)成果，從不同角度完成對自身情況的反饋。教師引導(dǎo)學(xué)生對本節(jié)課的學(xué)習(xí)做出歸納，首先通過提問的方式檢測課程導(dǎo)入環(huán)節(jié)目標(biāo)的達(dá)成程度，其次引導(dǎo)學(xué)生“畫出蠶的生長周期流程圖”“完成一幅蠶的手抄報”“形成一篇簡單的學(xué)習(xí)感悟”“進(jìn)行一次關(guān)于蠶的小演講”等活動，來對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行多元評價。

②學(xué)生參與。對學(xué)生的評價方式不局限于考試成績，因此學(xué)生在本環(huán)節(jié)要完成自己的學(xué)習(xí)作品，同時參與到其他同學(xué)的作品制作當(dāng)中，并能夠相互指出其中的優(yōu)缺點(diǎn)，取長補(bǔ)短進(jìn)而完善自己關(guān)于蠶的作品。

③預(yù)期目標(biāo)。在本階段通過教師引導(dǎo)和學(xué)生參與預(yù)計完成整節(jié)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠形成自己的蠶的作品，并通過對他人作品的評價相互學(xué)習(xí)，完成自己作品的更新，整個過程均應(yīng)教師引導(dǎo)，學(xué)生參與，進(jìn)而提高學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力。

總的來說，本節(jié)課程“蠶的一生”的教學(xué)設(shè)計以提高學(xué)生的深度學(xué)習(xí)能力為目標(biāo)，分別針對科學(xué)探究能力、自主學(xué)習(xí)能力、合作學(xué)習(xí)能力、溝通表達(dá)能力和學(xué)習(xí)毅力等方面設(shè)計了教學(xué)活動，同時AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用更是為提高深度學(xué)習(xí)能力提供了助力。

五 總結(jié)展望

深度學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)科學(xué)理論的新概念，可以為實(shí)施有效的教學(xué)設(shè)計提供新的科學(xué)依據(jù)，同時符合教育改革的要求。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR技術(shù)是目前虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展的重要方向，對于補(bǔ)充教學(xué)設(shè)計，豐富教學(xué)設(shè)計的過程，擴(kuò)展教學(xué)設(shè)計環(huán)境提供了新的方式方法。在本研究中將兩者進(jìn)行結(jié)合，針對小學(xué)科學(xué)課程展開了具體的教學(xué)設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了理論、技術(shù)和課程的整合，為教學(xué)活動設(shè)計提供了新的設(shè)計思路。在今后的教學(xué)活動設(shè)計中，不僅要注重理論、技術(shù)和課程實(shí)際的有效結(jié)合，更應(yīng)該注重這三者之間的學(xué)習(xí)生態(tài)平衡，使教學(xué)過程中的物質(zhì)能量實(shí)現(xiàn)持續(xù)有效的輸出。