初中地理教學(xué)中AR技術(shù)的應(yīng)用

崔寧波

AR技術(shù)具有實(shí)時交互性的特點(diǎn)，它能夠使虛擬化的環(huán)境和真實(shí)的世界產(chǎn)生聯(lián)系。在AR技術(shù)的幫助下，初中地理課堂教學(xué)給學(xué)生帶來一種“沉浸感”，不僅能增強(qiáng)教學(xué)的趣味性，還可提高課堂的互動性。與傳統(tǒng)初中地理課堂教學(xué)相比，基于AR技術(shù)的初中地理教學(xué)優(yōu)勢明顯，即可讓學(xué)生積極主動投入課堂學(xué)習(xí)中，使其專心致志地學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的“學(xué)中玩，玩中學(xué)”。因此，筆者以“影響氣候的主要因素”一課為例，應(yīng)用AR技術(shù)為學(xué)生呈現(xiàn)一堂生動形象、趣味性十足的地理課。

一、教學(xué)背景

隨著《義務(wù)教育地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》、“雙減”政策等的提出，如何實(shí)現(xiàn)初中地理課堂教學(xué)的改革與創(chuàng)新，成為初中地理教育教學(xué)發(fā)展的重要內(nèi)容。在傳統(tǒng)的初中地理課堂教學(xué)中，大多數(shù)教師采用多媒體課件展開相應(yīng)的教學(xué)活動，雖然從一定程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并取得了一些教學(xué)成果，但也暴露出一些不足，如教師較長時間占據(jù)課堂主導(dǎo)地位、學(xué)生思考的時間少、能力培養(yǎng)不到位等問題較為突出。為解決這些問題，不少初中地理教師對此進(jìn)行了積極的嘗試，不僅在教學(xué)理念上進(jìn)行創(chuàng)新，還在教學(xué)方法、教學(xué)形式上進(jìn)行了大量的探索。AR技術(shù)具有較大的教學(xué)優(yōu)勢，能夠讓學(xué)生從多個角度認(rèn)識與了解地理知識。為此，文章對初中地理教學(xué)中如何更好地應(yīng)用AR技術(shù)進(jìn)行了積極的探索。

二、教學(xué)目標(biāo)

1.以AR技術(shù)下“地球形狀與氣候”的教學(xué)活動為基礎(chǔ)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)地理的興趣。

2.開展AR技術(shù)下“地球運(yùn)動與氣候”的教學(xué)活動，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行多角度思考問題，形成地理思維。

3.進(jìn)行AR技術(shù)下“海陸分布與氣候”的教學(xué)活動，引導(dǎo)學(xué)生親身實(shí)踐，提高地理實(shí)踐能力。

4.通過AR技術(shù)下“地形地勢與氣候”的教學(xué)活動，讓學(xué)生重點(diǎn)關(guān)注地形地勢與氣候的關(guān)系，強(qiáng)化地理區(qū)域認(rèn)知。

5.借助AR技術(shù)下“人類活動與氣候”的教學(xué)活動，幫助學(xué)生正確認(rèn)識人與自然的和諧發(fā)展問題，樹立正確的人地協(xié)調(diào)觀。

三、教學(xué)過程

（一）觀察“真實(shí)場景”，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)地理的興趣

在利用AR技術(shù)開展此次初中地理教學(xué)之前，教師制作了AR演示模型，讓學(xué)生獲得沉浸式體驗，同時設(shè)計一些引導(dǎo)性問題，旨在讓學(xué)生從深層次理解這節(jié)課內(nèi)容。

在講授“地球形狀與氣候”時，教師首先讓學(xué)生戴上AR眼鏡觀察地球的真實(shí)樣貌。學(xué)生通過對“地球真實(shí)樣貌”的觀察，能夠產(chǎn)生這樣一種認(rèn)識：如果某個地區(qū)的太陽高度角大，就可獲得較大的太陽輻射熱量，反之僅能獲得較少的太陽輻射熱量，因而世界各地的氣候是不同的。當(dāng)學(xué)生對“地球運(yùn)動”和“太陽輻射”的情景有親身體驗后，教師就可根據(jù)此節(jié)課內(nèi)容設(shè)計一些問題，以加深學(xué)生對抽象知識的理解。比如，地球是一個形狀并不規(guī)則的球體，不同區(qū)域?qū)?yīng)的太陽照射角度有哪些不同？在時間相同的條件下，不同區(qū)域的太陽照射角度一樣嗎？同一區(qū)域在不同時間，其區(qū)域溫度會有哪些變化？因為學(xué)生在AR眼鏡的幫助下，在頭腦中已經(jīng)形成了地球形狀影響氣候的3D場景，就會對這些知識的學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚興趣。

（二）思考“真實(shí)場景”，鍛煉綜合思維能力

在上一環(huán)節(jié)中，學(xué)生已經(jīng)對地球形狀對氣候溫度的影響有了一定了解。在這一環(huán)節(jié)中，教師將繼續(xù)利用AR技術(shù)開展初中地理課堂教學(xué)活動，依然以“影響氣候的主要因素”為出發(fā)點(diǎn)，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一種真實(shí)情境，讓學(xué)生對影響氣候的因素進(jìn)行確定并做出正確判斷，在此基礎(chǔ)上提高學(xué)生獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力。

當(dāng)講授“地球的運(yùn)動與氣候”這一部分內(nèi)容時，教師依然倡導(dǎo)學(xué)生使用AR眼鏡來親自觀察“地球自轉(zhuǎn)及公轉(zhuǎn)”的真實(shí)場景。在觀察中，學(xué)生認(rèn)識到：“因為地球自轉(zhuǎn)才有了晝夜的交替變化。清晨時氣溫較低，而中午時則氣溫較高，到了深夜氣溫又再度降低?！碑?dāng)學(xué)生有了這種認(rèn)識后，教師繼續(xù)讓學(xué)生利用AR眼鏡觀察“地球的公轉(zhuǎn)”過程。通過觀察，學(xué)生認(rèn)識到：因為地球的公轉(zhuǎn)，所以才出現(xiàn)了四季的變化。春天大地回暖，花兒盛開；夏季，烈日炎炎，學(xué)生能夠感受到酷熱；秋季時，農(nóng)民在田間收獲勞動的果實(shí)；冬季，雪花紛紛，一片白茫茫的世界。在這一過程中，通過AR技術(shù)的應(yīng)用，學(xué)生可從AR眼鏡中獲得真實(shí)的體驗，并從模擬場景中總結(jié)出問題的答案，初步形成地理綜合思維。

（三）體驗“真實(shí)場景”，強(qiáng)化地理區(qū)域認(rèn)知

在初中地理課堂教學(xué)中，教師普遍存在這樣一種共識：如果學(xué)生能夠?qū)虒W(xué)方式或者教學(xué)內(nèi)容充滿興趣，他們就會主動參與到知識的學(xué)習(xí)與探究中，可極大程度提高課堂教學(xué)效率。由于AR技術(shù)在初中地理課堂教學(xué)中應(yīng)用具有一定優(yōu)勢，在開展“影響氣候的主要因素”這節(jié)課的教學(xué)中，教師就可將AR技術(shù)運(yùn)用其中，以此探究地形地勢是如何影響氣候的。

在初中地理課堂教學(xué)中，教師首先創(chuàng)設(shè)了這樣一種問題情境：地球是人類生存的家園，它的地形地勢和氣候之間存在一種怎樣的關(guān)系呢？然后，教師讓學(xué)生認(rèn)真閱讀教材內(nèi)容，并給出自己心目中的答案。在這個問題上，學(xué)生有著各自的認(rèn)識。有些學(xué)生認(rèn)為：“由于山脈會阻擋太陽輻射，山地陰坡僅可獲得較少的太陽輻射量，因而氣溫較低。”有些學(xué)生提出：“山脈可阻擋低層空氣的運(yùn)動，導(dǎo)致山脈兩側(cè)氣溫和水分狀況差異明顯。例如，位于南美洲的安第斯山脈，它的南段將太平洋的水汽擋在一側(cè)，讓山脈東部的巴塔哥尼亞高原表現(xiàn)為荒漠性氣候景觀；而位于山脈西側(cè)的沿海地區(qū)，則表現(xiàn)為濕潤的平原景觀。”當(dāng)學(xué)生對地球上地形與氣候的關(guān)系有了初步了解后，教師將“AR卡片”與智能手機(jī)等傳感設(shè)備結(jié)合起來，向?qū)W生展示地勢影響氣候的真實(shí)場景。在這種學(xué)習(xí)情境中，學(xué)生能夠與“卡通人物”“機(jī)器人”等展開對話交流，向其提出“高海拔地區(qū)與低海拔地區(qū)之間的氣候差異”問題。在這種以AR技術(shù)為基礎(chǔ)的互動交流活動中，學(xué)生學(xué)習(xí)了大量的地理知識，強(qiáng)化了區(qū)域認(rèn)知。

（四）共探“真實(shí)場景”，提高地理實(shí)踐能力

學(xué)生對影響氣候的主要因素（地球形狀、地球運(yùn)動和地形地勢）有了深入了解，接下來，教師將針對影響氣候因素中的另一個重要因素——海陸分布展開探究。在使用AR技術(shù)開展初中地理課堂教學(xué)的過程中，教師可讓學(xué)生以小組合作方式對這一節(jié)的內(nèi)容展開探究。

在圍繞“海陸分布與氣候”這部分知識點(diǎn)開展課堂教學(xué)的過程中，教師首先借助AR技術(shù)向?qū)W生呈現(xiàn)了一幅海陸場景：首先映入眼簾的是一個海灘，有藍(lán)色的海水，也有陸地，伴隨畫面向前推進(jìn)，出現(xiàn)了北半球和南半球的真實(shí)模擬圖。此時，教師向?qū)W生提問：從AR場景中，你能夠觀察出海陸分布是如何影響地球氣候的嗎？而后，教師將班級中的學(xué)生劃分為幾個小組，引導(dǎo)這些小組圍繞這一問題進(jìn)行討論。經(jīng)過一番激烈的討論，各個小組選出代表回答問題。教師對各小組的回答情況進(jìn)行總結(jié)，并得出結(jié)論：海洋對近海區(qū)域的氣候會產(chǎn)生較大影響，不僅晝夜溫差小，而且降水量多，內(nèi)陸地區(qū)則不同，溫差相對大，降水量偏少。在這種以AR技術(shù)為核心的合作探究活動的引導(dǎo)下，教師不僅能活躍課堂氛圍，還可讓學(xué)生積極主動地參與到小組合作中，在增強(qiáng)團(tuán)結(jié)合作意識的同時提高地理實(shí)踐能力。

（五）對比“真實(shí)場景”，正確認(rèn)識人地協(xié)調(diào)發(fā)展

在講授“人類活動與氣候”這部分內(nèi)容時，教師就可將AR技術(shù)融入課堂教學(xué)，為學(xué)生設(shè)計不同的地理場景，讓學(xué)生進(jìn)行對比，總結(jié)出人類活動對世界氣候的影響，從而樹立正確的人地協(xié)調(diào)觀。首先，教師可借助AR技術(shù)在同一場景中融入“影響氣候的五大因素”，引導(dǎo)學(xué)生將人類活動和其他幾種影響氣候的因素進(jìn)行比較，分析這幾種影響因素之間有什么相同點(diǎn)和不同之處。AR場景為：在嚴(yán)寒的北極，冰蓋面積逐年縮小，每年都以3萬平方公里的速度在減少，冰層厚度也僅有約180厘米。過去的北極地區(qū)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去都是高高的冰川，北極熊、北極狐、海豹等動物在各自的領(lǐng)地幸福地生活著”。待AR畫面中出現(xiàn)“人類活動”后，原有的寧靜被打破，冰川快速消融，很多北極熊、北極狐等動物被迫到處遷徙。當(dāng)畫面中出現(xiàn)“二氧化碳過量排放”的場景時，學(xué)生又觀察到北極地區(qū)的溫度有了明顯提升。

當(dāng)學(xué)生對這些內(nèi)容有了充分認(rèn)識后，教師就可向?qū)W生繼續(xù)提出問題，以提升此次課堂教學(xué)的效果。在提問環(huán)節(jié)，教師提出了這樣兩個問題：（1）隨著人類活動的開展，北極地區(qū)的氣候是如何變化的？（2）伴隨著二氧化碳的大量排放，全球氣候又會有怎樣變化呢？學(xué)生結(jié)合這兩個問題進(jìn)行討論，并給出問題的答案。最后，教師對學(xué)生的回答情況做出總結(jié)，并得出結(jié)論：人類活動是北極地區(qū)冰川快速融化的主要因素，如果人類不減少二氧化碳的排放，就會導(dǎo)致全球氣候異常，形成溫室效應(yīng)。因此，人類要想更好地發(fā)展，就需堅持可持續(xù)發(fā)展觀，實(shí)現(xiàn)人與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展。

四、教學(xué)成效

在本次初中地理課堂教學(xué)中，教師利用AR技術(shù)主要從五個方面對“影響氣候的主要因素”進(jìn)行了探究。教學(xué)成效如下：

1.在觀察“真實(shí)場景”環(huán)節(jié)中，學(xué)生能夠在教師的指導(dǎo)下，使用AR眼鏡體驗AR技術(shù)營造的“真實(shí)場景”，并從這些場景中了解地球形狀是如何影響氣候的，激發(fā)了學(xué)生的參與興趣。

2.在思考“真實(shí)場景”環(huán)節(jié)中，學(xué)生能夠?qū)R技術(shù)模擬的“真實(shí)場景”進(jìn)行多角度思考，在了解地球運(yùn)動影響氣候問題的基礎(chǔ)上形成了綜合思維。

3.在體驗“真實(shí)場景”環(huán)節(jié)中，學(xué)生能夠?qū)處熖岢龅膯栴}進(jìn)行積極思考，并從AR技術(shù)模擬的真實(shí)場景中獲得了良好的學(xué)習(xí)體驗，強(qiáng)化對地理區(qū)域的認(rèn)知。

4.在共探“真實(shí)場景”環(huán)節(jié)中，學(xué)生以小組合作方式完成了既定的學(xué)習(xí)任務(wù)，親自實(shí)踐，提高了地理實(shí)踐能力。

5.在對比“真實(shí)場景”環(huán)節(jié)中，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下對不同的AR場景做對比，從對比和思考中加深對人與自然和諧發(fā)展理念的理解，從而樹立良好的人地協(xié)調(diào)觀。

五、教學(xué)反思

在本次初中地理課堂教學(xué)中，教師以AR技術(shù)的應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，以“影響氣候的主要因素”為教學(xué)內(nèi)容，并從影響氣候的五大因素出發(fā)，在探究這些因素的過程中運(yùn)用了AR技術(shù)。通過AR技術(shù)的應(yīng)用，學(xué)生能夠從不同的地理場景中學(xué)習(xí)并掌握地理知識，既豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，又讓學(xué)生主動參與到地理知識的探究中，一定程度上提高了學(xué)生的各項能力，促進(jìn)了地理核心素養(yǎng)的落實(shí)。然而，此次教學(xué)活動中也存在以下幾方面的不足：

1.在使用AR技術(shù)開展初中地理課堂教學(xué)的過程中，教師對學(xué)生之間的個體差異關(guān)注不夠，還需在后續(xù)的教學(xué)中關(guān)注這種差異，并針對不同層次的學(xué)生靈活采用教學(xué)方法，設(shè)計合適的教學(xué)內(nèi)容。

2.教師在借助AR技術(shù)呈現(xiàn)地理場景的過程中，為學(xué)生更好地觀察與體驗AR技術(shù)模擬的真實(shí)場景提供了機(jī)會，但對學(xué)生如何觀察、觀察的側(cè)重點(diǎn)等缺乏有效指導(dǎo)，還需在后續(xù)的課堂教學(xué)中逐步完善。

3.從初中地理課堂教學(xué)實(shí)踐中可以看出，教師使用AR技術(shù)的形式相對單一，還需加強(qiáng)教師在AR技術(shù)方面的專業(yè)培訓(xùn)工作，提高他們對AR技術(shù)的認(rèn)識及應(yīng)用能力，以便采取豐富的教學(xué)方式，進(jìn)一步提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

（作者單位：蘭州市第四十八中學(xué)）

編輯：陳鮮艷