加強現(xiàn)實技術在基礎教育中的作用

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0引言

在教育信息化的背景下，技術作為一種有力的手段，在基礎領域教育教學中起著重要的作用，如果運用得當可以提高教學效率，優(yōu)化教學效果。AR技術在現(xiàn)代教學中，使教學形式更加形象多樣，有著巨大的潛在優(yōu)勢。

1增強現(xiàn)實技術的特征

增強現(xiàn)實技術（AugmentedReality，AR）是將虛擬的信息應用到現(xiàn)實世界中，使學習者在真實環(huán)境中，親眼看到并且操作可以生成的虛擬模型及場景，它給學生提供了真實有效的自主學習空間。

（1）虛實結合。AR技術是通過傳感器的掃描，把多種信息呈現(xiàn)在虛擬環(huán)境中。AR對于硬件設備的要求不太高，只要學習者手中有平板或者手機這類移動終端就可以進行個性化的學習。學習者可以動手操作，迅速獲取某一物體的全景。學習者被AR從屏幕中拉回到現(xiàn)實世界，使得虛擬和現(xiàn)實發(fā)生無縫的結合。

（2）虛實同步。AR的核心技術是三維注冊，根據(jù)現(xiàn)實位置的變化進行靈活的調(diào)整，能夠實現(xiàn)物理世界和虛擬世界的實時同步，增強學習者的學習體驗。AR技術的實時性特點，也可以讓我們很好地利用碎片化的學習時間，提高學習的效率。（3）交互自然。在物理的交互空間中可能會有多樣化的交互行為，學習者可以通過手中的交互設備與虛擬物體或者虛擬環(huán)境進行交互，與環(huán)境的關系變得更加緊密，有效增強學習者對環(huán)境的感知和代入感。應用AR技術能夠在一定程度上彌補傳統(tǒng)教學中師生互動不足的缺陷，當教具不夠用時，AR技術可以為教師提供生動形象的教學器材，促進有意義學習的發(fā)生。

2增強現(xiàn)實技術的教學應用

隨著AR技術的普及，不斷地被教師納入基礎教育的課堂中。在小學數(shù)學“圖形與幾何”的學習中，由于內(nèi)容和概念的抽象性，學生不易理解，無法利用數(shù)學知識解決實際問題。小學階段是培養(yǎng)學生抽象思維和空間想象能力的關鍵期，能夠為以后學習深層次的幾何知識奠定基礎，必須引起重視。利用AR技術可以改變小學數(shù)學課堂的教學模式，使得“圖形與幾何”的教學不再枯燥無味，為學生打造更加真實有趣的數(shù)學課堂，提高學習效率。借助AR技術開展情境教學?！缎抡n標》指出數(shù)學來源于真實生活，它是對現(xiàn)實生活的高度抽象。教師必須要從學生熟悉的生活場景出發(fā)進行教學，使學生身臨其境，感受到數(shù)學的魅力，從而培養(yǎng)創(chuàng)造性思維。學生在生動的情境中可以激起學習熱情，喚起思考的欲望。例如在《圓柱與圓錐》的學習過程中，教師可以利用AR技術激活課本知識，為學生呈現(xiàn)游樂場或者學校的全方位場景，讓學生找一找在哪些地方有圓柱和圓錐，在尋找的過程中主動對比兩者的區(qū)別。還可以將個別場景單獨拿出來研究，將抽象的數(shù)學知識轉化為具象的形態(tài)，學生能夠近距離地接觸立體圖形，從對概念的認識過渡到對性質的理解，激發(fā)學生學習數(shù)學的學習熱情。借助AR技術開展個性化學習。在傳統(tǒng)的教學中，由于學生的學習水平存在差異，教師開展個性化的教學存在著一定的困難。在AR環(huán)境中，學生與學習環(huán)境之間的關系變得更加智能緊密，實現(xiàn)深度交融。學生在獨立操作軟件的過程中，調(diào)動多種感官完成學習任務，獲得沉浸式的學習體驗。AR技術提供了一個多元化的課堂，學生可以從不同的角度去觀察物體，按照自己的步調(diào)與學習資源進行交互。例如在《長方體和正方體》的學習中，教師可以將學習任務分解，學生可以自主對自己感興趣的內(nèi)容和不理解的環(huán)節(jié)深入探究，隨時調(diào)整自己的學習進度。在開展個性化學習的過程中挖掘學生的潛能，培養(yǎng)他們的獨立思考和動手操作的能力。借助AR技術開展合作學習。在AR技術的支持下，學生能夠切身體驗到三維的虛擬模型，有更真實的學習體驗。面對復雜的數(shù)學問題，教師可以分小組進行合作探究。例如在《圓的認識》學習過程中，學生互相交流心得體會，共同探究圓的周長和直徑的關系?；蛘咦寣W生進行角色扮演，將自己置于任務情境中，從不同的角度去觀察，體會“玩中學”的樂趣。不僅可以鍛煉學生換位思考的能力，還可以提高他們學習的注意力，深化對知識的理解。學生在合作探究的過程中逐漸完善知識體系，最終完成協(xié)作知識建構，提高自我認知水平。但是教師不能完全放任學生的合作，要隨時監(jiān)控教學突發(fā)情況的發(fā)生，調(diào)節(jié)課堂學習的整體進度，使AR支持下的合作學習發(fā)揮最優(yōu)效果。

3增強現(xiàn)實技術的實踐價值

促進學生的理解性學習。在AR環(huán)境中，學生是學習的主體，能夠在AR軟件中獲取大量的實踐材料進行體驗，對于難以理解的地方可以反復練習，積累數(shù)學經(jīng)驗，將知識逐漸內(nèi)化于心。AR技術為學生搭建了一個認知的橋梁，通過展示各式各樣的3D立體圖形，增強視覺感知，使學生自然地從二維空間過到三維空間中。學生在體驗和感悟中將數(shù)形相結合，使某些抽象的數(shù)學問題變得直觀化，便于理解。同時學生在動手操作的過程中能夠掌握多種解決問題的方法，實現(xiàn)從知識的發(fā)現(xiàn)到建構的轉變，初步建立起一些抽象的數(shù)學概念。促進知識的遷移與應用。數(shù)學的學習建立在先前知識經(jīng)驗的基礎之上，每個板塊的知識都是相互聯(lián)系的，學生可以將新知識整合到原有的知識結構中或者形成新的知識結構，促進對新知識的理解。在課堂中，學生利用AR教學軟件能夠發(fā)現(xiàn)很多進行知識遷移的情境，例如問題情境、故事情境、實物情境等，也能實現(xiàn)不同學習場景中的自由切換，感受到真實的互動。在AR場景中利用新舊知識之間的聯(lián)系進行探究，為學生后面的學習打下基礎，在知識遷移與應用的過程中促進學生的深度學習。促進數(shù)學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。利用AR技術進行教學對學生數(shù)學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)起著至關重要的作用。AR教學利用其沉浸式的學習體驗促進學生數(shù)感的培養(yǎng)，在探究學習的過程中建立代入感，體會數(shù)學與真實生活的緊密性。除此之外，還可以培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)分析觀念。在傳統(tǒng)的數(shù)學課堂中，部分內(nèi)容可能需要學生用大量的時間做實驗，針對得出的數(shù)據(jù)再做分析和判斷。而AR教學可以提供三維立體、實時交互的仿真模型，學生可以選擇不同的模式進行體驗，快速接收數(shù)據(jù)，節(jié)省做實驗的時間，提高學習效率，在潛移默化中培養(yǎng)了學生數(shù)據(jù)分析的觀念。

4結語

AR技術在基礎教育的教學過程中發(fā)揮了獨特的價值，改善了傳統(tǒng)教學中的一些弊端，為學生提供了更多的學習機會。因此應該加大對AR技術發(fā)展與應用的支持，重視對多種教學模式的探索，促進AR技術和教學的深度融合。同時在應用AR技術的過程中，務必要分清主次，不能隨意調(diào)換位置。它作為一種教學手段，不能代替教師的啟發(fā)與引導，更不能用技術代替學生獨立思考的過程。作為新時代的教師，面對新技術要不斷更新自己的知識儲備，提高自身綜合素質，在技術的輔助下更好地促進學生的有效學習。

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作者:高子貽 單位:哈爾濱師范大學