【巧借AR教育技術(shù)靈動助力科學(xué)教學(xué)4700字（論文）】

巧借AR教育技術(shù)靈動助力科學(xué)教學(xué)目錄TOC\o"1-2"\h\u5060（1）老師相關(guān)不夠充分 126474（2）學(xué)生無法理解 22534（3）課堂的拓展成效不顯著 23924一、主動并且深入進行探索 210453二、明確目的、互動探究 519871三、趣味學(xué)習(xí)、調(diào)動感官 8摘要：伴隨著科學(xué)技術(shù)的猛速發(fā)展，從而推進了現(xiàn)代化社會的全方位進步，而小學(xué)的科學(xué)教育被視為培育人才素養(yǎng)的啟蒙課程，同樣也是培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。在以往的小學(xué)科學(xué)課當(dāng)中，因為各方面條件被約束，許多的科學(xué)相關(guān)知識沒辦法直接展現(xiàn)出來。而近幾年來AR教育技術(shù)作為新穎的科學(xué)技術(shù)在現(xiàn)階段教育領(lǐng)域中，使用范圍已經(jīng)是相當(dāng)廣泛。本文應(yīng)用地球以及宇宙領(lǐng)域的知識教學(xué)，詳細介紹了各項使用案例，細致分解了技術(shù)在的課堂上的使用現(xiàn)狀，結(jié)合以實質(zhì)性的相關(guān)政策，以期來全方位的提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。關(guān)鍵詞：小學(xué)科學(xué)；AR技術(shù)；增強現(xiàn)實而小學(xué)科學(xué)教育的終極目的則是以培育科學(xué)素養(yǎng)為最基本的要求，其涉及面相當(dāng)廣。小學(xué)科學(xué)課程的詳細內(nèi)容絕大多數(shù)是能夠理解并且認(rèn)識自然現(xiàn)象以及有能力解決遇到的實際問題，譬如學(xué)會如何分辨相關(guān)材料，熟悉并且認(rèn)識動物以及植物；了解太陽系以及星座領(lǐng)域相關(guān)知識，并且還要認(rèn)識人體健康等方面課題?，F(xiàn)階段院校正常情況下會運用實驗法以及演示法等形式傳授于學(xué)生科學(xué)方面的知識，而如此傳統(tǒng)的小學(xué)科學(xué)課堂，因為受多方條件的限制，許多的科學(xué)知識沒有辦法直接的呈現(xiàn)于大眾，從而使教學(xué)質(zhì)量成下滑趨勢，尤其是地球及宇宙領(lǐng)域的教學(xué)方面，通常會發(fā)生以下現(xiàn)象:老師相關(guān)不夠充分老師對該領(lǐng)域的重視度決定上課前備課的質(zhì)量，但是有的小學(xué)科學(xué)教師對該課程并未給予高度重視。譬如地球魚以及宇宙詞章節(jié)，大部分老師只按照書本上的內(nèi)容機械式的在課堂上講解，并不會花費過多的精力在怎樣可以讓學(xué)生更加理解地球以及宇宙兩者間的密切聯(lián)系，甚至有的學(xué)生仍然不知地球以及宇宙外形到底是怎樣的，而此現(xiàn)象無可厚非的會干預(yù)到學(xué)生們對科學(xué)興趣產(chǎn)生呈下滑趨勢，并直接性的影響到小學(xué)科學(xué)課堂的教育質(zhì)量。（2）學(xué)生無法理解老師在上課中的時候，正常情況下會運用圖片以及視頻的形式進行地球以及宇宙相關(guān)科學(xué)知識的講解，或者構(gòu)建模型進行展示，而對于理解能力相對較差的學(xué)生而言，通常情況下會聽得特別疑惑。針對小學(xué)生而言，其專注力時間是非常有限的，無法長時間的集中注意力去耐心聽課，再加上為及時鞏固，常情況下是記住前面的知識，從而又忘記后面的，記了后面的忘了前面的。對于小學(xué)生來說，地球和宇宙科學(xué)知識理論性過強，了解起來有一定的難度，即使能夠了解，也具有很大的局限性，使得他們對地球和宇宙科學(xué)這一塊的了解不夠全面深刻，很難內(nèi)化吸收真正的理解。（3）課堂的拓展成效不顯著通常情況下，小學(xué)科學(xué)老師經(jīng)常把充足的科學(xué)教學(xué)時間預(yù)留給學(xué)生自行學(xué)習(xí)并思考，殊不知老師應(yīng)起到進行指導(dǎo)的效用。所以說，此類型的課堂教學(xué)是毫無質(zhì)量可言。而在地球以及宇宙這項課中，倘若老師讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)會導(dǎo)致他們的探索性思維邏輯是毫無秩序可言的，而這并不可真正意義上的提升小學(xué)科學(xué)課堂的教學(xué)水平。AR教育融合到課堂并以過去以往的教學(xué)形式相對比，將帶給老師和學(xué)生前所未有的沉浸感以及舒適感，從而提升課堂輕松學(xué)習(xí)的環(huán)境，在玩的基礎(chǔ)上也能潛移默化的學(xué)習(xí)到相關(guān)知識，并且熟悉了解科學(xué)相關(guān)技能，AR的教育形式大大滿足了學(xué)生內(nèi)在發(fā)展的需求，它充斥著互動性以及趣味性行為。將AR技術(shù)結(jié)合到教學(xué)素材中從而使學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識的興趣愛好以及激情得以提升，與此同時還可提高學(xué)生的自主探索能力，培育孩子探究未知事物以及科學(xué)研發(fā)的精神。然而怎樣按照教材以及生情兩者的差異化，結(jié)合AR技術(shù)施展教學(xué)盡情的開展科學(xué)教學(xué)內(nèi)容是需要深入研究的。此文章以教學(xué)技術(shù)和小學(xué)的地球以及宇宙領(lǐng)域相關(guān)的科學(xué)知識教學(xué)為案例，將其進行深入的研究。望可以為日后的小學(xué)科學(xué)教學(xué)素材資料提供有力的依據(jù)。一、主動并且深入進行探索在現(xiàn)階段基本教育時期，學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容還是應(yīng)以書本教材為核心，書本上的知識是前者整理歸納好的現(xiàn)成素材，具有客觀系統(tǒng)化的相關(guān)經(jīng)驗。然而不同年齡層次的學(xué)生都需在老師的指導(dǎo)下對知識產(chǎn)生濃厚的興趣，并且吸取相關(guān)經(jīng)驗并健全認(rèn)知，為后期的學(xué)生樹立良好的榜樣。而現(xiàn)如今學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況處于被動性以及強制性狀態(tài)，老師需不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情，提升學(xué)生對學(xué)習(xí)的熱情程度。AR教育技術(shù)的運用可幫學(xué)生構(gòu)建生動性的教學(xué)氛圍，為學(xué)生提供主動探索和發(fā)現(xiàn)的認(rèn)知環(huán)境，讓學(xué)生由被動方的接受知識，轉(zhuǎn)變?yōu)橐罁?jù)一定的原則和知道進行主動探索和發(fā)現(xiàn)。如作者在接觸到六年級下學(xué)期的《日食》一文章時，遵循本節(jié)課的科學(xué)理念，科學(xué)和技術(shù)以及社會結(jié)合環(huán)境的目標(biāo)設(shè)置出三項不同教學(xué)形式有效激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力:開場充滿激情與趣味，激發(fā)探索欲?？梢越柚鶤R教育技術(shù)展現(xiàn)日，地，月這三者進行虛擬的三維模型，如圖一所示。從而觸發(fā)學(xué)生的好奇心理，延伸出課堂話題，學(xué)生無需運用三球模擬實驗就可直接目睹三球的運行狀況，對學(xué)生自我突破的思維約束性有極大的提高，與此同時也提升了學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣愛好。進行人機交流，激發(fā)積極性。經(jīng)過相關(guān)教育技術(shù)展現(xiàn)其互相交流的屬性，在日地月三方面的展現(xiàn)形式上學(xué)生可深入進入到地球的視野中，觀察太陽以及月球的運行狀況，如圖二所示，可驚奇的發(fā)現(xiàn)日食的現(xiàn)象以及日，地，月三者之間的位置變化關(guān)系。良好互相交流的屬性不但有效帶動學(xué)生的視覺以及語言還有肢體等部位的積極主動性，還可提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣愛好。與此同時，還能帶給學(xué)生優(yōu)良的學(xué)習(xí)氛圍感，并且激發(fā)學(xué)生的主動積極探索的動機。AR教育技術(shù)在幫助學(xué)生與日地月模型和三位模型的交互的同時，還能通過語言交互、肢體交互實現(xiàn)有效探索。靜態(tài)動態(tài)相結(jié)合，還原真實性。日地月運行中呈現(xiàn)出動靜態(tài)情景三維模型，運用動畫并結(jié)合特效讓其真實感更強，有栩栩如生惟妙惟肖的視覺體驗感。利用暫停日食從而促成三球現(xiàn)象，把月球和地球之間實際距離進行轉(zhuǎn)變，站在地球的視角探索并且觀察日全食以及日環(huán)食的現(xiàn)象如圖3、圖4所示。學(xué)生身臨其境日地月三維模型中，從自己視角去發(fā)現(xiàn)日全食和日環(huán)食形成的不同，在提升學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的行為專注性和行為持續(xù)性基礎(chǔ)上，真正的實現(xiàn)主動探索，提高科學(xué)核心素養(yǎng)。二、明確目的、互動探究學(xué)生的學(xué)習(xí)情況應(yīng)該是具備規(guī)劃性以及目的性，并且有組織有指導(dǎo)性的相關(guān)活動，而老師在學(xué)生的學(xué)習(xí)活動中有著至關(guān)重要的效用，主要展現(xiàn)形式為進行實際情景的導(dǎo)入，指導(dǎo)學(xué)生參加到相關(guān)領(lǐng)域的教學(xué)中，采取提問形式引導(dǎo)學(xué)生的相關(guān)學(xué)習(xí)行為，實施多樣化的教學(xué)形式和學(xué)生進行互動，確保課堂氛圍的活躍性，應(yīng)用教學(xué)的工具構(gòu)建腳手架，用來輔助學(xué)生進行經(jīng)常性的自主探索。然后針對教學(xué)的疑難點采用科學(xué)的教學(xué)形式或借助相關(guān)技術(shù)采取敘述的措施。提升學(xué)生在課堂上的專注力，確保學(xué)生快速進入學(xué)習(xí)狀態(tài)。憑借學(xué)生的自身反饋意見，指導(dǎo)學(xué)生進行相關(guān)鞏固訓(xùn)練，從而實現(xiàn)內(nèi)化知識目的性。AR教育環(huán)境下的教學(xué)理念，其步驟分為第一，情景的導(dǎo)入；第二，問題的誘發(fā)，第三，自主性的探索；以及第四，老師的敘述；第五，鞏固訓(xùn)練；第六，遷移提升這六個環(huán)節(jié)。合理運用AR教育方式進行多方面的教學(xué)實踐活動，而其中具有相對的目的性以及交流性。譬如作者在接觸到六年級上冊的“晝夜交替的現(xiàn)象形成的原因時”學(xué)生會針對晝夜的交替現(xiàn)象好奇性非常強的提出諸多假想問題，但歸根結(jié)底究竟什么原因才是導(dǎo)致晝夜交替現(xiàn)象的形成原因，因所學(xué)的知識有限，學(xué)生們也總結(jié)不出真正原因。此話題的延伸在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中，使學(xué)生聽得懵懂并且忘得迅速，內(nèi)部消化也甚少，同樣也會干預(yù)學(xué)生對學(xué)習(xí)信心逐步減退。所以教師在明確目的前提下，利用AR教學(xué)技術(shù)，直搗黃龍，以互動探究方式解決這個重難點：什么為晝夜交替。學(xué)生們可直觀性的探索到并發(fā)現(xiàn)地球有一半是明亮的，則另外一半是黑暗的，如下圖五所示。與此同時還可驚奇地發(fā)現(xiàn)注明有五角星的首都北京，一會兒會被照亮一會兒又處于黑暗狀況，老師可借機總結(jié)被照亮的現(xiàn)象稱為白天，而黑暗處則被稱為夜晚。反復(fù)強調(diào)交替出現(xiàn)的現(xiàn)象稱之為晝夜交替，而老師在總結(jié)交過程中，學(xué)生經(jīng)過仔細觀察地球的三維模型，已經(jīng)對此現(xiàn)象有了直觀性并且熟悉的理解。什么與天梯相關(guān)。通過地球三維模型，學(xué)生發(fā)現(xiàn)地球始終一半被照亮，是被誰照亮的呢？再學(xué)生猜測是太陽之后，再呈現(xiàn)日地模型（圖6），學(xué)生發(fā)現(xiàn)朝著太陽的一半是亮的，背著太陽的一半是暗的。學(xué)生自主地可發(fā)現(xiàn)晝夜交替的形成與日地兩個天體有關(guān)。什么為晝夜交替。學(xué)生在真正進入地球的位置然后站在地球的角度出發(fā)，身處其境似的感知日與地兩者不相同的運作形式，如圖7所示的地球自轉(zhuǎn)，圖8所表示的地球公轉(zhuǎn)，圖9表所表示的自轉(zhuǎn)以及公轉(zhuǎn)。而這些都有可能促成地球出現(xiàn)晝夜交替的前提條件。讓學(xué)生能夠真正意義上的明白并了解晝夜促成的真正原因，地球上能夠促成晝夜交替現(xiàn)象的假象不僅僅只有一個，應(yīng)探究清楚哪個才是高度符合現(xiàn)實狀況，從而真正形成晝夜交替的主要因素。學(xué)生可以憑借相關(guān)數(shù)據(jù)，再次實施日地三維模擬測試，可以從中發(fā)現(xiàn)地球的公轉(zhuǎn)以及地球上晝夜交替的時間是一年，地球自轉(zhuǎn)則需花一天時間，學(xué)生應(yīng)站在地球視角探索地球出現(xiàn)晝夜交替的真實原因則就是地球的自轉(zhuǎn)。三、趣味學(xué)習(xí)、調(diào)動感官不斷的強化學(xué)生認(rèn)知的過程還可調(diào)動學(xué)生多方位的感官系統(tǒng)，吸取到相關(guān)知識的同時還可提升運動技能以及音樂技能還有寫作技能等三大能力。而遇到非常重要但又沒辦法直接接觸的相關(guān)領(lǐng)域的知識，可運用相關(guān)技術(shù)構(gòu)建出非常真實的三維模型或者情景，使學(xué)生處在第一人稱的位置采取體驗形式，從而獲得最真實的感觸，把學(xué)生內(nèi)心的蒙朧感得以清晰化。在有效運用AR技術(shù)教學(xué)形式中，學(xué)生的全方位的感知系統(tǒng)被積極有效的帶動起來，可用親眼目睹，親耳聽到，親自動手，勇于創(chuàng)新并且研發(fā)，而這一系列的過程都可以提高學(xué)習(xí)的主動性，幫助學(xué)生提升對學(xué)習(xí)的興趣，從而演變成我要學(xué)，我要聽，我要看三大主觀形式，這樣做不但可提升學(xué)習(xí)氛圍的趣味性，還能最大化的滿足學(xué)生的好奇心，使學(xué)生的探究精神得以提升。作者在接觸到三年級課程中其中一篇文章《太陽、地球和月球》內(nèi)容中第4課《月相變化規(guī)律》文章時運用AR專業(yè)教育技術(shù)把知識點進行可視化：1.抽象過程形象化。知識點可視化的相應(yīng)程度直接影響著學(xué)生對知識的理解程度，月相在進行教學(xué)時不夠具體，從而導(dǎo)致可視性不強，學(xué)生很難從中找尋月相的變換規(guī)律。然而運用專業(yè)的教學(xué)技術(shù)可直觀的展現(xiàn)出地和月三維模型，以此輔助學(xué)生更直接有效的獲取相關(guān)信息。靜態(tài)現(xiàn)象動態(tài)化。在進行月向?qū)W習(xí)過程中，老師正常情況下會進行課外觀察的月相活動。即便是學(xué)生每天堅持觀察月相，但映入眼前的仍然是靜止的圖像而并非動態(tài)連貫性的過程，而運用VR的專業(yè)教育技術(shù)則可把抽象的月相過程生動化的展現(xiàn)在學(xué)生面前，以此來提升學(xué)生的知識吸收率。3.探究過程真實化。VR教學(xué)可將月球體的三維形式真切的展現(xiàn)在課堂上，學(xué)生可站在地球的角度仔細探查月球表面的陰晴圓缺整個過程，此現(xiàn)象稱之為月相變化，如圖12所示。VR教學(xué)專業(yè)技術(shù)的使用讓老師能發(fā)自內(nèi)心的身處學(xué)生立場去考慮問題，在教學(xué)領(lǐng)域這條路上充分體現(xiàn)出了以學(xué)生為本的教學(xué)模式，從而也讓教學(xué)形式具備易學(xué)化以及趣味性還有真實性。由以上內(nèi)容可得知，VR教學(xué)相關(guān)技術(shù)的全面發(fā)