探討AR技術運用于初中地理教學的作用

薛洪全

摘 要：新課程改革強調信息技術在地理學習中的應用，充分考慮信息技術對地理教學的影響，營造有利于學生形成地理信息意識和能力的教學環境。AR技術以其獨具的多感知性、交互性、實效性等特點，受到地理教師關注。本文著重探討了AR技術運用于初中地理教學的作用。

關鍵詞：初中地理;AR技術;作用

中圖分類號：G633.55????????? 文獻標識碼：A???? 文章編號：1992-7711（2019）11-121-1

增強現實技術（Augmented Reality，簡稱AR），也被稱為擴增現實（中國臺灣地區），是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度并加上相應圖像、視頻、3D模型的技術，這種技術的目標是在屏幕上把虛擬世界套在現實世界并進行互動。

AR技術，它是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術，是把原本在現實世界的一定時間空間范圍內很難體驗到的實體信息（視覺信息，聲音，味道，觸覺等），通過電腦等科學技術，模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息應用到真實世界，被人類感官所感知，從而達到超越現實的感官體驗。真實的環境和虛擬的物體實時地疊加到了同一個畫面或空間同時存在。

AR技術包含了多媒體、三維建模、實時視頻顯示及控制、多傳感器融合、實時跟蹤及注冊、場景融合等新技術與新手段。增強現實提供了在一般情況下，不同于人類可以感知的信息。那么，AR技術運用于初中地理教學有哪些作用呢？筆者認為可以從以下幾方面探討。

一、AR讓“平面”知識“立體化”

初中地理知識具有一定的袖象性，對剛接觸地理的學生來講，學習起來有一定難度，尤其是七年級上冊的“經緯網”“地球運動”“等高線地形圖”等內容。以“等高線地形圖”為例，傳統教學主要依靠教師講授，或者在課堂上利用切土豆或者超輕黏土制作山體模型等形式講解等高線、等高面、等高距和山體部位等抽象的地理概念。這些傳統的教學方法和手段形式較為單一，無法有效激發學生學習的積極件，加之操作過程比較復雜，故效果往往不太理想。借助AR技術，學生只需打開“妙懂初中地理”APP，點擊“AR難點妙懂”，掃一掃配套教材中相應的圖片，平面山體就會即刻在虛擬空間延展，立體地呈現在移動設備的屏幕上，點擊屏幕右側便出現系列菜單，可互動操作，學生可打開或關閉等高線，配合語音講解，了解什么是等髙線;可打開或關閉標尺，了解等高距;可打開或關閉等高面，了解等髙面的概念;可打開或關閉山體的不同部位，了解山峰、鞍部、山脊、山谷的位置等;還可左右旋轉手持設備，從不同的角度觀察等卨線地形圖，從而立體、全方位地了解和學習相關內容。這樣原本抽象的地理事物和地理概念，便容易被學生理解。

二、提高學生團隊協作能力

當學生們用AR技術去學習的時候，他們不再是死記硬背，而是去體驗學習內容，并且可以以團隊協作的方式參與到教學中。AR能夠給學習者一個特殊的空間，讓他們感覺到跟其他人或者事物同處一個位置。這種存在感可以加強學生對學習社區的認知。

三、AR有利于提高課堂效率

在以往的教學中，老師往往先用PPT、視頻等方式進行虛擬的講解，然后拿出實物進行觀察。有了虛實融合的AR技術，很多數字化的教學內容可以直接融合到實體教學物品上，為教師帶來巨大的方便，不需要在虛擬和現實之間進行反復切換，從而節省了大量時間，提高了教學的效率。以幻實科技的AR地球儀為例，學生們一掃實體的地球儀，就可以看到世界各國地圖上對應的建筑、國家介紹、氣象等地理百科知識。另外，傳統教學中，不同學生之間的學習水平差異很大，教師想要做到因材施教的個性化教育需要耗費大量時間。AR技術可以輕松的幫助老師實現個性化教學。如掃描紙質教材中地球儀圖片，會呈現出立體的地球儀，學生可用手撥動地球儀讓其旋轉演示地球自轉;掃描教材中我國主要地形區的地圖，會呈現出立體起伏的中國地形，二者結合，一方面可以讓學生直觀感受我國的地形地勢特征，另一方面可以幫助學生掌握分層設色地形圖的閱讀;掃描教材中民居圖片，會呈現出立體的民居，有利于學生理解民居的結構與特色。

四、AR提高了課堂的趣味性

因為AR呈現的內容全部是3D立體的，非常生動、直觀、形象，有助于學生理解和記憶。借助AR技術，學生們的課堂體驗從2D躍升到3D，不再是圖書或黑板呈現出的平面內容，而是栩栩如生的三維內容。對動物、植物、日常用品等那些原本就是現實中可見的三維物體，學生們不需要再從平面2D形象中腦補3D形象。另外，AR的可視化、互動性可以自然的設計出非常吸引人的游戲化教學內容，寓教于樂，從而大幅度提升學生們的學習興趣，提高了學習效果。

五、拓展紙質教材，豐富媒體形式

由于傳統紙質教材版面限制，針對一個內容點有時只能用一幅地圖。通過AR這一技術手段，可以實現在同一版面位置提供系列圖片、視頻等，從不同角度、不同層次闡述同一知識點，使內容更加立體化。通過三維模型、視頻影像、高清圖片、電子交互地圖等，較為客觀地構建一個接近真實的知識體系，模擬出可視化的知識脈絡，加強學生對復雜空間事物、抽象概念的理解，大大提升了閱讀體驗和課堂學習效果。

當然，任何一種新的事物都有兩面性，AR技術亦是如此。對于某些知識的學習可以起到事半功倍的效果，也可能會適得其反，所以對于地理教師而言，要把握好運用時機。

總之，在AR技術創設的學習環境中，傳統的教學模式也在發生改變。學生除了被動接受教師傳授的知識，還可以與學習信息隨時進行互動，實現以知識建構為目的的“做中學”。AR技術將增加地理課堂教學的真實感，學生通過視覺、聽覺和觸覺等，來進一步提高學生掌握知識、技能的效率，調動學生學習積極性，突破教學重難點，使學生學習地理知識的興趣得到提高，有效解決很多以前根本無法解決的教育問題。