增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在初中生物學(xué)習(xí)活動中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用*

高千茗 莊天寶

（沈陽師范大學(xué) 新聞與傳播學(xué)院，遼寧 沈陽 110034）

一、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與心流理論

（一）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，簡稱AR）是廣義上虛擬現(xiàn)實(shí)的加強(qiáng)版。AR 通過計(jì)算機(jī)技術(shù)將虛擬的信息疊加到真實(shí)世界, 真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)融合到同一個(gè)畫面中。AR 技術(shù)除了具備VR 技術(shù)所具備的“3I 特征”，即沉浸性（Immersion）、交互性（Interactivity）和構(gòu)想性（Imagination）外，還可以增強(qiáng)對真實(shí)世界的體驗(yàn)感，而不是取代現(xiàn)實(shí)。隨著技術(shù)手段的進(jìn)步，AR 的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大。在藝術(shù)領(lǐng)域中，2013年蛇年春晚歌曲《風(fēng)吹麥浪》的舞臺效果就運(yùn)用了AR 技術(shù)，構(gòu)建出樹木、蝴蝶、金色的麥浪等自然風(fēng)光。在情感領(lǐng)域中，日本市一公司利用“AR+GPS”技術(shù)，推出“Spot message”軟件，當(dāng)用戶置身于充滿回憶的景點(diǎn)時(shí)，可再現(xiàn)故人的身影。在醫(yī)療領(lǐng)域中，微軟HoloLen 全息眼鏡應(yīng)用AR 技術(shù)，可視化復(fù)雜的人體結(jié)構(gòu)，除此之外，AR 技術(shù)在整容手術(shù)、監(jiān)測患者生命體征方面都有涉獵。

（二）心流理論

學(xué)習(xí)者為達(dá)成預(yù)期的學(xué)習(xí)目標(biāo)可以動手操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，憑借其沉浸式媒體屬性能達(dá)到高質(zhì)量的學(xué)習(xí)效果，獲得有價(jià)值的反饋后，增加學(xué)習(xí)者的心流體驗(yàn)，如圖1 所示。心流的概念最初由美國心理學(xué)家米哈里·齊克森米哈里提出，是指一種忘記自我乃至周遭環(huán)境的沉浸狀態(tài)，而心流體驗(yàn)則是對這種狀態(tài)直觀的心理體會和情緒感受[1]。心流模型中，在低等挑戰(zhàn)下，中等技能時(shí)會產(chǎn)生“輕松”的心理狀態(tài)，高等技能時(shí)會產(chǎn)生“厭倦”的心理狀態(tài)；在中等挑戰(zhàn)下，低等技能時(shí)會產(chǎn)生“擔(dān)心”的心理狀態(tài)，高等技能時(shí)會產(chǎn)生“掌控”的心理狀態(tài)；在高等挑戰(zhàn)下，低等技能時(shí)會產(chǎn)生“焦慮”的心理狀態(tài)，中等技能時(shí)會產(chǎn)生“激發(fā)”的心理狀態(tài)，而高等技能高等挑戰(zhàn)時(shí)會產(chǎn)生“心流”體驗(yàn)。針對心流模型下的AR 教學(xué)而言，在技能體驗(yàn)上，AR 在教學(xué)中營造沉浸感，同時(shí)AR 功能龐大，使用過程具有挑戰(zhàn)性，使用AR 技術(shù)能使學(xué)習(xí)者易于達(dá)到“心流”的感受，學(xué)生以最直觀的方式進(jìn)行游戲化學(xué)習(xí)，從而提升初中生的生物學(xué)習(xí)素養(yǎng)。

圖1 Csikszentmihalyi 的心流模型

（三）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用于教育領(lǐng)域的情況分析

在CNKI 資料庫以“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)+教育”和“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)+教學(xué)”為主題詞，對近10年相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行檢索，剔除無關(guān)的關(guān)鍵詞并篩選全部文章后，整理得知與文章相關(guān)的主題剩余640 篇。其中學(xué)術(shù)期刊327 篇、學(xué)位論文211 篇、國內(nèi)會議8 篇、國際會議5 篇，近10年發(fā)表趨勢如圖2 所示。

圖2 近10年論文發(fā)表趨勢分析

從表1 中可以看出，2012—2016年AR+教育的引用量較低，持續(xù)在相對穩(wěn)定的階段。2016年起出現(xiàn)了新的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，連續(xù)三年引用量飛速上漲，并于2019年達(dá)到近10年峰值。至2020年引用量有所下降，2021年又逐步提升。

在教育領(lǐng)域中，AR 技術(shù)逐步與學(xué)科教學(xué)相融合。例如數(shù)學(xué)領(lǐng)域的概率學(xué)習(xí)在AR 技術(shù)支持下，學(xué)生的積極性會顯著提升。物理領(lǐng)域的凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、化學(xué)領(lǐng)域的危險(xiǎn)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)習(xí)、地理領(lǐng)域的等高線或鐵路干線等景觀能清晰直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生眼前、生物領(lǐng)域中對微觀世界的觀測能引發(fā)學(xué)生的無限好奇，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造能力并培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維等[2]。

二、初中生物學(xué)習(xí)活動中的AR應(yīng)用案例解析

（一）觀測植物的生長情況

植物由于生長緩慢，學(xué)生很難持續(xù)一段時(shí)間觀測植物變化。例如實(shí)驗(yàn)觀察植物的生長變化時(shí)，學(xué)生只能觀測到碎片化的生長過程，記錄的時(shí)間大多以“天”為單位。AR 技術(shù)可以細(xì)化植物的生長過程，學(xué)生通過技術(shù)手段觀測各個(gè)時(shí)間段植物的生長情況。植物的光合作用的教學(xué)內(nèi)容常涉及虛擬的公式（如圖3）和無法用肉眼直接觀測的物質(zhì)（CO2 濃度、氣體交換過程等）,AR 技術(shù)將豐富的虛擬數(shù)字信息疊加在真實(shí)世界中,讓真實(shí)物體和虛擬對象深度融合,將抽象的過程可視化,營造沉浸式的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，讓學(xué)生看到水的光解,ATP 合成、C3 還原過程[3]。其沉浸性讓學(xué)生能深刻地感知生命的變化過程，AR 技術(shù)作為銜接微觀世界和宏觀世界的橋梁，極大程度上培養(yǎng)了學(xué)生的認(rèn)知能力，構(gòu)建抽象概念與真實(shí)事物的聯(lián)系。

圖3 光合作用圖解

（二）輔助學(xué)習(xí)者認(rèn)識微觀世界

人教版七年級上冊生物書第二單元《生物體的結(jié)構(gòu)層次》中，展開學(xué)生對微觀世界的探索。細(xì)胞作為構(gòu)成生命的基本單位，在生物學(xué)習(xí)中占有至關(guān)重要的地位?，F(xiàn)階段中小學(xué)生物實(shí)驗(yàn)使用的教學(xué)儀器為光學(xué)顯微鏡，但光學(xué)顯微鏡下的生物細(xì)胞只能看見形態(tài)而無法觀測細(xì)胞結(jié)構(gòu)[4]，而且操作過程煩瑣，會面臨實(shí)驗(yàn)失敗削弱學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)等問題。AR 技術(shù)作為新型的技術(shù)手段，可以直觀化呈現(xiàn)三維細(xì)胞結(jié)構(gòu)，學(xué)生通過動手實(shí)踐達(dá)到交互式學(xué)習(xí)的效果，獲得高質(zhì)量的學(xué)習(xí)反饋。例如可以清晰地觀測植物細(xì)胞膜、細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，觀測植物細(xì)胞中葉綠體、線粒體含量等。除觀測動植物細(xì)胞外，還可以觀測細(xì)菌、真菌等物質(zhì)。微觀世界中還存在著非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，例如病毒。由于病毒具有危險(xiǎn)性，用實(shí)驗(yàn)的方式觀測病毒的結(jié)構(gòu)成為中小學(xué)實(shí)驗(yàn)階段的難題。這種形式下呈現(xiàn)的病毒樣例單一，可視化效果較差。AR技術(shù)以三維立體的形式，可以呈現(xiàn)病毒的生命活動的特點(diǎn)和繁殖方式，有助于啟蒙學(xué)生走進(jìn)微觀世界，培養(yǎng)學(xué)生的求知欲。

（三）人體器官結(jié)構(gòu)可視化

在《心臟和血液循環(huán)》課程中，傳統(tǒng)的二維圖片只能簡單了解心臟各部位的名稱，無法呈現(xiàn)血液流經(jīng)的部位、工作循環(huán)的流程體系。AR 技術(shù)立體化呈現(xiàn)心臟模型的同時(shí)，還設(shè)計(jì)了拆分模型的功能，學(xué)生從局部區(qū)域的拆分入手，按照一定的邏輯體系對心臟的結(jié)構(gòu)和各部分功能進(jìn)行全面學(xué)習(xí)。學(xué)生可以采用局部放大或縮小的功能對心臟結(jié)構(gòu)進(jìn)行清晰的觀測，也可以多角度旋轉(zhuǎn)觀察等。除了觀察結(jié)構(gòu)外，還能觀察整個(gè)血液循環(huán)過程。由于人體的血管數(shù)量繁雜交錯(cuò)、分布范圍廣，體循環(huán)和肺循環(huán)流經(jīng)的身體器官多，在血液循環(huán)過程的學(xué)習(xí)中，需要識記大量知識點(diǎn)。由于循環(huán)過程的抽象性，學(xué)生難以深入把握并形成長期記憶。在AR 技術(shù)的支持下復(fù)雜的教學(xué)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，使學(xué)生的理解能力有了質(zhì)的飛躍，并能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，推進(jìn)學(xué)生深度思考以達(dá)到記憶的效果。

三、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持下的初中生物學(xué)習(xí)活動設(shè)計(jì)

（一）AR支持下的教學(xué)模式設(shè)計(jì)

總體來看，依據(jù)AR 技術(shù)在探索微觀世界的過程中模擬真實(shí)世界與虛擬世界的信息集成、沉浸性的觀測事物的發(fā)展變化、可視化進(jìn)行交互學(xué)習(xí)等一系列過程，設(shè)計(jì)了教學(xué)過程模型應(yīng)用于本研究的學(xué)習(xí)活動中，如圖4所示。首先對AR 設(shè)備的操作過程進(jìn)行初步的認(rèn)知與了解，用設(shè)備展示實(shí)驗(yàn)過程使學(xué)生沉浸于AR 技術(shù)創(chuàng)設(shè)的環(huán)境，為學(xué)生營造沉浸式的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。在小組協(xié)作過程中，學(xué)生使用AR 設(shè)備模擬實(shí)驗(yàn)，達(dá)到仿真的、互動的目的，激發(fā)學(xué)生的探索欲，形成高質(zhì)量的學(xué)習(xí)反饋。在設(shè)備操作過程中學(xué)生可能會產(chǎn)生有關(guān)疑惑，通過學(xué)習(xí)共同體彼此交流，將大問題劃分為一系列子問題，有助于實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的教育目標(biāo)。

圖4 AR 支持下的教學(xué)模式設(shè)計(jì)

學(xué)習(xí)活動設(shè)計(jì)中，演繹型學(xué)習(xí)活動設(shè)計(jì)適用于原理的學(xué)習(xí)。媒體技術(shù)用來提供某一事物的運(yùn)行、生長、發(fā)展的完整過程。生物學(xué)科屬于理科類，原理的學(xué)習(xí)過程占據(jù)篇幅較大，筆者以人教版七年級生物上冊課程《光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣》為案例，設(shè)計(jì)了如下教學(xué)設(shè)計(jì)。

案例：《光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣》

最初美國心理學(xué)家米哈里·齊克森米哈里表明：心流體驗(yàn)發(fā)生在目標(biāo)明確、能夠得到及時(shí)反饋并且挑戰(zhàn)與能力平衡的情況下。本案例利用基于心流理論的AR 技術(shù)進(jìn)行生物教學(xué)，整體流程分為創(chuàng)設(shè)情境、提出問題、活動設(shè)計(jì)、分析問題、評價(jià)反思五階段，目的是讓學(xué)生游戲化學(xué)習(xí)的同時(shí)，運(yùn)用本研究設(shè)計(jì)的教學(xué)模式進(jìn)而高效地使用AR 技術(shù)掌握新知識。

（二）教學(xué)設(shè)計(jì)前期分析

1.教學(xué)內(nèi)容分析

《光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣》選自人教版七年級上冊生物書第五章。光合作用是專屬于綠色植物的一項(xiàng)非常重要的生理功能，是整個(gè)章節(jié)乃至整個(gè)初中生物的重點(diǎn)，本節(jié)課需要記憶的概念復(fù)雜抽象，通過復(fù)雜的概念來掌握光合作用的過程是本節(jié)課的重點(diǎn)。因此結(jié)合AR 技術(shù)來直觀化光合作用的原料、發(fā)生過程、生成物顯得尤為重要。

2.學(xué)習(xí)目標(biāo)階段

（1）知識與技能

掌握光合作用的概念；明確光合作用的發(fā)生過程、原料、生成物；明確光合作用的實(shí)質(zhì)；了解光合作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。

（2）過程與方法

使用AR 技術(shù)手段讓學(xué)生動手操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程的學(xué)習(xí)，模擬光合作用所需的光線和綠色植物在光下生成的產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)過程。

（3）情感態(tài)度價(jià)值觀

培養(yǎng)學(xué)生接觸新教學(xué)技術(shù)開闊視野以及合作探究新知識的能力，提升學(xué)生熱愛生命、熱愛自然環(huán)境的情感態(tài)度。

3.學(xué)習(xí)者特征分析

皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展階段論指出，初中階段的學(xué)生能夠依據(jù)邏輯推理、歸納或者演繹的方式來解決問題。

（1）起點(diǎn)分析：初一年級的學(xué)生正處于小學(xué)至初中的過渡期，生理心理處于飛速發(fā)展階段，教學(xué)方式很大程度上影響學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。

（2）認(rèn)知能力：理解抽象空間的思維較弱。只能進(jìn)行簡單的邏輯推理。當(dāng)教學(xué)模型以三維立體的形式呈現(xiàn)時(shí)更便于他們的理解。

（3）學(xué)習(xí)態(tài)度：初中階段的學(xué)生處于青春期，具有冒險(xiǎn)和探索精神，對新鮮事物充滿好奇，但依賴性較強(qiáng)，教師應(yīng)培養(yǎng)其獨(dú)立自主的態(tài)度。

4.教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

（1）教學(xué)重點(diǎn)：光合作用的概念、發(fā)生過程、原料、生成物、反應(yīng)式。

（2）教學(xué)難點(diǎn)：運(yùn)用AR技術(shù)學(xué)習(xí)光合作用實(shí)驗(yàn)的過程。

（三）教學(xué)工具準(zhǔn)備

教師通過客戶端平臺軟件將AR 教學(xué)設(shè)備安裝到一體機(jī)上，通過軟件+硬件的方式進(jìn)行使用。教師簡單展示AR 軟件的使用過程，使學(xué)生了解AR 技術(shù)的使用方式，并引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用移動設(shè)備例如手機(jī)、iPad 逐步演示光合作用的過程，使用軟件動手操作，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)出沉浸式的心流體驗(yàn)。

（四）學(xué)習(xí)活動設(shè)計(jì)

1.創(chuàng)設(shè)情境與提出問題

創(chuàng)設(shè)情境最直觀的目的之一是激發(fā)學(xué)生的求知欲，通過調(diào)動學(xué)生內(nèi)部的學(xué)習(xí)動機(jī)，才能更有效地進(jìn)行知識的內(nèi)化與創(chuàng)造。通過播放動畫，增添教學(xué)內(nèi)容的趣味性，調(diào)動學(xué)生的視覺感官，帶給學(xué)生新鮮感。設(shè)置問題可以引發(fā)學(xué)生的思考，增強(qiáng)課堂的互動性，使整個(gè)教學(xué)過程更連貫。具體案例設(shè)計(jì)如表1 所示。

表1 創(chuàng)設(shè)情境與提出問題的設(shè)計(jì)

2.活動設(shè)計(jì)部分

按照本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的教學(xué)模式，研究者將使用AR 的活動設(shè)計(jì)劃分為三部分，即：AR 展示實(shí)驗(yàn)過程、獨(dú)立探索使用AR 和小組協(xié)作使用AR。AR 展示所學(xué)的實(shí)驗(yàn)過程，為學(xué)生營造輕心流體驗(yàn)；在獨(dú)立探索使用AR 的過程中因個(gè)人操作能力有限，會產(chǎn)生焦慮、擔(dān)心的情緒，為應(yīng)對該情況的出現(xiàn)，采用小組協(xié)作使用AR 的形式，在操作難度系數(shù)較高的技術(shù)的同時(shí)降低挑戰(zhàn)難度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，達(dá)到掌握知識的目的。具體案例如表2 所示。

表2 活動的設(shè)計(jì)

3.分析問題與評價(jià)反思部分

運(yùn)用AR 進(jìn)行學(xué)習(xí)活動之后，進(jìn)入問題分析與評價(jià)反思階段。學(xué)生回答教師在導(dǎo)入階段設(shè)置的問題，記憶有關(guān)光合作用的概念與公式，并對學(xué)習(xí)的內(nèi)容以及使用AR 過程中存在的問題進(jìn)行整理與反思。通過反思總結(jié)AR 使用的經(jīng)驗(yàn)以及課堂活動中存在的不足，促進(jìn)學(xué)生使用AR 能力和生物知識學(xué)習(xí)能力的發(fā)展，同時(shí)反思可以加深理論與實(shí)際相聯(lián)系的過程，使學(xué)習(xí)本身更有意義。具體設(shè)計(jì)如表3 所示。

表3 分析問題與評價(jià)反思的設(shè)計(jì)

（五）學(xué)習(xí)活動總結(jié)

傳統(tǒng)的生物學(xué)習(xí)活動中，教師主要通過圖片、視頻等教學(xué)資源進(jìn)行課程講授，但此教學(xué)模式多為教師主導(dǎo)，學(xué)生自身對課程學(xué)習(xí)的交互性、體驗(yàn)性較差。因此AR 技術(shù)在培養(yǎng)中學(xué)生的實(shí)踐能力時(shí)顯得尤為重要。隨著新技術(shù)的發(fā)展，AR 技術(shù)走進(jìn)課堂應(yīng)用于教育教學(xué)。使用AR 設(shè)備進(jìn)行學(xué)習(xí)的活動中，學(xué)生分析問題、解決問題的能力有所提高，AR 技術(shù)創(chuàng)設(shè)的沉浸感，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的教學(xué)情境能促進(jìn)學(xué)生達(dá)到高階的心流體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，促進(jìn)知識的遷移與內(nèi)化。但部分學(xué)生存在動手能力弱的情況，使用AR 設(shè)備時(shí)學(xué)習(xí)效率低。應(yīng)考慮AR 設(shè)備使用的細(xì)節(jié)問題，引導(dǎo)學(xué)生采用正確的方式使用設(shè)備會減少眩暈感；教師需要做好教學(xué)設(shè)計(jì)，避免過多依賴AR 的媒體屬性進(jìn)行教學(xué)，應(yīng)把握好教學(xué)進(jìn)程，講授知識的同時(shí)注重學(xué)生的反饋。

四、初中生物學(xué)習(xí)應(yīng)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢

（一）營造沉浸式學(xué)習(xí)體驗(yàn)

學(xué)生學(xué)習(xí)細(xì)菌、病毒等內(nèi)容時(shí)，單純的PPT 教學(xué)難以引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)投入，學(xué)生內(nèi)部的學(xué)習(xí)動機(jī)不足，在教學(xué)中常處于被動地位[5]。AR 技術(shù)具有沉浸性，學(xué)生立體感知教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)進(jìn)行情景和知識的創(chuàng)設(shè)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)課堂與虛擬場景的疊加融合，使枯燥的學(xué)習(xí)過程生動形象。同時(shí)也避免由于真實(shí)場景引發(fā)的危險(xiǎn)性問題。由于AR 技術(shù)具有沉浸感強(qiáng)的特點(diǎn)，教師應(yīng)把握學(xué)生的使用時(shí)間，緩解學(xué)生的視覺疲勞，也不能忽視成癮性問題，避免學(xué)生沉溺于其中無法自拔。

（二）形成高質(zhì)量學(xué)習(xí)反饋

北師大蔡蘇團(tuán)隊(duì)開發(fā)出AR 技術(shù)應(yīng)用于生物教育的軟件，經(jīng)實(shí)驗(yàn)得出在兩組被試者無明顯差異的情況下，使用AR 技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)的班級成績明顯優(yōu)于未使用的一組[6]。AR 技術(shù)具有交互性的特點(diǎn)，學(xué)生通過動手操作能積極地建構(gòu)外在知識，而不是被動地接收知識，能引發(fā)學(xué)生的深入思考，對學(xué)習(xí)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、光合作用等過程進(jìn)行深度理解，進(jìn)而獲得高質(zhì)量的學(xué)習(xí)反饋。但是不排除存在學(xué)生因?qū)π录夹g(shù)的陌生感，引發(fā)操作不熟練和浪費(fèi)學(xué)習(xí)時(shí)間降低學(xué)習(xí)效率的問題。

（三）達(dá)成高水平教學(xué)目標(biāo)

布魯姆的教育目標(biāo)分類法分為知識、領(lǐng)會、運(yùn)用、分析、綜合、評價(jià)，其中“評價(jià)”是最高級的結(jié)果。傳統(tǒng)生物教學(xué)目標(biāo)多追求概念、原理識記，對于學(xué)生進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)的操作性和實(shí)踐性要求較低，忽視學(xué)生的動手能力和創(chuàng)造能力。AR 技術(shù)作為一種教學(xué)媒體，通過創(chuàng)設(shè)仿真實(shí)驗(yàn)場景進(jìn)而解決教學(xué)環(huán)境受限的問題，使學(xué)生達(dá)到“評價(jià)”實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的目的。在光合作用教學(xué)中模擬衛(wèi)生香復(fù)燃實(shí)驗(yàn)，可以將復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)過程簡單化，有效減少教學(xué)活動的危險(xiǎn)性。但是，技術(shù)雖然會創(chuàng)造一種疊加于真實(shí)情境中的環(huán)境, 實(shí)踐起來對學(xué)校的經(jīng)費(fèi)需求較高，容易出現(xiàn)受現(xiàn)實(shí)條件的制約而無法實(shí)施的情況[7]。

五、結(jié)束語

現(xiàn)階段興起的眾多人工智能技術(shù)中，AR 技術(shù)處于發(fā)展的前沿。AR 技術(shù)伴隨著用戶體驗(yàn)感的提升，已傳播到更多的領(lǐng)域。在生物教學(xué)領(lǐng)域中，掌握學(xué)科知識不僅需要教師的講解和演示，也需要在師生的相互依賴下分工協(xié)作并充分溝通。對于教師而言，使用AR 技術(shù)能使教學(xué)活動更生動、富有創(chuàng)造力，并實(shí)現(xiàn)高水平的教學(xué)目標(biāo)。對于學(xué)生而言，AR 技術(shù)能直觀地展示生物體的功能結(jié)構(gòu)等相關(guān)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)沉浸式學(xué)習(xí)體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)，且有助于知識的內(nèi)化與創(chuàng)造性的發(fā)展，達(dá)到掌握知識與技術(shù)的心流體驗(yàn)。在師生的互動中，教師讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐活動，能有效地促進(jìn)學(xué)生的探索精神、批判性思維、問題解決能力的發(fā)展?，F(xiàn)階段生物課堂教學(xué)仍以講授法為主，隨著科技的進(jìn)步，AR 技術(shù)應(yīng)用于初中生物課堂會隨技術(shù)的優(yōu)化加速其與課堂融合的進(jìn)程。