刍议AR技术在中学地理教学中的应用

李旭

摘 要：信息技术不断改变着教学方式，在教育信息化不断发展的今天，积极利用信息技术辅助课堂教学具有重要意义。文章介绍了“妙懂初中地理”手机APP的相关模块和功能，探讨增强现实技术在地理教学中的应用与不足，以期为广大地理教师的课堂教学提供借鉴。

关键词：AR技术;中学地理教学;应用

新课程改革明确要求深化信息技术在地理教学中的应用。随着科技的进步，互联网、人工智能、3D打印、增强现实等现代技术深刻改变着教育和学习方式;智能手机的广泛使用，使现代信息技术运用于课堂成为可能。文章以“妙懂初中地理”手机APP为例，探究AR技术与中学地理教学的深度融合。

一、 “妙懂初中地理”手机APP简介

1.AR概述

AR（Augmented Reality），即增强现实。它通过电脑技术，将虚拟的信息应用到真实世界，真实的环境和虚拟的物体实时叠加到同一个画面或空间。AR提供了在一般情况下不同于人类可以感知的信息，不仅可展现真实世界的信息，而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。

2.“妙懂初中地理”手机APP概述

“妙懂初中地理”APP是以教育部课程标准为大纲及内容，在名师团队的精心指導下，经教科所专家严格审定，由新华文轩和寰视乾坤科技联合打造的一款增强现实教育软件，应用AR技术将虚拟模型与现实场景进行叠加，达到现实和虚拟完美结合的效果。它将所有初中地理知识转化成浅显易懂、生动有趣的AR或3D等多媒体内容，让学生“学习更有趣、理解更简单、记忆更快速”。该软件主要包括四大模块：AR难点妙懂、3D考点妙记、PK地理妙赛以及Q&A小题妙做，主要模块和简介见表1。

二、“妙懂初中地理”手机APP的应用

1.创新课堂教学模式

地理知识较抽象，尤其是“地球的运动”“等高线地形图”等内容，需要一定的空间想象能力，而七年级学生的立体思维和逻辑思维都比较薄弱。因此，单纯的讲授和二维的图形不利于学生理解;虽然制作模型可以使立体性增强，但耗时耗力，精确度还不高，在讲解时仍有较大局限。

如果利用“妙懂初中地理APP”，只需要打开手机软件，点击“AR难点妙懂”，扫描特定的AR识别载体，手机屏幕上就会呈现立体的地理事物，不仅可以全方位观察该地理事物，还能用手直接在屏幕上与该地理事物进行互动操作。如在学习“地球的公转”时，可拖动地球在公转轨道上运动，讲解地球公转的方向;拖动地球在“二分二至日”暂停，可结合太阳光线所在位置，以及侧面给出的太阳直射点回归运动示意图，讲解五带和四季的形成过程等。如果学生还存在疑惑，可以点击“难点剖析”，根据系统自带的讲解进行巩固复习;教师也可以将自己的操作过程录制成“微课”分享给全班同学，建设学生的“生成性学习资源库”[1，2]。

2.辅助学生自主学习

随着新课改的不断深入，大力推进素质教育、发展创新教育、倡导终身教育已成为整个社会的基本理念。在地理课堂教学中开展自主学习已成为主要倡导的地理学习方式之一，如何更有效地组织学生开展自主学习越来越引起人们的重视。因此，在实际教学中，应突出学生的主体地位，培养学生的自主学习能力。

“妙懂初中地理”APP对于学生的自主学习有很好的作用。它的“3D考点妙记”分为世界地理、中国地理和历届真题三个小模块，覆盖了初中地理学科共57个章节的精华考点内容。例如，世界地理第一篇：“地球和地图”包括“地球和地球仪”“地球的运动”“地图的阅读”以及“地形图的判断”四个1～3分钟的三维动画，形象解读各个知识点。考点以红字标注，帮助加强记忆;历届真题与知识点一一对应，学生在自主学习完一篇知识点后即可进入“历届真题”测验。

“世界地理”和“中国地理”的知识点各有10篇，每一篇都覆盖了知识点的视频讲解和历届真题。视频短小精炼，适合学生利用碎片时间自主学习，历年真题也可作为学生课下巩固知识的方式。

在学生自主学习的过程中，教师应该注意几个问题：①提供明确的学习目标。初中学生自制力较差，对于知识点学习的数量和程度往往把握不够，需要教师提供明确的学习目标。如明确规定学生自主预习或复习某一章节的知识，使其学习不至于盲目、没有规划。②提示重点、难点。在学生自主学习之前，教师应该提示学生在预习时把握学习要点，有主次地学习。③“自主探究”与“讲解演示”相结合。学生在自主学习之后，可通过试题测试进行学习效果的检验;而对于教师来说，却无法评估学生对知识的掌握情况。因此，教师可在学生自主学习后进行模拟测试，了解学生对所学知识点的迁移运用能力。

3.增强学生学习兴趣

地理知识包罗万象，课本上的文字和图片有时无法准确传达深刻内涵，诸如立体的、空间性强的地球运动、等高线地形图等。而“妙懂初中地理”APP能够在初中地理教学过程中展示动静结合、图文并茂的地理信息资料，构建趣味、生动的教学情境，能对学生的视觉、听觉等多种感官产生冲击，促使学生注意力高度集中，将学生的学习兴趣充分调动起来[3]。例如，“PK地理妙赛”中的趣“拼”祖国游戏，需要学生将34个省级行政区的轮廓图一一填入中国版图，考查对中国行政区划的熟悉程度，激发学生学习兴趣和竞争意识。

4.创设知识竞赛情境

“Q&A小题妙做”分为“闯关模式”和“竞技模式”，学生可通过不同竞赛方式检验自己的学习成果。阶梯式进阶方式、紧张刺激的答题环节、专业的地理知识竞赛，使学生经历一场前所未有的头脑风暴。

如果学生和教师都在“妙懂初中地理”APP上注册并加入同一班级，还可以进行同班同学之间的竞技，使学生能够清楚地认识到自己的学习水平，促使他们向榜样看齐。该软件的题库持续更新，也保证了地理知识的时效性，帮助学生了解世界各地发生的地理大事件。

三、“妙懂初中地理”APP存在的不足

1.界面小，不利于全班同学观看演示

由于“妙懂初中地理”APP中的立体模型互动实验等AR场景是在手机或者平板电脑上虚拟呈现的，一个班级的学生不能只围着一个手机或平板电脑看，而且很多地区的初中学生不允许带手机进校园。因此，需要与电脑同屏播放。如利用iOS操作系统将计算机多媒体连接网络，实现手机与电脑同屏共享[4]。

2.需扫描特定的AR识别载体才能呈现三维虚拟影像

由于“妙懂初中地理”APP应用AR增强现实技术，需要扫描特定的AR识别载体，才能进行图像识别，将虚拟模型和现实场景进行叠加，从而达到现实与虚拟完美结合的AR体验效果。目前有三种AR识别载体，分别是“妙懂初中地理”AR魔法印章图案、“妙懂初中地理”AR智慧书套和“四川教育出版社初中地理教辅”的封面。如果没有这些识别载体，可以用身份证代替。然而初中学生都是未成年，可能还未办理身份证，所以在进行自主学习时不太方便。

3.部分内容需要付费才能观看和使用

“妙懂初中地理”APP的四个模块中，“PK地理妙赛”和“Q&A小题妙做”完全免费，而“AR难点妙懂”的识别载体需付费;“3D考点妙记”中某些篇章的知识点也需付费。希望以增强信息技术与地理课堂的深度融合、提高我国教育质量的名义，建议提供免费的软件。

4.需依托互联网才能获取相关数据

尽管“妙懂初中地理”APP功能强大，有海量学习资源，但没有互联网，这些资源都无法使用。所以，要充分挖掘该应用功能，就必须在互联网的支持下操作，需要学校的相关设备与投入跟进保障。

四、小结

在信息技术与课程资源不断整合下，一线中学地理教师需积极探索和深度挖掘各种应用软件的教学功能，使它们更好地为教学服务，这会给教学带来更丰富的体验[5]。通过对“妙懂初中地理”APP数据资源的挖掘和分析，不仅可以更好地突破初中地理教学中的若干重难点，更重要的是培养了学生较强的地理核心素养，增强了问题意识和创新意识。尽管如此，也必须明确，没有哪一种教学辅助工具是万能的，大量使用或者使用不当，就可能喧宾夺主，使课堂变为信息技术宣讲课或者多媒体展示课。因此，教师应努力钻研各类相关手机软件，在操作熟练的情况下再将其运用于课堂辅助，真正提高课堂效率。

参考文献：

[1]罗春，阳金秀.初中地理信息化教学变革——从“微课”迈向“增强现实（AR）”[J].中学地理教学参考，2018（03）：38-40.

[2]杨孟涛.无线同屏投影技术在高中地理教学中的应用[J].地理教育，2018（09）：7-10.

[3]彭清思，范泰阳，黄文斌.手机APP在中学地理教学中的應用——以iOS操作系统为例[J].地理教学，2018（01）：44-46+64.

[4]孙超，张翠.Stellarium天文软件在中学地理教学中的应用再研究[J].地理教学，2017（03）：43-45+36.

[5]章旭，陈薇.MeteoEarth在高中地理“大气”教学中的应用[J].中学地理教学参考，2016（18）：31-32.