當創(chuàng)客課堂教學(xué)遇上AR技術(shù)

郝新怡

生命科學(xué)哲學(xué)指出，生物學(xué)的解釋框架是功能的或目的論的。生物學(xué)家在解釋一件事存在和發(fā)生的原因時，常常說它是“為了某種目的”“為了某種功能”“為了某件可能發(fā)生的事”等等。的確，生物體是由各種具有特定功能的組織、器官和系統(tǒng)構(gòu)成的整體，它們相互作用，統(tǒng)一協(xié)作，保證生物體的正常生命活動。

在以往的教學(xué)實踐中，我們基于學(xué)生對知識的了解程度，結(jié)合我校育心課程的教學(xué)理念，為不同年齡段的孩子安排適合其年齡特點的教材內(nèi)容，使其符合學(xué)生的認知發(fā)展水平。尤其是，近年來我們還將AR（增強現(xiàn)實）技術(shù)應(yīng)用于課堂教學(xué)，豐富了教學(xué)形式和學(xué)習(xí)方式。

AR技術(shù)讓教學(xué)可視化

近年來，越來越多的人開始了解并發(fā)掘AR技術(shù)在教育實踐中的應(yīng)用。AR技術(shù)可以使信息直觀化、可視化地呈現(xiàn)，因而非常適合在生物、醫(yī)學(xué)等學(xué)科中應(yīng)用。在使用AR技術(shù)時，就是在現(xiàn)實世界上疊加了一層虛擬的數(shù)字信息，教師可以很好地和學(xué)生互動，進而提升學(xué)生的創(chuàng)造力?？梢哉f，AR技術(shù)更適用于教學(xué)場景。

例如，我校三年級的拓展課開設(shè)了食品營養(yǎng)課程，讓孩子們關(guān)注健康飲食的重要意義。通過學(xué)習(xí)，孩子們基本了解了食物消化、吸收的過程，但是人體中的消化器官是什么樣子，有哪些特點和作用，卻是他們所未知的。為了補充、修正學(xué)生對人體結(jié)構(gòu)的認識，準確認識食道、大腸、小腸的位置關(guān)系及順序，筆者借助AR技術(shù)以及模擬實驗向?qū)W生展示各個器官的結(jié)構(gòu)與功能是如何相適應(yīng)的。

●環(huán)節(jié)一： 聚焦話題

首先，通過一日三餐的進食，引發(fā)學(xué)生思考，吃進去的食物是不是一直堆積在身體中，它們都去哪了？當引發(fā)學(xué)生認知沖突后，學(xué)生思考并意識到食物要在體內(nèi)進行消化或吸收，引入研究主題，激發(fā)學(xué)生對食物在體內(nèi)經(jīng)過哪些器官的研究興趣。

●環(huán)節(jié)二：探索與調(diào)查

當研究人體看不見的器官時，需要滲透給學(xué)生面對未知內(nèi)容的一些學(xué)習(xí)方法。本課中，學(xué)生可以借助科技史中解剖學(xué)的研究內(nèi)容進行學(xué)習(xí)，借用多媒體手段立體、逼真地呈現(xiàn)。借助AR并利用任務(wù)驅(qū)動的方式，將學(xué)習(xí)內(nèi)容與比賽環(huán)節(jié)有機結(jié)合，快速、高效地幫助學(xué)生完成對消化器官的認識。

教師說明操作提示，學(xué)生借助AR實踐了解人體都有哪些消化器官，完成AR拼圖比賽，并請最快完成的一組在黑板上貼出消化器官的順序、位置。

經(jīng)過上述環(huán)節(jié)，可以使學(xué)生了解到食物在體內(nèi)經(jīng)過的器官以及先后順序。

●環(huán)節(jié)三：分析與解釋

在前測中，多數(shù)學(xué)生認為胃是人體的主要消化器官，他們并不知曉小腸吸收功能的重要意義，對小腸長度也沒有直觀的認識。因此本環(huán)節(jié)借助AR及實驗材料重點強調(diào)小腸的吸收功能。同時，引導(dǎo)學(xué)生歸納、推理出結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一性，在此基礎(chǔ)上理解消化系統(tǒng)的構(gòu)成，思考消化系統(tǒng)中器官的健康決定了人的健康，增強學(xué)生熱愛生命保護自己的意識。

教師說明觀察任務(wù)，學(xué)生借助AR觀察，填寫記錄單，進一步了解各個消化器官的結(jié)構(gòu)、功能。隨后進行小組展示，匯報記錄單，經(jīng)過班級討論，最終總結(jié)出各器官的結(jié)構(gòu)特點、功能。

在本環(huán)節(jié)，通過模擬實驗，讓學(xué)生了解小腸絨毛是如何進行吸收的，最終得出結(jié)論：不同的器官有不同的結(jié)構(gòu)，有不同的作用。人體中不僅僅是這些消化器官參與了消化過程，像肝、膽、胰分泌的膽汁、胰液等消化液也輔助消化，它們共同構(gòu)成了一個完整的系統(tǒng)——消化系統(tǒng)。

●環(huán)節(jié)四：拓展與提升（機動）

為了讓學(xué)習(xí)具有延續(xù)性，在本環(huán)節(jié)中筆者展示了自制的消化器官模型，通過建立模型的方式幫助學(xué)生完成情境式記憶，從而提高學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握程度，激發(fā)學(xué)生課下繼續(xù)研究的興趣。

多媒體與創(chuàng)意教具相輔相成

運用AR技術(shù)參與教學(xué)，可以幫助學(xué)生自主完成任務(wù)式學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生對健康生活方式有進一步的認識，從而產(chǎn)生探究人體奧秘的興趣，體會人體構(gòu)造的精巧與和諧之美，使其愿意與同伴交流，體會到小組合作完成實驗的重要意義。

●多媒體技術(shù)使教學(xué)更直觀

本課研究的內(nèi)容是人體內(nèi)部器官，這種看不見、摸不著的研究對象很難激發(fā)學(xué)生的研究興趣。單純依靠文字、講解、視頻資料又不足以和學(xué)生真正地互動。而AR可以形象可視化地展示出人體的器官，有助于學(xué)生的理解和記憶，讓學(xué)生能夠主動地進行合作式研究，并通過參與多媒體技術(shù)中互動式拼圖比賽激發(fā)他們的研究興趣。在教師的追問中讓學(xué)生帶著思考繼續(xù)使用多媒體技術(shù)研究各器官的結(jié)構(gòu)與功能，達到主動學(xué)習(xí)、樂于思考的效果。

●注重科學(xué)思維，了解生命科學(xué)學(xué)習(xí)特點

本課的指導(dǎo)思想是生命科學(xué)哲學(xué)，希望通過本課的學(xué)習(xí)在學(xué)生腦海中形成器官結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的認識。因此，借助多媒體教學(xué)能夠讓他們對各器官有初步的了解，但是結(jié)構(gòu)與功能有什么關(guān)系，身體各系統(tǒng)又是如何運作的，這些是不足以用技術(shù)手段實現(xiàn)的，因此必須進一步引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)思考，并幫助他們歸納總結(jié)出結(jié)論。

●研發(fā)易于學(xué)生理解的課堂教學(xué)教具

多媒體技術(shù)手段的使用也存在一定的局限性，比如本課中一些器官的功能很難直觀地呈現(xiàn)出來。為了讓學(xué)生理解小腸絨毛的吸收過程，我嘗試了許多材料自制小腸絨毛，最終發(fā)現(xiàn)將濾紙和紙巾用乳膠粘貼起來可以替代小腸腸壁、小腸絨毛，以最快的速度呈現(xiàn)吸收效果。使用紅筆在濾紙上畫出的痕跡替代腸壁上的毛細血管，當小腸絨毛（紙巾）接觸水后立刻將水傳遞給小腸腸壁（濾紙），腸壁（濾紙）上的毛細血管（紅線）吸收水分。經(jīng)過教具的演示，書本知識變得更加形象和直觀。

此外，為了更好地呈現(xiàn)小腸的長度，筆者自制了全套的消化器官模型，方便學(xué)生課下理解各器官的大小、順序，利用課間比賽拼擺消化系統(tǒng)模型幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識，讓學(xué)習(xí)更有延續(xù)性。

總之，將AR技術(shù)運用到課堂教學(xué)，對于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果很有幫助?？梢灶A(yù)見，未來隨著AR技術(shù)的體驗效果越來越好，內(nèi)容越來越豐富，AR有可能成為課堂教學(xué)的標配，為學(xué)生們帶來更好的學(xué)習(xí)感受。