AR技術(shù)在初中地理教學(xué)中的運用

蔣奕珺

摘要：在地理教學(xué)中合理運用AR技術(shù)，有助于構(gòu)建高效地理課堂，化解教學(xué)難點。經(jīng)常用到的AR技術(shù)有“AR地球儀”“地形沙盤”“妙懂初中地理”等，可以運用“AR地球儀”直觀呈現(xiàn)地理空間，運用“地形沙盤”創(chuàng)設(shè)生動的地理場景，運用“妙懂初中地理”開展仿真地理實驗。運用AR技術(shù)時，要遵循技術(shù)服務(wù)教學(xué)、服務(wù)學(xué)生等原則。

關(guān)鍵詞：初中地理；AR技術(shù)；地理教學(xué)

AR（Augmented Reality）技術(shù)又稱增強現(xiàn)實技術(shù)，是一項在虛擬現(xiàn)實基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新技術(shù)，具有虛實結(jié)合、實時交互、三維建模等特點，能將計算機形成的虛擬信息疊加到現(xiàn)實場景中，使人們在視覺、聽覺、觸覺等方面增強對現(xiàn)實世界的體驗［1］。初中地理自然科學(xué)部分有空間跨度大、時間變化大的宏觀特性，其中經(jīng)緯網(wǎng)、地球運動、世界氣候等重難點內(nèi)容很難用課件、二維圖片和實體模型等解決。在地理教學(xué)中合理運用AR技術(shù)，有助于構(gòu)建高效地理課堂，化解教學(xué)難點。

地理教學(xué)中經(jīng)常用到的AR技術(shù)有“AR地球儀”“地形沙盤”“妙懂初中地理”，能幫助學(xué)生即時識別動態(tài)模型；在自由操作中利用其中的交互功能，看到立體、動態(tài)的地球自然景觀，調(diào)動多種感官學(xué)習(xí)，主動投入體驗式學(xué)習(xí)和沉浸式學(xué)習(xí)［2］；在虛擬模型與現(xiàn)實場景的切換中，輕松理解抽象知識，提高地理實踐能力。

一、 運用“AR地球儀”，直觀呈現(xiàn)地理空間

在初中地理教學(xué)中，教師往往會因注重知識點的教學(xué)而忽略地理原理講解，導(dǎo)致學(xué)生缺乏對地理知識的整體認(rèn)知，靈活變通能力欠缺，遇到需要遷移知識解決的問題時就手足無措。“AR地球儀”可以直觀、立體地展示畫面，呈現(xiàn)地理空間，幫助學(xué)生動態(tài)整合地理知識。例如，教學(xué)人教版七年級上冊關(guān)于經(jīng)緯線的知識點時，學(xué)生單是通過展示平面圖理解經(jīng)緯線的形狀、特征及分布規(guī)律，難度較大。AR技術(shù)的引入就能很好地解決這個問題。有教師運用“AR地球儀”，將所有緯線具象地呈現(xiàn)給學(xué)生，為學(xué)生提供了立體的觀察資源?！癆R地球儀”中的交互功能，可以讓學(xué)生看到立體、動態(tài)的地球自然景觀場景，可以聽到專業(yè)的配音，調(diào)動多種感官學(xué)習(xí)，真正實現(xiàn)體驗式、沉浸式學(xué)習(xí)。

學(xué)生通過多角度轉(zhuǎn)動地球儀，觀察緯線的長度、分布規(guī)律、形狀特征及其從赤道到兩極的差別。教師引導(dǎo)學(xué)生在“AR地球儀”上指一指，畫一畫，說一說，加深印象。在此基礎(chǔ)上，教師讓地球儀動起來，讓學(xué)生觀察地球自轉(zhuǎn)的方向和緯線的走向是一致的，從而理解了緯線連接著東西方向的原理。

此外，“AR地球儀”還能通過直觀呈現(xiàn)全球氣壓帶和風(fēng)帶分布、大洲大洋之間的方位關(guān)系、地球公轉(zhuǎn)軌跡等，讓學(xué)生形象直觀地理解和把握相關(guān)地理原理。

二、 運用“地形沙盤”，創(chuàng)設(shè)生動的地理場景

突破地理重難點，僅靠教師反復(fù)講解收效甚微，要讓學(xué)生從根源上理解知識，需要創(chuàng)設(shè)相關(guān)場景，幫助學(xué)生化難為易。運用“地形沙盤”，能夠創(chuàng)設(shè)出多種生動的地理場景，幫助學(xué)生即時識別多種動態(tài)地理形態(tài)，洞悉真實的地形與水流，理解所學(xué)知識，找到合理的解決問題的辦法。

首先，在生動的地理場景中加強觀察探究。例如，人教版七年級上冊的等高線教學(xué)中，“等高線不同的彎曲方向代表什么地形部位？”“等高線的疏密有什么不同？”“等高線的高度如何推算？”等問題，經(jīng)常難倒一大批學(xué)生。此時運用“地形沙盤”堆出某地模擬地形，形成立體直觀的沙盤模型，創(chuàng)設(shè)“布局旅游景點”的場景，讓學(xué)生先觀察地形樣貌，說說哪里是平原，哪里是陡崖等，并描述這些地形的特征。在學(xué)生掌握各類地形的基礎(chǔ)上，進一步引導(dǎo)他們觀察探究不同地形的等高線分布有什么差異、高度變化如何；啟發(fā)學(xué)生聚焦問題“如果要在該地設(shè)計和規(guī)劃一個旅游景點，該如何實現(xiàn)？”觀察探究。這樣生動有趣的地理場景，一下子提高了學(xué)生觀察探究的積極性。接下來，教師讓學(xué)生用標(biāo)簽標(biāo)記旅游點的位置。其間，學(xué)生可以根據(jù)直觀的地形模型理解陡崖、緩坡、平原等地形，加強對等高線分布特征的認(rèn)識；可以根據(jù)河流流經(jīng)的等高線分布疏密情況，推斷河流流速和落差，將平面抽象知識轉(zhuǎn)化為立體可視化的模型。

其次，在生動的地理場景中加強交流互動。“地形沙盤”創(chuàng)設(shè)的生動地理場景，能將枯燥的知識轉(zhuǎn)化為游戲，吸引學(xué)生參與學(xué)習(xí)，并在師生互動、生生互動中迸發(fā)靈感，突破重難點。例如，在人教版七年級上冊海陸面貌的教學(xué)中，學(xué)生對大陸、島嶼、半島、海、海峽、洋等相似概念分不清楚。教師便運用“地形沙盤”創(chuàng)設(shè)“你推（沙盤）我猜（海陸）”的游戲場景，讓學(xué)生甲在“地形沙盤”上堆出大陸和海洋，接著從大陸中推出一塊連接大陸的陸地，學(xué)生乙猜出是半島；學(xué)生甲再用手一劃，讓半島脫離大陸，學(xué)生乙猜出是島嶼；最后學(xué)生甲將一個大島嶼切成多個小島，學(xué)生乙猜出是群島。教師將“地形沙盤”的畫面投屏，讓所有學(xué)生都能參與交流互動。這種隨時交流互動的學(xué)習(xí)方式，高效達成了教學(xué)目標(biāo)。

再次，在生動的地理場景中加強現(xiàn)實體驗。培養(yǎng)地理實踐力是地理核心素養(yǎng)的重要組成部分。聯(lián)系學(xué)生生活實際，運用AR技術(shù)模擬現(xiàn)實的地理實踐活動，能夠在加強學(xué)生現(xiàn)實體驗的同時，發(fā)展其地理實踐力。例如，人教版八年級上冊自然災(zāi)害一課的主題是認(rèn)識臺風(fēng)和防范臺風(fēng)。教學(xué)中，教師運用“地形沙盤”引導(dǎo)學(xué)生規(guī)劃防災(zāi)工作?，F(xiàn)實體驗環(huán)節(jié)，教師將“地形沙盤”堆成某山區(qū)的地形模型，其中包括池塘、村莊、果園、農(nóng)場……組織學(xué)生參與模擬現(xiàn)實體驗。學(xué)生通過研究地形特征，現(xiàn)身防災(zāi)救災(zāi)現(xiàn)場，針對受災(zāi)群眾的不同需求，指導(dǎo)防災(zāi)救災(zāi)工作。他們結(jié)合個人生活體驗操作“地形沙盤”，幫助游客尋找附近安全的山體躲避，并設(shè)計躲避指南；預(yù)測果子成熟時間，建議果農(nóng)提前安排采摘；選擇合適的地點，提醒家禽養(yǎng)殖戶提前加固籬笆、打造防風(fēng)防水區(qū)域，保護家禽……此外，學(xué)生還主動利用“地形沙盤”模擬現(xiàn)實的農(nóng)業(yè)規(guī)劃實踐活動：在某地形區(qū)設(shè)計符合實際的果蔬種植位置，向果農(nóng)們傳授需要用到和必須用到的農(nóng)業(yè)技術(shù)；主動將自然環(huán)境與社會經(jīng)濟相結(jié)合，設(shè)計不同的種植區(qū)，分析其地理優(yōu)勢，同時提出“河谷種植區(qū)油菜保溫灌溉規(guī)劃”“緩坡種植區(qū)油菜保溫灌溉規(guī)劃”等不同環(huán)境下的優(yōu)化種植區(qū)方案，增強了現(xiàn)實體驗，發(fā)展了地理實踐力。

三、 運用“妙懂初中地理”，開展仿真地理實驗

很多地理實驗很難在學(xué)校實驗室開展，無法帶給學(xué)生切身的體驗。運用AR技術(shù)“妙懂初中地理”，引導(dǎo)學(xué)生開展仿真的地理實驗，就能較好地解決這一難題。“妙懂初中地理”包括AR難點妙懂、3D考點妙記、PK地理妙賽等模塊，不僅有詳細(xì)的解說，還有配套的AR立體動畫，將虛擬模型與現(xiàn)實場景疊加，將初中地理知識轉(zhuǎn)化為淺顯易懂、生動有趣的AR、3D等多媒體內(nèi)容［3］，能幫助學(xué)生在開展仿真的地理實驗過程中，提升探究意識和科學(xué)實驗?zāi)芰?。例如，人教版七年級上冊等高線地形圖的教學(xué)中，“山區(qū)水庫的修建選址”是重點。教師一般會提供等高線地形圖，讓學(xué)生在圖上判斷河流的位置和上下游，找出最適合修建水庫的地點。因為缺少地理體驗，學(xué)生面對這樣的問題常無從下手。教師引入“妙懂初中地理”配套學(xué)具，讓學(xué)生先觀察上面畫滿等高線的硬塑料板，然后打開軟件，掃描這塊塑料板。瞬時，立體的山區(qū)呈現(xiàn)了出來，河流從山谷中流淌而過，甚至還發(fā)出“嘩嘩嘩”的水流聲，給人身臨其境的感覺。此時，教師引導(dǎo)學(xué)生探究修建水庫的最佳地點，學(xué)生就能理性分析，從而認(rèn)識到為何要將水庫修建在河谷的最窄處，為何要建在上游而非下游，如何判斷河流的上下游等問題。

此外，地球的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)、洋流的分布等現(xiàn)象的“現(xiàn)實發(fā)生狀況”，也可以運用“妙懂初中地理”以及“AR寰宇地理系統(tǒng)”，引導(dǎo)學(xué)生多次實驗。如此，既能降低教學(xué)成本，又能助力難點突破。

當(dāng)然，AR技術(shù)在地理教學(xué)中的使用，不能為用而用，需要講求技術(shù)服務(wù)教學(xué)、服務(wù)學(xué)生等原則。實際教學(xué)中，教師還可以將AR技術(shù)與多種數(shù)字化軟件相結(jié)合，將地理知識直觀化、形象化，增強學(xué)生的空間體驗感。

參考文獻：

［1］ 季靜宇.AR技術(shù)在初中地理教學(xué)中的應(yīng)用——以“等高線地形圖”為例［J］.地理教學(xué)，2018（4）：5152.

［2］ 蔣敏鏈.淺析AR中學(xué)地球儀在高中地理教學(xué)中的應(yīng)用［J］.中學(xué)地理教學(xué)參考，2020（1）：5152.

［3］ 李旭.芻議AR技術(shù)在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用［J］.地理教學(xué)，2019（2）：79.