当创客课堂教学遇上AR技术

郝新怡

生命科学哲学指出，生物学的解释框架是功能的或目的论的。生物学家在解释一件事存在和发生的原因时，常常说它是“为了某种目的”“为了某种功能”“为了某件可能发生的事”等等。的确，生物体是由各种具有特定功能的组织、器官和系统构成的整体，它们相互作用，统一协作，保证生物体的正常生命活动。

在以往的教学实践中，我们基于学生对知识的了解程度，结合我校育心课程的教学理念，为不同年龄段的孩子安排适合其年龄特点的教材内容，使其符合学生的认知发展水平。尤其是，近年来我们还将AR（增强现实）技术应用于课堂教学，丰富了教学形式和学习方式。

AR技术让教学可视化

近年来，越来越多的人开始了解并发掘AR技术在教育实践中的应用。AR技术可以使信息直观化、可视化地呈现，因而非常适合在生物、医学等学科中应用。在使用AR技术时，就是在现实世界上叠加了一层虚拟的数字信息，教师可以很好地和学生互动，进而提升学生的创造力。可以说，AR技术更适用于教学场景。

例如，我校三年级的拓展课开设了食品营养课程，让孩子们关注健康饮食的重要意义。通过学习，孩子们基本了解了食物消化、吸收的过程，但是人体中的消化器官是什么样子，有哪些特点和作用，却是他们所未知的。为了补充、修正学生对人体结构的认识，准确认识食道、大肠、小肠的位置关系及顺序，笔者借助AR技术以及模拟实验向学生展示各个器官的结构与功能是如何相适应的。

●环节一： 聚焦话题

首先，通过一日三餐的进食，引发学生思考，吃进去的食物是不是一直堆积在身体中，它们都去哪了？当引发学生认知冲突后，学生思考并意识到食物要在体内进行消化或吸收，引入研究主题，激发学生对食物在体内经过哪些器官的研究兴趣。

●环节二：探索与调查

当研究人体看不见的器官时，需要渗透给学生面对未知内容的一些学习方法。本课中，学生可以借助科技史中解剖学的研究内容进行学习，借用多媒体手段立体、逼真地呈现。借助AR并利用任务驱动的方式，将学习内容与比赛环节有机结合，快速、高效地帮助学生完成对消化器官的认识。

教师说明操作提示，学生借助AR实践了解人体都有哪些消化器官，完成AR拼图比赛，并请最快完成的一组在黑板上贴出消化器官的顺序、位置。

经过上述环节，可以使学生了解到食物在体内经过的器官以及先后顺序。

●环节三：分析与解释

在前测中，多数学生认为胃是人体的主要消化器官，他们并不知晓小肠吸收功能的重要意义，对小肠长度也没有直观的认识。因此本环节借助AR及实验材料重点强调小肠的吸收功能。同时，引导学生归纳、推理出结构和功能的统一性，在此基础上理解消化系统的构成，思考消化系统中器官的健康决定了人的健康，增强学生热爱生命保护自己的意识。

教师说明观察任务，学生借助AR观察，填写记录单，进一步了解各个消化器官的结构、功能。随后进行小组展示，汇报记录单，经过班级讨论，最终总结出各器官的结构特点、功能。

在本环节，通过模拟实验，让学生了解小肠绒毛是如何进行吸收的，最终得出结论：不同的器官有不同的结构，有不同的作用。人体中不仅仅是这些消化器官参与了消化过程，像肝、胆、胰分泌的胆汁、胰液等消化液也辅助消化，它们共同构成了一个完整的系统——消化系统。

●环节四：拓展与提升（机动）

为了让学习具有延续性，在本环节中笔者展示了自制的消化器官模型，通过建立模型的方式帮助学生完成情境式记忆，从而提高学生对学习内容的掌握程度，激发学生课下继续研究的兴趣。

多媒体与创意教具相辅相成

运用AR技术参与教学，可以帮助学生自主完成任务式学习，激发学生对健康生活方式有进一步的认识，从而产生探究人体奥秘的兴趣，体会人体构造的精巧与和谐之美，使其愿意与同伴交流，体会到小组合作完成实验的重要意义。

●多媒体技术使教学更直观

本课研究的内容是人体内部器官，这种看不见、摸不着的研究对象很难激发学生的研究兴趣。单纯依靠文字、讲解、视频资料又不足以和学生真正地互动。而AR可以形象可视化地展示出人体的器官，有助于学生的理解和记忆，让学生能够主动地进行合作式研究，并通过参与多媒体技术中互动式拼图比赛激发他们的研究兴趣。在教师的追问中让学生带着思考继续使用多媒体技术研究各器官的结构与功能，达到主动学习、乐于思考的效果。

●注重科学思维，了解生命科学学习特点

本课的指导思想是生命科学哲学，希望通过本课的学习在学生脑海中形成器官结构与功能相适应的认识。因此，借助多媒体教学能够让他们对各器官有初步的了解，但是结构与功能有什么关系，身体各系统又是如何运作的，这些是不足以用技术手段实现的，因此必须进一步引导学生继续思考，并帮助他们归纳总结出结论。

●研发易于学生理解的课堂教学教具

多媒体技术手段的使用也存在一定的局限性，比如本课中一些器官的功能很难直观地呈现出来。为了让学生理解小肠绒毛的吸收过程，我尝试了许多材料自制小肠绒毛，最终发现将滤纸和纸巾用乳胶粘贴起来可以替代小肠肠壁、小肠绒毛，以最快的速度呈现吸收效果。使用红笔在滤纸上画出的痕迹替代肠壁上的毛细血管，当小肠绒毛（纸巾）接触水后立刻将水传递给小肠肠壁（滤纸），肠壁（滤纸）上的毛细血管（红线）吸收水分。經过教具的演示，书本知识变得更加形象和直观。

此外，为了更好地呈现小肠的长度，笔者自制了全套的消化器官模型，方便学生课下理解各器官的大小、顺序，利用课间比赛拼摆消化系统模型帮助学生巩固所学知识，让学习更有延续性。

总之，将AR技术运用到课堂教学，对于提升学生的学习效果很有帮助。可以预见，未来随着AR技术的体验效果越来越好，内容越来越丰富，AR有可能成为课堂教学的标配，为学生们带来更好的学习感受。