基于AR技术的中学生物学课堂教学模式研究

摘 要：众所周知，AR技术作为现代化的技术，其自身的趣味性和可视性得到了越来越多学校和家长的青睐，AR技术革新也将会在未来达到一个新的阶段。而将AR技术完美地运用到生物学教学中，将会为中学生提供一场虚实结合、身临其境的视觉感受，AR技术在中学生物学教学中的运用也将会大大地增强学生的可视性和感性思维，从而使生物教学达到一个新的高度。

关键词：AR技术;信息技术应用;生物探究课;智慧课堂构建

随着高考改革的进行，中国的教育产业政策环境将会得到大大的改善，国家对于教育行业技术要求的不断提升，也暗示着高新技术将会改变教学方式。在这样的大背景之下，如果将AR等技术运用到生物教学当中，将会使一些生物学疑难问题得到更好的解释和说明，对于老师和学生来说，这都将是一种全新的教学和学习模式。

一、AR的虚拟与现实

在生物学的传统教学中，学校一直积极地将实验教室进行传统的虚拟化，但是由于需要考虑到场地器材、学生安全和设备危险性等诸多因素，使得生物学的传统实验在空间和时间上有了一定的限制，学校并没有办法将生物学的疑难问题在传统实验中得到更好的解释，学生也无法身临其境地感受生物遗传学的奥妙，对于授课和教学都有一定的阻碍性。

而AR技术将会克服传统实验的弊端，虚拟实验生动形象且安全便捷，充分运用新技术优势服务教学，可以有效地降低成本，降低实验风险，增强推广性和重复使用性。比如，在展示噬菌体侵入感染细菌的知识点的讲解中，通过色彩的图像展示并没有办法在中学生脑海中形成一个更加3D的图像，只能吸收较为浅显的生物知识点，并且复杂的操作实验也大大花费了成本和时间，而通过AR技术将可以用现实的3D动态图代替平面的色彩图片和繁杂的操作，有助于学生更加高效地理解生物学的知识点，并在一定程度上弥补了学生对于空间抽象概念死记硬背情况的发生。

AR技术的虚拟与现实使生物探究课达到了更加立体的效果，对于中学生空间思维发散的训练是不二的选择。

二、 信息技术的超前应用

随着AR生活体验馆等一系列活动的开展，使得虚拟照向现实不再成为一种话题，而是能够真正融入到人们的生活当中去，AR生物教学系统能够将书本的文字叙述平面图像所包含的知识点进行三维重构，更加直观地将教材中的内容进行3D的展示，有利于学生们掌握生物科学知识，理解到大自然生命的奥妙之处。

AR的信息技术可以分为微观构成可视化和代谢现象动态化。从微观构成可视化的角度来看，在传统的生物教学中教材的内容往往是以文字和图片的形式来展现生物分子等一系列知识点，而AR技术将可以通过模拟化形和动态效果更好地展现出教材知识点。而从代谢现象动态化来说，动态化的实物展现更具有活力。传统的静态幻灯片的教学很难表示生物学中许多生物动态发展的过程，从时间上和空间上限制了学生们的学习和对知识的掌握程度。

例如，在对于“细胞分裂”这一知识点的授课当中，如果运用动态可视化的方式来呈现细胞一分为二、二分为四，乃至万千的过程，将可以在很大的程度上提高学生们的理解程度，从而扩展其空间想象能力。在“被子植物双受精”这一知识点的掌握中，通过宏观和微观将被子植物从传粉到结果这一连续的过程进行系统化的展示，将可以把植物早期胚胎发育等一系列问题进行更好的解释和说明，更有利于学生形成一个动态的思维和更加完整的逻辑关系。

三、智慧课堂的构建与开展

AR生物学教学系统是基于BS平台开发，适用于移动端和PC端的教学软件，因此，对于各中学的学校硬件要求和软件技术的要求较高，对于未来智慧课堂的构建还需要一段很长时间的磨练和捶打。在各大一线城市里，部分中学已经开始运用AR技术进行生物学教学的试点工作，通过AR教学系统运用云平台和AR裸眼3D技术，将可以把生物学的疑难概念进行可视化，为学生们打造一个全方位多角度的3D可视化现实生物世界。

AR技术教学方案也在呈现出高端化，将前沿或经典生物学例子引入中学生实验课堂，将会更进一步的扩展学生们的知识层面，增加学生们对于生物学学习的兴趣，而AR技术的现实性也将能够很大程度地培养学生们发现问题、解决问题的能力。我们已经进入了全球信息化时代，当今ICT从数字化、互联网化迈入到了人工智能化，信息发展的快速也在倒逼着教育系统的不断改革，未来的信息化道路充满着生机与活力，我们只有积极地拥抱新时代，才能够被新时代所拥抱，因此利用AR技术建立智慧课堂是必不可少的。

四、结束语

在生物学的教学中，知识技能是必需的。如果说传统的教学是把学生与书本进行连接，为学生们打开了通向生物世界的大门，那么AR技术就是将学生与生物的真实世界进行了更加紧密的连接，让他们在现实的体验中能够更加充分地去发现问题并且解决问题。

參考文献：

[1]章宏.课程改革与学习主题构建[M].北京：科学出版社，2017.

[2]周珑.AR技术求索[M].北京：当代中国出版社，2016.

[3]李玉华，徐斌艳.课堂教学师生对话的策略分析[J].小学数学教师，2006（3）.

作者简介：

黄燕灵，福建省南安市，福建省南安市华侨中学。