基于AR应用的初中地理混合式教学模式探索

刘洁 吴建平 彭焕卜 刘嘉珮

摘要：本文探索AR技术与混合式教学融合的思路，构建基于AR应用的初中地理混合式教学模式。该模式分为准备、实施、评价三个阶段，贯穿地理教学的课前、课中、课后三个环节。作者以《地球的运动》为例，进行具体案例分析，并就探索实践的经验进行总结，力求为初中地理教学提供参考。

关键词：AR;增强现实;混合式教学模式;教学设计;初中地理

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2021）22-0056-04

● 引言

《中国教育现代化2035》中明确提出要探索新型教学方式，充分利用VR/AR技术，推行场景式、体验式、沉浸式学习。[1]《2021地平线报告：教与学版》中预测混合学习模式成为未来教育的技术趋势之一，混合和混合课程模型的技术和实践会对未来教育产生重大影响。[2]因此，在保证教学质量的前提下，如何利用多种手段与技术丰富课堂形式，提升学生的学习动机与兴趣，成为当前值得思考的问题。

● 基于AR应用的初中地理混合式教学模式相关概念

1.增强现实

增强现实（Augmented Reality，以下简称“AR”）是指运用多媒体、3D、交互与传感等多种技术，将计算机生成的虚拟信息进行模拟仿真后，有效应用在现实世界中，从而创造出一个现实和虚拟现实相结合的空间环境。AR技术初期被应用在军事方面，随后被逐渐应用于教育教学中。实践证明，AR技术能够增加学生的沉浸体验，这种体验对学生的学习成绩提升有很大的帮助。

2.混合式教学

混合式教学目前并未有明确的定义，何克抗教授认为，混合式学习是把传统学习方式的优势同E-Learning的优势结合起来，既发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又充分体现学生在学习过程的主体性意义。[3]通过“线上+线下”两种教学组织形式的有机结合，由浅到深地将学生引向深度学习。

● 基于AR应用的初中地理混合式教学模式设计

本研究探索AR技术与混合式教学融合的思路，构建基于AR应用的初中地理混合式教学模式。模式分为准备阶段、实施阶段和评价阶段，其中，实施阶段分为课前、课中、课后三部分，每部分均设置了教师活动、学生活动，以期增强地理学习的趣味性和体验感，实现自主学习与自主知识建构，提升学生地理学习的动机与学业情绪，优化课堂教学质量和效率。

1.准备阶段

准备阶段教师需要对学生特征、初中地理课程目标、课程性质、课程内容以及教学环境做详细分析，并编写教案和导学案。根据课程具体内容选择适合利用AR技术的课程进行教学。

根据教学环境和安排需要，笔者选择“超星学习通”和“妙懂初中地理”作为线上教学应用工具。超星学习通是一个支持多端互通的学习平台，能极大地满足混合式学习的要求。妙懂初中地理是一款将AR技术深度应用于地理学习的教育软件，学生可以在虚拟情境互动中自主探索学习。

2.实施阶段

（1）课前—自主学习

课前阶段主要是学生自主学习的过程。教师在超星学习通中发布课前测试题、AR课前学习资源与任务。学生完成课前测试题（复习课需要，新课可忽略），自主学习教师发布的AR资源，并记录学习过程中的问题与思考（可以将问题反馈到线上学习群中，进行师生讨论与生生讨论）。教师在此过程中可以详细了解学生对本节课程的疑问点，以便在课堂讲授过程中紧抓学生问题与重难点，进行针对性教学。

（2）课中—课堂教学

课中阶段主要是师生课堂教学的过程。首先，教師带领学生回顾课前任务，核对课前作业与思考，根据思考引出本节课的重难点知识。其次，在超星学习通中发布本节课程的学习任务清单，引导学生自主观看AR教学内容，以小组合作的方式完成课程任务。学生在AR虚拟情境中学习本课程的教学内容，通过小组合作，完成教师布置的学习任务，小组汇报任务成果，并对完成后的成果进行小组互评。教师需要对每个小组的学习情况进行评价，并对本课重难点进行总结强调，帮助学生形成完整的知识建构。最后，布置课后任务。

（3）课后—拓展学习

课后阶段主要是学生拓展学习的过程。教师在超星学习通上推送课后学习资料（历年考题、高频考点等）、AR学习资源补充、知识测试题，并结合生活实际，发起讨论话题。学生对学习资源进行拓展学习后完成习题，并积极参与话题讨论。在此过程中，教师应与学生充分交互，将地理课堂知识与实际生活相联系，以调动学生对地理学科的学习动机，为后续地理课程的持续性学习做铺垫。

3.评价阶段

评价阶段要兼顾诊断性评价、形成性评价和总结性评价三个方面。实验开展前，教师对学生的学习成绩、学习动机和学业情绪、深度学习能力四个方面做出测评，以便采取相应措施使教学计划有效实施。在课堂教学实施过程中，将小组之间的互评与教师评价相结合，据此查漏补缺，及时改善教学。课堂教学结束后，教师对学生学习成绩、学习动机、学业情绪、深度学习能力、课堂满意度等方面进行评价，从数据上分析学生在教学过程中的变化，验证教学模式的有效性。

● 教学案例分析——《地球的运动（复习课）》

1.前期分析

实验对象为八年级学生，此阶段的学生已完全具备抽象思维能力，但注意力集中时间较短，容易被外界干扰。本课区域性概念较强，光凭教师口述和多媒体平面化展示无法使学生获得真实体验感，AR技术的加入能极大地弥补这一缺陷，使学生更好地理解并记忆本节课程容易混淆的知识内容，顺利完成复习目标。

2.教学目标

知识与技能目标：地球自转和公转的概念和基本特征，理解地球自转是如何产生昼夜交替现象的，理解时差现象;能够理解在不同节气太阳直射点的位置及昼夜长短状况，理解不同节气太阳光照射情况的差异，理解四季的变化，了解地球五带的划分依据、范围及地理特征。

过程与方法目标：通过AR资源及小组合作，探究地球自转和公转的地理意义;通过列举生活中的事例，感受地球自转和公转与生活的密切联系。

情感态度与价值观目标：提高分析、解决问题的能力，逐步形成良好的学习动机与学业情绪，从浅层学习走向深层学习。

3.教学过程

（1）课前（自主学习阶段）

①前测。

教师活动：在学习通中发布前测试卷。

学生活动：完成测试。

设计意图：前测试卷的设立帮助教师了解学生知识掌握情况，且便于复习后检验学习成效。

②AR自主学习。

教师活动：在学习通中发布AR学习资源及任务清单（填写地球自转和公转基本特征对比表格）。

学生活动：学习AR资源，完成任务。

设计意图：知识较为简单，在课前即可让学生完成，以便给课中环节留更多时间攻克学习难点。

③思考讨论。

教师活动：在学习通中发布思考问题，引导线上讨论。问题1——假设地球既不公转也不自转，会产生什么现象？问题2——地球自转，会产生什么现象？问题3——地球既自转又公转，昼夜又会如何变化？太阳直射点会产生什么变化？

学生活动：思考问题，并在超星学习通班级群中讨论交流。

设计意图：课前启发思考，为本节课重点内容做铺垫。

（2）课中（课堂教学阶段）

①课前任务回顾。

教师活动：任务回顾（自转公转基本特征对比表格核对）;思考回顾（对课前三个问题分别讲解，引出本次课程重点：公转、自转产生的地理意义）。

学生活动：回答课前任务中的内容。

设计意图：三道思考题是引入本节课的重点。根据1、2两道题，引出地球自转产生的地理意义;根据第3题引出地球公转产生的地理意义。让学生带着问题和思考学习。

②课中探索学习。

教师活动：如图1所示。

学生活动：学习地球自转AR资源，小组讨论后，填写学习任务，反馈交流思考题;学习地球公转AR资源，小组讨论后，填写表格，反馈交流思考题。

设计意图：通过AR资源，学生可对地球自转、公转这一地理现象产生真实体验与感受，有助于学生形成空间认知，理解地理现象。教师在思考题的基础上，引出地球自转产生的昼夜更替、时差相关知识内容，以及地球公转产生的昼夜长短变化、四季更替以及五带划分相关知识内容。

③AR知识小组比拼。

教师活动：以组为单位，在AR应用中参与知识竞赛，根据答题结果排名。

学生活动：参与AR知识竞赛。

设计意图：以答题竞赛的方式快速检验知识掌握情况，让学生在竞争中巩固知识。

④知识结构梳理。

教师活动：如下頁图2所示。

学生活动：梳理地球自转和公转知识逻辑结构。

设计意图：知识结构图是对本课知识的逻辑梳理，帮助学生总结本课知识，做到有效记忆并完成知识建构。

⑤评价总结。

教师活动：对本节课做总结梳理，布置课后拓展学习任务。根据竞赛结果选出本节课综合排名前三的小组，给予奖励。

学生活动：参与评价，知识内化。

设计意图：评价奖励过程有利于激发学生外部学习动机。

（3）课后（拓展学习阶段）

①拓展资源。

教师活动：在学习通中发布历年高频考点真题汇总，延伸阅读知识。

学生活动：学习资源。

设计意图：对知识拓展延伸;帮助学生归纳总结历年考题。

②话题探讨。

教师活动：在学习通中发布讨论话题——如果地球自转方向变为自东向西，会有什么特殊现象？生活中有哪些现象说明地球是绕着太阳公转的？举1～2个例子，并说明原因。

学生活动：结合生活实际思考话题，并在超星学习通班级群中讨论交流。

设计意图：发布与学生生活相关联的讨论话题，有助于学生把抽象的地理知识与实际生活相联系，提升地理学习兴趣。

③习题测试。

教师活动：在学习通中发布后测试卷。

学生活动：完成测试。

设计意图：便于与前测成绩做对比，检验教学成效。

4.教学效果

在复习课开始前，笔者对班内学生课前知识点进行摸底测试，课程结束后再次测试，两次试卷题目结构相同，难度相近。前测平均成绩71.53分，无满分成绩;后测平均成绩79.69分，7位学生满分。前后测平均成绩提高8.16分。且在重难点题目上，后测较前测答错人数平均减少40%，学生通过课堂学习，快速掌握了重难点知识。总体来说，在实验课后，学生的地理学习兴趣与抽象空间思维大幅提升，对基于AR应用的初中地理混合式教学比较满意，教学达到了不错的课堂成效。

● 总结

本研究将AR技术作为教学资源融入混合式教学，构建基于AR应用的初中地理混合式教学模式，其价值不仅在于单纯的线上线下教学相结合，更在于两者间相互促进的过程[4]，以学生为中心，将教育技术有效结合，营造良好的教学环境，促进师生共同发展。

参考文献：

[1]朱益明.中国教育现代化2035：从规划到实践[M].上海：上海教育出版社，2020.

[2]EDUCAUSE（2021）.2021 EDUCAUSE Horizon Report：Teaching and Learning Edition[EB/OL].[2021-05-01].https：//www.educause.edu/horizon-report-teaching-and-learning-2021.

[3]何克抗.从Blending Learning看教育技术理论的新发展[J].电化教育研究，2004（03）：1-6.

[4]张涛，齐欣.基于云平台混合式教学的实践与思考[J].教学与管理，2020，820（27）：96-98.

作者简介：刘洁（1995.06—），云南大学职业与继续教育学院研究生，研究方向为教育信息化。

基金项目：云南大学第十二届研究生科研创新一般项目“促进深度学习能力的AR支架教学模式设计及研究——以初中地理为例”。