AR中学地球仪在初中地理教学中的应用研究 论文

AR中学地球仪在初中地理教学中的应用研

究摘要:与传统地球仪相比，AR中学地球仪具有容量大，交互性强等特点，正

在改变着传统的教学方式与学习方式，具有很好的应用前景和推广价值。本文重点阐述AR教学地球仪的内容设计过程,借助AR地球仪的演示帮助学生构建可视

化的动态情境，从而达到开阔学生视野的目的,激发他们探究地理问题的积极性。关键词：增强现实；AR中学地球仪；初中地理教学；

引言初中地理课程标准明确指出，现代信息技术发展迅速，全球定位系统对地观

[1]测系统和地理信息系统得到广泛应用。能否运用信息技术来优化教育教学过

程，推进教育教学改革，有效地提升各学科的课堂教学质量，不仅是目前国际教育界关注的焦点，也是制约我国当前教育信息化能否持续、健康发展的一个“瓶

[2]颈”。如何把

AR

技术与地理教学相结合，是一线地理教师需要积极思考和不

断尝试的主要方向。AR中学地球仪的使用颠覆了学生们在初中地理教学中对传统地球仪的认知模式，能迅速激发学生的学习兴趣，让学生们轻松地掌握天文地

理、世界百科等海量知识，帮助学生构建可视化的动态情境，从而达到开阔学生视野的目的,激发他们探究地理问题的积极性。通过文献检索，发现地理教学缺

乏与增强现实结合的研究，AR大多在科普教育活动、高校创客空间、地理信息系统跟踪注册领域、户外地理物体识别领域、GIS可视化领域等有所涉及，在

基础地理教学上的研究却极少。通过文献分析和实际教学过程发现问题，从而提出相应的解决措施，希望能为运用增强现实进行教学的一线地理教师提供相关参

考。一、AR中学地球仪概述

增强现实(AR)技术最早于1990年由波音公司研究员提出，它是一种利用计算摄影机影像位置、角度以及图像处理技术对现实世界进行扩大和延伸的虚拟

现实技术。增强现实技术本质上是指从虚拟现实出发拓展到一个相对较新的研究领域，利用计算机制造出虚拟的信息，将虚拟的信息融入一个真实的环境之中。

[3]增强现实技术是现实与虚拟的有机融合，其应用遍布多个领域。

AR

中学地球

仪是一种基于增强现实（AR）技术推出的全新教育类产品，采用了全球领先的球面识别和追踪技术及3D渲染技术，让学生能够直观、立体地了解整个世界。

二、AR中学地球仪应用于初中地理课堂的理论支持1.情境学习理论

情境学习理论认为，学习不仅是学习者意义建构的过程，不能简单地把去情境化的知识传递定义为学习过程，所有个体都是生活在社会化的情境中，因而学

习是一种社会性的、实践性的的过程，学习者是在这种特定的过程和情境中逐步获取知识的，所以情境学习理论更重视在真实情境中实施教学活动，更加强调学

[4]习情境对学习者的重要性。

AR

中学地球仪可以充分地为初中地理课堂设置沉

浸式情境，增强初中地理课堂的AR技术能很好的实现虚拟信息和现实环境的连接，帮助学生在

AR

技术创设的各种学习情境中体验、观察复杂抽象的知识，AR

技术的这一特性对学生的学习有很大帮助。.体验学习理论

视听教学理论是由美国教育家

Edgar

Dale

提出来的，该理论指出了获取信息最重要的两种途径为：“视”和“听”。Dale根据获取的经验的抽象程度，把经验

划分为三大层次，并将各种经验细分为十层，形成了学习经验的金字塔结构：“做的经验”位于金字塔的基部，是最具体、最直接的经验；金字塔中部的“观察

的经验”是相对抽象的经验；金字塔顶部为“抽象的经验”是所有经验中最抽象的、最复杂的经验。“经验之塔”理论符合学生的身心发展规律，强调学习经验的获取

[5]是一个从简单到复杂，从直接到间接，从具体到抽象的过程。

AR

中学地球仪

可以帮助教师将抽象地理知识转化为具体知识，将复杂知识转化为简单知识，将静止的二维图片内容转化为动态的三维立体知识，帮助学生更好的理解地理知识

的本质，更好的应用地理知识解决实际问题。三、AR中学地球仪应用于初中地理教学的优势分析

教科书上的学习内容虽然具有较强的针对性，但也存在一定的局限性。学生们在初中阶段，喜欢接触新鲜的事物，如果只靠教辅材料和教师单一的口述构思，

时间久了难免会让学生产生厌倦或懈怠的心理。AR中学地球仪仿能将抽象、晦涩难懂的知识以更生动、直观、全面的方式呈现，用沉浸式体验增强学生的代入

感。1.AR中学地球仪能将平面的地图立体化

在初中地理课堂教学中，单纯地看书、做题、背诵对于学生来说一个枯燥、漫长且单调的过程，即使在课堂教学中教师利用多媒体为学生展示图片，也只是

将一些文字性的东西转换为图片，还是比较的平面呆板。但是，通过AR中学地球仪将这些枯燥的文字转换成为富有立体性的动态画面、声音，学生可以利用界

面点击进行互动学习，让学生仿佛身临其境，为学生创造了一个更加真实的学习环境。将AR地球仪应用于初中地理教学，三维立体效果的呈现可以弥补这样的

缺憾，能够把知识立体化，把难以想象的东西直接以三维形式呈现出来，让学生直观感受到文字所表达不出来的知识，真实的情境可以帮助学生对知识的理解和

记忆，使学生的想象变得更加丰富。另外地理教学中，地理事物复杂多样，区域的山体、河流、地形、地势的判读都需要一定的空间想象力，这对初中生来说单

纯借助平面教学地图无法轻松快速呈现立体感画面。利用

AR

技术呈现模拟山体，学生可以近距离直观地观察山体各个部位，快速判断该区域地形地势特点，

降低学习难度，同时增强学生的学习动机。[6]2.AR中学地球仪的应用能提高初中地理课堂趣味性

在传统的初中地理课堂教学中，学生很少有机会亲自参与到地图互动中，大多数情况下都是由教师一人向学生展示地图读图过程，还这就直接导致了学生对

地理学习的兴趣不高，理解力不足。但是，随着增AR中学地球仪课堂教学中的应用，它可以通过虚拟学习来让学生参与到地理课堂中，具有更强的互动性和展

示效果，从而集中学生的注意力，增强学生的学习兴趣。因为AR中学地球仪呈现的内容非常生动、直观、形象，有助于学生理解和记忆。借助AR中学地球仪，

学生们的课堂体验不再是图书或黑板呈现出的平面内容，而是栩栩如生的三维内容。另外，AR的可视化、互动性可以自然的设计出符合初中生心理发展的游戏

化教学内容，寓教于乐，从而大幅度提升学生们的学习兴趣，提升课堂趣味性。3.AR中学地球仪的应用能提高初中地理课堂效率

AR中学地球仪虚实结合的情境、直观立体的展现形式、实时交互的特性可以有效与初中地理教学融合，为教学注人新的活力，激发学生的学习兴趣，提高

[7]教学效果。通过增强现实创设教学情境，学生通过动手操作和观察去发现问题

和解决问题，建立新的知识结构，不仅响应课改下优化传统教学方式的号召，让教师教的轻松，更能让学生通过交互式学习感知地理课程的魅力，大大提升地理

课堂的教学质量。并且在操作互动过程中潜移默化地拉近师生距离，让课堂不再是以教师一个人表演的形式呈现，有利于教师的引导，学生在沟通过程中建立和

[8]谐友好的师生互动模式。通过

AR

地球仪将地理教科书上的抽象化知识进行具

体的演示，学生在终端上进行多样性学习，从各个方面来思考问题，使得教科书不再是一本抽象的教材，而是变得更加的立体化，更加符合初中生课堂学习的特

点，从而促进学生自主学习能力的提高，从而提高初中地理课堂教学效率。四、结语

综上所述，使用AR中学地球仪进行地理教学可以极大提高学生学习激情，更能辅助教学，将复杂抽象的知识简单化，降低学习难度，同时加强了学生动手

操作和团队协作能力，老师、学生普遍对多媒体技术运用教学给予较高的评价和更多的期待，教师在教学中应该适当选取多媒体技术，大胆使用增强现实技术，

优化实践中的反思和进步，为未来教育事业做好准备。对丰富教师教学手段和提升教学效果、增加学生学习兴趣、提高学生地理成绩有积极影响，为一线地理教

师应用AR技术辅助教学提供了参考。参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通初中地理课程标准（2011版)[M].北京:人民教育出社,2011.

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3]MarinaCarbone,RobertaPiazza,SaraCondino.CommerciallyAvailableHead-Mounted[DisplaysAre

Unsuitablefor

Augmented

RealitySurgical

Guidance:A

Call

for

Focused

ResearchforSurgicalApplications[J].SurgicalInnovation,2020,27(3):254-255.[[[4]傅钢善.

现代教育技术[M].

北京：高等教育出版社,