加强现实技术在基础教育中的作用思维导图

在教育信息化的背景下，技术作为一种有力的手段，在基础领域教育教学中起着重要的作用，如果运用得当可以提高教学效率，优化教学效果。AR技术在现代教学中，使教学形式更加形象多样，有着巨大的潜在优势。

增强现实技术（AugmentedReality，AR）是将虚拟的信息应用到现实世界中，使学习者在真实环境中，亲眼看到并且操作可以生成的虚拟模型及场景，它给学生提供了真实有效的自主学习空间。

（1）虚实结合。AR技术是通过传感器的扫描，把多种信息呈现在虚拟环境中。AR对于硬件设备的要求不太高，只要学习者手中有平板或者手机这类移动终端就可以进行个性化的学习。学习者可以动手操作，迅速获取某一物体的全景。学习者被AR从屏幕中拉回到现实世界，使得虚拟和现实发生无缝的结合。

（2）虚实同步。AR的核心技术是三维注册，根据现实位置的变化进行灵活的调整，能够实现物理世界和虚拟世界的实时同步，增强学习者的学习体验。AR技术的实时性特点，也可以让我们很好地利用碎片化的学习时间，提高学习的效率。（3）交互自然。在物理的交互空间中可能会有多样化的交互行为，学习者可以通过手中的交互设备与虚拟物体或者虚拟环境进行交互，与环境的关系变得更加紧密，有效增强学习者对环境的感知和代入感。应用AR技术能够在一定程度上弥补传统教学中师生互动不足的缺陷，当教具不够用时，AR技术可以为教师提供生动形象的教学器材，促进有意义学习的发生。

随着AR技术的普及，不断地被教师纳入基础教育的课堂中。在小学数学"图形与几何"的学习中，由于内容和概念的抽象性，学生不易理解，无法利用数学知识解决实际问题。小学阶段是培养学生抽象思维和空间想象能力的关键期，能够为以后学习深层次的几何知识奠定基础，必须引起重视。利用AR技术可以改变小学数学课堂的教学模式，使得"图形与几何"的教学不再枯燥无味，为学生打造更加真实有趣的数学课堂，提高学习效率。借助AR技术开展情境教学。《新课标》指出数学来源于真实生活，它是对现实生活的高度抽象。教师必须要从学生熟悉的生活场景出发进行教学，使学生身临其境，感受到数学的魅力，从而培养创造性思维。学生在生动的情境中可以激起学习热情，唤起思考的欲望。例如在《圆柱与圆锥》的学习过程中，教师可以利用AR技术激活课本知识，为学生呈现游乐场或者学校的全方位场景，让学生找一找在哪些地方有圆柱和圆锥，在寻找的过程中主动对比两者的区别。还可以将个别场景单独拿出来研究，将抽象的数学知识转化为具象的形态，学生能够近距离地接触立体图形，从对概念的认识过渡到对性质的理解，激发学生学习数学的学习热情。借助AR技术开展个性化学习。在传统的教学中，由于学生的学习水平存在差异，教师开展个性化的教学存在着一定的困难。在AR环境中，学生与学习环境之间的关系变得更加智能紧密，实现深度交融。学生在独立操作软件的过程中，调动多种感官完成学习任务，获得沉浸式的学习体验。AR技术提供了一个多元化的课堂，学生可以从不同的角度去观察物体，按照自己的步调与学习资源进行交互。例如在《长方体和正方体》的学习中，教师可以将学习任务分解，学生可以自主对自己感兴趣的内容和不理解的环节深入探究，随时调整自己的学习进度。在开展个性化学习的过程中挖掘学生的潜能，培养他们的独立思考和动手操作的能力。借助AR技术开展合作学习。在AR技术的支持下，学生能够切身体验到三维的虚拟模型，有更真实的学习体验。面对复杂的数学问题，教师可以分小组进行合作探究。例如在《圆的认识》学习过程中，学生互相交流心得体会，共同探究圆的周长和直径的关系。或者让学生进行角色扮演，将自己置于任务情境中，从不同的角度去观察，体会"玩中学"的乐趣。不仅可以锻炼学生换位思考的能力，还可以提高他们学习的注意力，深化对知识的理解。学生在合作探究的过程中逐渐完善知识体系，最终完成协作知识建构，提高自我认知水平。但是教师不能完全放任学生的合作，要随时监控教学突发情况的发生，调节课堂学习的整体进度，使AR支持下的合作学习发挥最优效果。

促进学生的理解性学习。在AR环境中，学生是学习的主体，能够在AR软件中获取大量的实践材料进行体验，对于难以理解的地方可以反复练习，积累数学经验，将知识逐渐内化于心。AR技术为学生搭建了一个认知的桥梁，通过展示各式各样的3D立体图形，增强视觉感知，使学生自然地从二维空间过到三维空间中。学生在体验和感悟中将数形相结合，使某些抽象的数学问题变得直观化，便于理解。同时学生在动手操作的过程中能够掌握多种解决问题的方法，实现从知识的发现到建构的转变，初步建立起一些抽象的数学概念。促进知识的迁移与应用。数学的学习建立在先前知识经验的基础之上，每个板块的知识都是相互联系的，学生可以将新知识整合到原有的知识结构中或者形成新的知识结构，促进对新知识的理解。在课堂中，学生利用AR教学软件能够发现很多进行知识迁移的情境，例如问题情境、故事情境、实物情境等，也能实现不同学习场景中的自由切换，感受到真实的互动。在AR场景中利用新旧知识之间的联系进行探究，为学生后面的学习打下基础，在知识迁移与应用的过程中促进学生的深度学习。促进数学核心素养的培养。利用AR技术进行教学对学生数学核心素养的培养起着至关重要的作用。AR教学利用其沉浸式的学习体验促进学生数感的培养，在探究学习的过程中建立代入感，体会数学与真实生活的紧密性。除此之外，还可以培养学生的数据分析观念。在传统的数学课堂中，部分内容可能需要学生用大量的时间做实验，针对得出的数据再做分析和判断。而AR教学可以提供三维立体、实时交互的仿真模型，学生可以选择不同的模式进行体验，快速接收数据，节省做实验的时间，提高学习效率，在潜移默化中培养了学生数据分析的观念。

AR技术在基础教育的教学过程中发挥了独特的价值，改善了传统教学中的一些弊端，为学生提供了更多的学习机会。因此应该加大对AR技术发展与应用的支持，重视对多种教学模式的探索，促进AR技术和教学的深度融合。同时在应用AR技术的过程中，务必要分清主次，不能随意调换位置。它作为一种教学手段，不能代替教师的启发与引导，更不能用技术代替学生独立思考的过程。作为新时代的教师，面对新技术要不断更新自己的知识储备，提高自身综合素质，在技术的辅助下更好地促进学生的有效学习。

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