AR技术在初中地理教学中的运用

蒋奕珺

摘要：在地理教学中合理运用AR技术，有助于构建高效地理课堂，化解教学难点。经常用到的AR技术有“AR地球仪”“地形沙盘”“妙懂初中地理”等，可以运用“AR地球仪”直观呈现地理空间，运用“地形沙盘”创设生动的地理场景，运用“妙懂初中地理”开展仿真地理实验。运用AR技术时，要遵循技术服务教学、服务学生等原则。

关键词：初中地理；AR技术；地理教学

AR（Augmented Reality）技术又称增强现实技术，是一项在虚拟现实基础上发展起来的新技术，具有虚实结合、实时交互、三维建模等特点，能将计算机形成的虚拟信息叠加到现实场景中，使人们在视觉、听觉、触觉等方面增强对现实世界的体验［1］。初中地理自然科学部分有空间跨度大、时间变化大的宏观特性，其中经纬网、地球运动、世界气候等重难点内容很难用课件、二维图片和实体模型等解决。在地理教学中合理运用AR技术，有助于构建高效地理课堂，化解教学难点。

地理教学中经常用到的AR技术有“AR地球仪”“地形沙盘”“妙懂初中地理”，能帮助学生即时识别动态模型；在自由操作中利用其中的交互功能，看到立体、动态的地球自然景观，调动多种感官学习，主动投入体验式学习和沉浸式学习［2］；在虚拟模型与现实场景的切换中，轻松理解抽象知识，提高地理实践能力。

一、 运用“AR地球仪”，直观呈现地理空间

在初中地理教学中，教师往往会因注重知识点的教学而忽略地理原理讲解，导致学生缺乏对地理知识的整体认知，灵活变通能力欠缺，遇到需要迁移知识解决的问题时就手足无措。“AR地球仪”可以直观、立体地展示画面，呈现地理空间，帮助学生动态整合地理知识。例如，教学人教版七年级上册关于经纬线的知识点时，学生单是通过展示平面图理解经纬线的形状、特征及分布规律，难度较大。AR技术的引入就能很好地解决这个问题。有教师运用“AR地球仪”，将所有纬线具象地呈现给学生，为学生提供了立体的观察资源。“AR地球仪”中的交互功能，可以让学生看到立体、动态的地球自然景观场景，可以听到专业的配音，调动多种感官学习，真正实现体验式、沉浸式学习。

学生通过多角度转动地球仪，观察纬线的长度、分布规律、形状特征及其从赤道到两极的差别。教师引导学生在“AR地球仪”上指一指，画一画，说一说，加深印象。在此基础上，教师让地球仪动起来，让学生观察地球自转的方向和纬线的走向是一致的，从而理解了纬线连接着东西方向的原理。

此外，“AR地球仪”还能通过直观呈现全球气压带和风带分布、大洲大洋之间的方位关系、地球公转轨迹等，让学生形象直观地理解和把握相关地理原理。

二、 运用“地形沙盘”，创设生动的地理场景

突破地理重难点，仅靠教师反复讲解收效甚微，要让学生从根源上理解知识，需要创设相关场景，帮助学生化难为易。运用“地形沙盘”，能够创设出多种生动的地理场景，帮助学生即时识别多种动态地理形态，洞悉真实的地形与水流，理解所学知识，找到合理的解决问题的办法。

首先，在生动的地理场景中加强观察探究。例如，人教版七年级上册的等高线教学中，“等高线不同的弯曲方向代表什么地形部位？”“等高线的疏密有什么不同？”“等高线的高度如何推算？”等问题，经常难倒一大批学生。此时运用“地形沙盘”堆出某地模拟地形，形成立体直观的沙盘模型，创设“布局旅游景点”的场景，让学生先观察地形样貌，说说哪里是平原，哪里是陡崖等，并描述这些地形的特征。在学生掌握各类地形的基础上，进一步引导他们观察探究不同地形的等高线分布有什么差异、高度变化如何；启发学生聚焦问题“如果要在该地设计和规划一个旅游景点，该如何实现？”观察探究。这样生动有趣的地理场景，一下子提高了学生观察探究的积极性。接下来，教师让学生用标签标记旅游點的位置。其间，学生可以根据直观的地形模型理解陡崖、缓坡、平原等地形，加强对等高线分布特征的认识；可以根据河流流经的等高线分布疏密情况，推断河流流速和落差，将平面抽象知识转化为立体可视化的模型。

其次，在生动的地理场景中加强交流互动。“地形沙盘”创设的生动地理场景，能将枯燥的知识转化为游戏，吸引学生参与学习，并在师生互动、生生互动中迸发灵感，突破重难点。例如，在人教版七年级上册海陆面貌的教学中，学生对大陆、岛屿、半岛、海、海峡、洋等相似概念分不清楚。教师便运用“地形沙盘”创设“你推（沙盘）我猜（海陆）”的游戏场景，让学生甲在“地形沙盘”上堆出大陆和海洋，接着从大陆中推出一块连接大陆的陆地，学生乙猜出是半岛；学生甲再用手一划，让半岛脱离大陆，学生乙猜出是岛屿；最后学生甲将一个大岛屿切成多个小岛，学生乙猜出是群岛。教师将“地形沙盘”的画面投屏，让所有学生都能参与交流互动。这种随时交流互动的学习方式，高效达成了教学目标。

再次，在生动的地理场景中加强现实体验。培养地理实践力是地理核心素养的重要组成部分。联系学生生活实际，运用AR技术模拟现实的地理实践活动，能够在加强学生现实体验的同时，发展其地理实践力。例如，人教版八年级上册自然灾害一课的主题是认识台风和防范台风。教学中，教师运用“地形沙盘”引导学生规划防灾工作。现实体验环节，教师将“地形沙盘”堆成某山区的地形模型，其中包括池塘、村庄、果园、农场……组织学生参与模拟现实体验。学生通过研究地形特征，现身防灾救灾现场，针对受灾群众的不同需求，指导防灾救灾工作。他们结合个人生活体验操作“地形沙盘”，帮助游客寻找附近安全的山体躲避，并设计躲避指南；预测果子成熟时间，建议果农提前安排采摘；选择合适的地点，提醒家禽养殖户提前加固篱笆、打造防风防水区域，保护家禽……此外，学生还主动利用“地形沙盘”模拟现实的农业规划实践活动：在某地形区设计符合实际的果蔬种植位置，向果农们传授需要用到和必须用到的农业技术；主动将自然环境与社会经济相结合，设计不同的种植区，分析其地理优势，同时提出“河谷种植区油菜保温灌溉规划”“缓坡种植区油菜保温灌溉规划”等不同环境下的优化种植区方案，增强了现实体验，发展了地理实践力。

三、 运用“妙懂初中地理”，开展仿真地理实验

很多地理实验很难在学校实验室开展，无法带给学生切身的体验。运用AR技术“妙懂初中地理”，引导学生开展仿真的地理实验，就能较好地解决这一难题。“妙懂初中地理”包括AR难点妙懂、3D考点妙记、PK地理妙赛等模块，不仅有详细的解说，还有配套的AR立体动画，将虚拟模型与现实场景叠加，将初中地理知识转化为浅显易懂、生动有趣的AR、3D等多媒体内容［3］，能帮助学生在开展仿真的地理实验过程中，提升探究意识和科学实验能力。例如，人教版七年级上册等高线地形图的教学中，“山区水库的修建选址”是重点。教师一般会提供等高线地形图，让学生在图上判断河流的位置和上下游，找出最适合修建水库的地点。因为缺少地理体验，学生面对这样的问题常无从下手。教师引入“妙懂初中地理”配套学具，让学生先观察上面画满等高线的硬塑料板，然后打开软件，扫描这块塑料板。瞬时，立体的山区呈现了出来，河流从山谷中流淌而过，甚至还发出“哗哗哗”的水流声，给人身临其境的感觉。此时，教师引导学生探究修建水库的最佳地点，学生就能理性分析，从而认识到为何要将水库修建在河谷的最窄处，为何要建在上游而非下游，如何判断河流的上下游等问题。

此外，地球的自转与公转、洋流的分布等现象的“现实发生状况”，也可以运用“妙懂初中地理”以及“AR寰宇地理系统”，引导学生多次实验。如此，既能降低教学成本，又能助力难点突破。

当然，AR技术在地理教学中的使用，不能为用而用，需要讲求技术服务教学、服务学生等原则。实际教学中，教师还可以将AR技术与多种数字化软件相结合，将地理知识直观化、形象化，增强学生的空间体验感。

参考文献：

［1］ 季静宇.AR技术在初中地理教学中的应用——以“等高线地形图”为例［J］.地理教学，2018（4）：5152.

［2］ 蒋敏链.浅析AR中学地球仪在高中地理教学中的应用［J］.中学地理教学参考，2020（1）：5152.

［3］ 李旭.刍议AR技术在中学地理教学中的应用［J］.地理教学，2019（2）：79.