新课程标准强调科学教育应促进学生核心素养的发展。小学科学教育实践需围绕这一目标,采用多元化教学方法。近年来,AR技术作为新兴的教学辅助手段,在小学科学课堂中崭露头角,可以显著提升教学质量与效率。
AR技术,即增强现实技术,通过即时分析摄像头影像的位置和参数,并叠加虚拟图像,将虚拟信息无缝嵌入现实环境,实现动态交互。学生使用平板或智能手机,通过内置摄像头即可与虚拟内容互动,降低了学校部署AR教育资源的门槛。AR技术以其独特的沉浸感、互动性和三维呈现,为学生开启了全新的学习旅程,将智慧体验无缝融合于小学课堂,构建了数字化的教学场景、资源宝库与创新教学模式。
小学生正处于从具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的关键阶段,偏好直观且生动的学习材料,相较于抽象概念,更容易吸收直接感知的信息和实体实例。以《食物在身体中的旅行》课程为例,借助AR技术生成的动态消化器官解剖图,学生可以直观探索消化器官的各个部分及其功能,深刻理解人体的消化器官运作过程。新型的AR教学减轻了学习的难度,激发了学生的学习热情,为全面提升学生的综合素养提供了强有力的支持。
小学科学教育,涵盖物理、化学、生物、地理等多个学科领域,教育资源丰富多样,但诸如记录气象变化、追踪蚕的完整生命周期、月相观测等实践活动,往往耗时长、资源需求大,在有限的课堂教学时段内难以深入展开。在探讨《蚕的一生》课程时,仅依赖口头讲解和二维图像展示,学生很难全面构建对蚕生命周期的理解框架;反之,让学生亲身养育蚕宝宝,直观了解蚕的四个生命阶段,整个周期长达49至56天,远远超出了课堂教学的合理安排。应用AR技术,则能高效解决这一难题:通过扫描激活的三维模型,生动再现蚕的各个生长阶段;学生在虚拟却高度逼真的环境下,系统且直观地掌握蚕一生的变化,也能激发学习兴趣。
同时,小学生在安全认知上比较欠缺,难以识别实验操作中暗藏的风险。实验器材使用不当,很容易在实验过程中引发意外,产生严重后果。通过融入AR技术的学习场景,能够整合教学资料,生动展现那些难以现场演示的内容。例如,在四年级的“点亮小灯泡”实验教学中,学生如果误将导线直接连接在干电池的正负极上,可能导致短路,引起导线与电池急速发热,存在爆炸风险。采用AR技术教学,则能让学生在无风险环境下尝试,从错误中进行总结,有效丰富了教学手段,既能保护实验材料不受损,也能避免真实操作中存在的安全隐患。此外,安全用电与日常生活紧密关联,AR技术可以让学生在绝对安全的环境中,模拟多种家庭电路接线方法,满足他们的探索欲。
总之,通过AR技术打造虚实交织的教学场景,跨越了传统教学的时空壁垒,树立起安全、高效的实验教学新标杆,激励学生主动探索,有力提高了科学课程的教学实效。教师要精研课程内涵,巧借AR技术精心布局每一堂课,明晰教与学的定位,促进跨学科知识在AR平台上的深度融合,提升学生科学素养。(九江小学 黄玲)