AR技术赋能小学科学课，创新实践开启趣味学习新篇章

AR技术在小学科学课的实践

随着信息技术的飞速发展，AR（增强现实）技术逐渐走进教育领域，为小学科学教学带来了全新的机遇和变革，将AR技术应用于小学科学课，能够激发学生的学习兴趣，突破传统教学的局限，提升教学效果,培养学生的科学素养和创新能力。

AR技术简介

AR技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，通过在现实场景中叠加虚拟的图像、声音、视频等内容，为用户提供更加丰富、直观的视觉和交互体验，在小学科学教学中，AR技术可以借助特定的设备，如平板电脑、智能手机等，结合专门的AR应用程序，将抽象的科学知识以生动、形象的方式呈现出来。

AR技术在小学科学课中的优势

（一）增强学习趣味性

传统的小学科学教学往往依赖于书本、图片和简单的实验器材，对于小学生来说，有些科学概念较为抽象，理解起来有一定难度，而AR技术可以将枯燥的知识转化为有趣的动画、互动游戏等，让学生在轻松愉快的氛围中学习科学知识，在学习动物的生活习性时，学生可以通过AR设备观察到虚拟的动物在真实环境中的活动，仿佛身临其境,极大地提高了学习的积极性。

（二）突破教学重难点

科学课程中有许多难以用言语和传统教具解释清楚的知识点，如微观世界、宇宙星空、复杂的生物结构等，AR技术能够将这些抽象的内容以直观的形式展示出来，帮助学生更好地理解和掌握，在学习细胞结构时，学生可以通过AR应用清晰地看到细胞内部的各个组成部分及其功能,使抽象的知识变得具体可感。

（三）培养自主学习能力

AR技术为学生提供了丰富的学习资源和自主探索的空间，学生可以根据自己的兴趣和学习进度，自由选择学习内容和学习方式，他们可以通过AR设备反复观察和操作虚拟的实验对象，深入探究科学现象背后的原理,从而培养自主学习能力和探究精神。

（四）促进个性化教学

每个学生的学习风格和进度都有所不同，AR技术能够根据学生的个体差异提供个性化的学习支持，教师可以利用AR技术为不同层次的学生设置不同难度的学习任务和挑战，满足学生的多样化需求,让每个学生都能在原有基础上得到充分发展。

AR技术在小学科学课中的实践应用案例

（一）《植物的生长过程》

教学目标 让学生了解植物从种子发芽、生长到开花结果的整个过程,掌握植物生长所需的条件和影响因素。
AR应用设计 开发一款专门用于讲解植物生长过程的AR应用程序，在应用程序中，设置不同的场景，如花园、农田等，学生可以通过扫描相应的标识或图片，在真实场景中观察到虚拟的植物生长过程，当学生扫描一颗种子的图片时，屏幕上会显示出种子逐渐发芽、长出幼苗、茁壮成长、开花结果的动态过程，同时还可以展示不同环境条件下植物的生长状态对比，如光照充足与阴暗、水分适宜与干旱等情况下植物的生长差异。
教学实施过程
- 导入阶段：教师在课堂上展示一些常见植物的图片，引导学生思考植物是如何生长的，激发学生的学习兴趣，然后介绍本次课程将使用AR技术来探索植物的生长过程,引起学生的好奇心。
- 知识讲解阶段：教师打开AR应用程序，向学生演示如何操作，通过扫描课本上的相关图片或教室中张贴的植物生长过程图，让学生观看植物生长的AR动画，同时教师进行详细的讲解，包括植物生长的各个阶段特点、所需条件等，在讲解过程中，教师可以暂停动画，提出问题引导学生思考，如“为什么种子发芽需要一定的水分？”“光照对植物的生长有什么作用？”等,让学生积极参与讨论。
- 自主探究阶段：学生分组进行自主探究活动，每个小组使用平板电脑或手机等设备，扫描不同的植物种子图片，观察它们的生长过程，并记录下自己观察到的现象和发现的问题，小组内成员之间可以相互交流、讨论，共同探讨植物生长的奥秘，教师巡视各小组,及时给予指导和帮助。
- 总结归纳阶段：各小组选派代表汇报本小组的探究成果，分享在观察过程中发现的有趣现象和问题，教师对学生的汇报进行总结和评价，进一步强化学生对植物生长过程和相关知识的理解，教师还可以布置一些拓展性的任务，如让学生回家后观察自己种植的植物，并记录其生长过程,与课堂所学知识进行对比验证。

（二）《太阳系的认知》

教学目标 使学生认识太阳系的组成，了解八大行星的位置、大小、特征以及它们之间的相互关系,培养学生的空间想象力和对宇宙探索的兴趣。
AR应用设计 利用AR技术创建一个太阳系的虚拟模型，在模型中，准确呈现太阳以及八大行星的相对位置、大小比例和运动轨迹，学生可以通过旋转设备或触摸屏幕，从不同角度观察太阳系的结构，并且可以点击每个行星获取详细信息，如行星的名称、直径、质量、表面温度、大气成分等，还可以设置一些互动功能，如模拟行星之间的引力作用、展示彗星撞击行星等天文现象,让学生更加深入地了解太阳系的知识。
教学实施过程
- 情境创设阶段：教师播放一段关于宇宙探索的视频片段，展示浩瀚宇宙中星辰闪烁的壮丽景象，引发学生对宇宙的好奇和向往，然后提问学生：“我们生活的地球在宇宙中处于什么位置？它与其他星球有什么关系？”从而引出本节课的主题——太阳系的认知。
- 模型展示与讲解阶段：教师打开AR太阳系模型应用程序，将虚拟的太阳系模型投射到教室的大屏幕或通过投影仪展示在大屏幕上（如果条件允许，也可以让学生在自己的设备上同时观看），教师一边操作模型，一边向学生介绍太阳系的基本情况，包括太阳的特点、八大行星的名称和顺序等，在讲解过程中，教师可以利用模型的互动功能，演示行星围绕太阳的公转运动，让学生直观地感受太阳系的运动规律，教师还可以通过对比不同行星的大小、颜色等特征,帮助学生更好地记忆和区分它们。
- 小组合作探究阶段：学生分成小组，每个小组围绕一个特定的探究问题展开讨论和探究，有的小组探究“为什么地球会有四季变化？”有的小组研究“火星上是否存在生命？”等，小组成员通过操作AR模型，观察相关行星的情况，结合自己所学的知识和查阅资料，尝试找出问题的答案，在探究过程中，教师鼓励学生积极思考、大胆质疑,引导他们运用科学的方法进行分析和推理。
- 成果展示与交流阶段：各小组将探究成果以报告或海报的形式进行展示和交流，每个小组选派一名代表向全班同学介绍本小组的探究问题、探究过程和得出的结论，其他小组的同学可以进行提问和补充，共同探讨太阳系的奥秘，教师对各小组的表现进行评价和总结，肯定学生们的探究精神和成果，同时指出存在的不足之处,鼓励学生在今后的学习中继续探索宇宙的奥秘。

AR技术在小学科学课实践中面临的问题及解决策略

（一）设备与资源问题

问题表现 部分学校可能由于经费有限，无法为每个学生配备AR设备，如平板电脑、智能手机等；高质量的AR教育资源相对匮乏,且开发成本较高。
解决策略 学校可以合理规划经费，逐步购置一定数量的AR设备，建立AR实验室或借用学校的多媒体教室设备，供学生轮流使用，教师可以积极整合网络上的免费AR教育资源，或者组织教师团队自行开发一些简单实用的AR教学资源,以满足教学需求。

（二）教师培训问题

问题表现 AR技术作为一种新兴的技术，部分教师可能对其操作和应用不够熟练,缺乏将AR技术有效融入科学教学的能力。
解决策略 学校应组织教师参加相关的培训课程和研讨会，邀请专业的技术人员或教育专家进行培训指导，让教师了解AR技术的基本原理、操作方法以及在教学中的应用技巧，教师之间也可以开展交流合作，分享彼此在使用AR技术进行教学的经验和方法,共同提高教学水平。

（三）学生管理问题

问题表现 在使用AR设备进行教学时，学生可能会被新颖的设备和有趣的内容吸引，导致注意力分散，出现玩耍设备、不专心学习等情况；多个学生同时使用设备时，可能会出现网络卡顿、设备故障等问题,影响教学秩序。
解决策略 教师在教学前要制定明确的课堂规则，要求学生在使用过程中保持专注，按照教师的指导进行操作，教师要加强课堂巡视和管理，及时发现并处理学生出现的问题，对于设备故障和网络问题，教师可以提前做好备用方案，如准备一些离线的AR教学内容或备用设备,确保教学活动的顺利进行。