毕业答辩-增强现实技术在课堂教学中的应用研究——以初中地理教学为例.ppt

,河北科技师范学院,2016,增强现实技术在课堂教学中的应用研究,以初中地理教学为例,学生：,目录/Content,1,2,3,4,5,论文导读,论文内容,论文结论,发展建议,论文总结,01,论文导读,增强现实技术在课堂教学中的应用研究以初中地理为例,论文导读,增强现实技术在课堂教学中的应用研究,内容摘要,摘要,初中地理课程教学仍采用传统的授课模式，在课堂组织形式上缺乏创新与特色，学生处于被动接受地位。AR凭借其虚实结合的突出特点有效的改变了这一状况。,理论层面,AR可以把一些地理事物化虚为实，虚实结合，使学生感知大量的无法实地观察或者抽象的地理事物，进而形成正确的表象，对地理事物有一个正确的认识，达到知识建构的目的。,技术层面,AR是对现实世界直接或间接的演绎，将增强现实的元素（图像、声音、气味等）利用计算机技术等的整合加工，输入到外界环境中，以达到增强感官的效果。,02,增强现实技术在课堂教学中的应用研究以初中地理为例,论文内容,论文内容,章节,增强现实在课堂教学中的应用研究,1,2,3,4,5,6,绪论,AR简介,AR在教育教学中的理论支持,基于AR的教学设计的前端分析,基于AR的教学设计的策略分析,基于AR的教学案例,绪论,研究现状,增强现实技术在课堂教学中的应用研究,欧美等发达国家已对增强现实技术相关领域做出了大量实践研究，其研究方向主要集中于创设教学情境、模拟教学实验、发展“立体”图书、开发教育游戏等研究领域。,国外研究现状,国内研究现状,国内侧重于增强现实技术的教育理论研究，目前研发的大部分AR软件被应用到娱乐生活方面，相应教学产品数量较少且缺少多元化。,总结,既要重视理论研究，用理论指导实践；又要重视实践，在实践中不断创新，二者相辅相成，缺一不可。,绪论,研究意义,增强现实技术在课堂教学中的应用研究,提高教学效率,优化教学模式,创设教学情境,摒弃了以往将知识与自然环境相分离的教学模式，突出了学习环境的刺激作用。,利用AR良好的沉浸性、交互性，创建“有援性”教学环境。,提高学生的课堂活动的参与度，提高其学习兴趣。,绪论,概念界定,增强现实技术在课堂教学中的应用研究,虚拟现实技术（VirtualReality,VR）,增强现实技术（AugmentedReality,AR）,VR是一种基于计算机仿真技术的技术，通过对现实环境的模拟仿真在平板等移动设备中构建出一种和现实环境相似的场景，借助于手机等移动设备，将现实环境下不存在的东西呈现在使用者眼前，从而产生一种如同在现实环境中一样的错觉。,AR是对现实世界直接或间接的演绎，将增强现实的元素（图像、声音、气味等）利用计算机技术等的整合加工，输入到外界环境中，以达到增强感官的效果。,AR与VR的异同,相同,不同,具有相似的应用领域，均可虚拟外界环境；具有相似的技术原理，均利用计算机仿真技术。,VR的场景和本体是完全割裂开的，即用户无法感知到周围的真实世界；AR中的场景和本体是有着实跟虚的联系，本体在环境中能同时感知两者的存在。,AR简介,技术原理,增强现实技术在课堂教学中的应用研究,AR是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，它把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息，利用计算机技术模拟仿真后在进行叠加，输出到真实世界，为人类带来超越现实的感官体验。,三种表现形式,1.Monitor-Based,2.光学穿透式HMD,3.视频透视式HMD,AR简介,特点沉浸性、交互性,增强现实技术在课堂教学中的应用研究,交互性,沉浸性,实现深入互动，与整个环境进行信息交流，加深学习者的理解，完成知识建构。,一种真实的沉浸，即可以感受外界环境中“真”和“实”的部分，用户仍处在真实世界中，能够感知周围一切真实的存在。,理论支持,学习理论,增强现实技术在课堂教学中的应用研究,行为主义学习理论,学习是刺激与反应之间的联结，行为是学习者对环境刺激所做出的反应。,建构主义学习理论,认知主义学习理论,人的认识不是由外界环境刺激直接给予的，而是外界刺激和认知主体内部心理相互作用的结果。,知识不是通过教师传授得到的，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人（教师、伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得的。,前端分析,教师分析,增强现实技术在课堂教学中的应用研究,信息意识,信息知识,信息能力,对信息有较强的敏感度，认识信息资源对教育教学的重要性。,有效地获取和传递信息。,能将信息与学科进行整合；熟练使用信息技术，创造性地解决问题；注重对学生信息素养的培养。,信息素养,前端分析,学习者分析,增强现实技术在课堂教学中的应用研究,空间知觉能力,辩证思维能力,抽象逻辑思维,个体学习风格,总体而言，中学生不能够很好的将空间知觉能力与辩证思维能力运用到地理的学习中。并且，此年龄阶段的学生的注意力在稳定性和持久性方面较差，无意识记常常表现明显，对学习内容带有一定程度的倾向性，倾向于自身感兴趣的材料。,前端分析,学习内容分析,增强现实技术在课堂教学中的应用研究,地理事物的空间结构和空间分布,地理事物的空间差异和空间联系,地理事物的空间运动和空间变化规律,将AR应用于地理课堂活动中，能够有效促进学习者的地理空间理解能力，增加学习者对复杂空间中概念及其相对关系的理解。,前端分析,教学目标分析,增强现实技术在课堂教学中的应用研究,知识与技能,过程与方法,情感态度价值观,了解有关地理学中地理空间结构的相关概念，了解部分常见地形地貌的特征以及它们的形成过程，并能够利用这些知识进行学科迁移。,掌握地理学科思维方法，能熟练使用各种工具学习地理知识。,培养其对祖国大好河山的热爱之情，鼓励学生去探索地理的奥秘，激发学生对地理学习的兴趣。,前端分析,教学环境分析,增强现实技术在课堂教学中的应用研究,AR可以帮助学习者在虚拟和真实的两种环境中实现“无缝”转换，很大程度上延伸了传统课堂教学活动的学习空间。增强现实技术摒弃了传统课堂将知识从自然情境中分离出来的做法，提倡学生个体在参与实践活动中提高社会化水平，在虚实结合的环境下，与他人与环境相互作用。,身临其境的学习环境,策略分析,教学策略,增强现实技术在课堂教学中的应用,先行组织者策略,支架式教学策略,抛锚式教学策略,先行组织者是指安排在学习任务之前呈示给学习者的引导性材料，它要比原学习任务本身有更高的抽象、概况和包容水平，并且能清晰地与认知结构中原有的观念和新的学习任务关联。,支架式教学是为学习者建构对知识的理解提供一种概念框架。这种框架中的概念是为发展学习者对问题的进一步理解所需要的，教师为学生创建“有援”的学习环境，学习支架就是学习环境中“有援性”的一个突出表现。,抛锚式教学策略要求建立在有感染力的真实事件或真实问题的基础上，要求学生到实际的环境中去感受和体验问题，而不是听经验的间接介绍和讲解。,教学效果,教学案例,增强现实技术在课堂教学中的应用,（1）实践对象北京市八一中学二年级一班、二班。每班各35人，共70名学生。（2）实践过程一班用传统方式进行授课，用挂图、多媒体技术。二班使用立体教科书进行教学。二班教学时，每次以小组为单位让学生对AR软件进行操作；一班用挂图和投影仪来学习影响我国气候的主要因素。选取10道题对一班、二班同时进行测试，使用传统教学方式的一班同学正确率为70%，使用立体教科书进行教学的二班同学的正确率为80%。,03,增强现实技术在课堂教学中的应用研究以初中地理为例,论文结论,论文结论,增强现实技术在课堂教学中的应用研究,创设身临其境的学习环境,调动学习者的学习兴趣,实现高效率的知识建构,培养学生创新思维能力,04,增强现实技术在课堂教学中的应用研究以初中地理为例,发展建议,发展建议,增强现实技术在课堂教学中的应用研究,从应用的角度分析如何能在现有条件下提高教师将AR设备运用于具体教学活动中的能力。,研究展望,从更广泛的角度分析AR在具体学科中的运用模式以及使用方案。,从更深入的角度细化AR在教学环节的使用进行研究。,从更实际的角度分析AR是否适合我国国情，能否在广大中小学开展运用起来。,05,增强现实技术在课堂教学中的应用研究以初中地理为例,论文总结,论文总结,增强现实技术在课堂教学中的应用研究,本文以教学过程的开展为主线，论述了增强现实技术支持下的教学理论，进行了基于增强现实技术的教学设计的前端分析，研究了具体教学目标下组织教学