许君

【摘 要】提起AR，大众对其印象仍停留在游戏营销方面。然而实际上，AR技术已经广泛应用到教育、医疗等多个领域。现阶段，政府部门已经采取有力的措施推动教育信息化的发展，同时，教育体系自身的发展需要，都在推动教育+AR垂直市场的发展。文章从四个层面分析AR教学环境对高中生物课堂教学进行优化的具体对策，希望能够为高中生物课堂教学质量的提升与教学环境的优化提供一定的借鉴。

【关键词】教学环境;高中生物;课堂教学

教育信息化2.0是教育信息化发展到一定阶段的产物，不仅仅是对技术的应用，更多的是实现技术与教育的融合，在此背景下，教育领域出现了各种全新的教育理念与教学技术手段，有效地提升了教学效率和教学质量。AR技术能够将虚拟信息与现实世界充分交融在一起，能够让学生获得更加真实的感官体验，在新一轮的课程改革背景下，高中生物教师需要充分发挥AR技术的优势，利用AR教学环境优化高中生物课堂教学，创新教育理念，有效的开展校本教研，反思自身在课堂教学中存在的问题，不断的进行自我提升与创新，进一步提升高中生物课堂教学效率，实现培养高中学生生物学科素养的目的。

1.高中生物课堂教学中存在的问题分析

1.1师生互动形式主义严重，思维深度不足

多数高中生物教师从主观上已经意识到和学生互动的重要性，但是并未全面把握学生的学习情况，课堂师生互动存在较为严重的形式主义，在高中生物课堂教学中，就是为能够构建出有效的问题情境，难以在课堂教学中组织学生进行有效的互动，这种情况下，难以培养学生的生物学科思维意识。这与高中生物教师未能够形成科学的教学观念与知识观念有密切关系，将教学目标狭隘的当作是知识的讲解。

1.2探究教学流于形式，学生的参与度较低

生物教师在组织探究教学的过程中，主要存在以下四个方面的问题，探究点偏离，将动手实验等同于探究式学习，探究程式化且泛化。结合高中生物课堂教学实际情况来看，探究教学程式化的主要原因与教师过于注重一节课程中探究过程的完整性有关，这种情况下，生物老师的讲解过程在课堂中相对比较匆忙，学生深度思维不足，而且参与度比较低，难以达到预期的探究学习效果。

1.3合作学习效率不高，未能进行有效的组织

结合高中生物公开课与优质课教学过程与评比结果来看，多数教师都会采取小组合作探究的方法，但是组织效果并不理想。其中主要原因是教师的教学观念不正确，认为安排学生合作学习是为了充分体现出课程改革的思想，进而导致小组合作学习存在形式化问题。学生在合作学习中未能够得到有效的训练，不利于自身学习习惯的培养。与此同时，合作学习内容的难易程度并不容易把握，因而高中生物合作学习活动流于形式，学生参与有效性比较低。

1.4教学过程中过于重视结果与知识，忽略学习过程与积累

在实验教学与探究活动中，部分教師将实验中的现象直接列举出来，对于实验中出现的原理以及操作的具体流程、注意事项等，只是简单进行列举说明。教材中的关键词语和语段，教师会将其一一列举出来，由于缺少分析与推理的过程，因此，学生的主动思考与分析不足，难以系统的把生物课程知识构建出知识框架。能够关注的知识发现过程的教学，不利于培养学生的科学思维，同时也难以帮助学生掌握科学的研究方法。

2.AR教学环境优化高中生物课堂教学的具体教学策略

2.1利用AR技术创设出真实的教学情景

在与情景的互动中，以帮助学生强化自身的主体意识，同时能够帮助学生了解知识的意义。也就是学生需要在具体的教学情境中，获取到生物知识，并学会知识的迁移与内化，实际能够在生活中更好的利用所学过的生物知识。教学情境是一种常见的教学方法，但是在传统的教学情境创设过程中，二维的图片与视频难以帮助学生进行有效的理解，未能够有效地激发学生的自主探究能力。在高中生物课程中，有很多宏观与微观知识，如果只是依赖于传统的教学方法，难以实现预期的教学效果。应用AR技术手段，生物教师可以结合教学内容，模拟出数字信息，并将其与真实的情景融合在一起，这种情况下，能够将抽象的生物知识转变成具象化的生活实例，有助于学生进行生物实验与探究。以细胞的物质输入与输出教学为例，教师可以结合教学内容，提前制作AR课件，导入本章需要学习的主要内容，帮助学生更好的了解物质的跨膜运输。在这一过程中，学生可以佩戴HMD眼镜，观察到立体的细胞模型，有助于帮助学生更好的了解生物膜与生物膜的生理机能。接下来，教师可以引入主动运输与被动运输的差异，布置学习任务，以任务的方式驱动学生主动学习与思考生物的重点与难点知识，达到预期的教学效果。对于一些肉眼不可见的生物现象，包括人体的器官组织、RNA结构等，可以利用AR技术帮助学生更好的理解与记忆。

2.2创新高中生物课堂教学模式

为了进一步提升高中生物课堂教学效率，教师需要注重学生的主体地位，引导学生从被动接受转变成主动探究。在传统的高中生物课堂中，教师是课堂的主体，教学活动是以教师为核心开展的，未能够充分考虑到学生的学习习惯与认知能力，削弱了学生学习的积极性。将AR技术运用到高中生物课堂中，需要对高中生物课堂教学模式进行创新与优化，让学生与情景、教师等交互在一起，能够在合作探究中提升生物课堂教学效率。在课程改革背景下，教师发挥着组织作用与指导作用，需要教师能够充分发挥各种教学手段的优势，培养学生对高中生物的学习兴趣。在制作AR课件的过程中，就是可以充分利用AR技术的交互性，设计出交互操作的环节，让学生主动参与到教学活动中。AR技术的利用能够将原本枯燥的机械记忆转变成探索、总结与归纳的过程，能够让学生感受到成功的快乐。除此之外，借助于AR技术，能够帮助学生得到更加丰富的媒体信息刺激，有助于激发学生的生物学习动机。以质壁分离的课程教学为例，教师可以鼓励学生进行自主探究，并完成相关的实验操作，可以结合教学内容制作出AR视频。第一，教师可以利用一些简单的小实验进行演示，让学生能够明确质壁分离实验的生物学原理与操作的注意事项。让学生分成多个学习小组，开展质壁分离生物学实验，运用AR软件记录实验结果。与此同时，能够扫描教材的相关内容，可以让两者在软件内建立联系，学生只要打开生物教材，就能够巩固所学过的实验内容。这种情况下，实现了教师讲解到学生的主动参与思考的过程，提升了生物教学效果。

2.3组织学生进行合作探究与學习

组织学生进行合作探究与学习，需要把学生划分成各个学习小组，以小组为单位，以任务为驱动，开展教学活动，达到预期的学习效果。传统生物课堂中的小组合作，主要是学生进行讨论与交流，是一种浅层的合作，这种合作模式会受到时间与空间的制约，阻碍学生之间的互动交流。利用AR技术可以构建出一个虚拟的学习环境，学生可以在这个环境中进行自主交流和自由互动，为学生提供了多样化的学习方式，同时也增强了合作探究的有效性，可以同步进行听讲、提问与互动，让学生能够在面对面的情况下学习生物知识。5G技术的快速发展，进一步提高了虚拟数据的传输能力、计算能力与储存能力，让学生更好地进行AR合作学习。例如，在学习基因分离定律的相关知识时，教师可以让学生小组互动讨论孟德尔实验成功的原因，第一，因为AR技术模拟出豌豆杂交的虚拟过程，让学生指出对实验结果产生影响的主观因素与客观因素，有学生指出，豌豆自花传粉，闭花授粉，在杂交实验中能够有效的避免误差的产生，让实验的结果更加精确。也有学生提出，孟德尔在豌豆杂交实验中应用了科学的统计方法，得出的数据更加准确，也更加具有说服力。在学生讨论结束之后，教师对学生的想法进行归纳与总结，可以帮助学生对生物实验的基本原则与操作方法有更加深刻的理解，增强学生生物学科素养。

2.4积极组织多样化的课外活动

在高中生物的教学过程中，教师需要积极组织各种多样化的课外活动，进一步对课堂内容进行拓展。充分发挥游戏优势与活动设计，能够增强生物知识学习的趣味性，缓解学生的学习压力。在这样的游戏活动中，能够提高学生的创新能力、思维能力与应变能力，让学生能够在快乐中巩固生物知识。以学习减数分裂的教学内容为例，教师可以让学生应用AR眼镜观察染色体的分裂过程，然后用图文表示出各阶段染色体的变化情况。通过直观形象的观察，能够让学生更好的记忆相关的生物知识，提升学生的学习效率。相同的，还可以让学生观察卵细胞的两次分裂过程，对比分析精子与卵子产生存在的相同点与不同点，能够避免学生在学习过程中出现混淆，对概念的理解模糊不清。将活动作为生物课程巩固所学知识的重要渠道，能够激发学生的学习兴趣，同时也可以提升生物教学质量，就是可以将其作为课后作业的一种形式。

3.结束语

综上所述，生物教师可以充分发挥AR技术优势，让生物教学活动更加具有趣味性，能够更好地激发学生的学习兴趣。借助AR技术改变生物教学模式，深化学生在课堂中的主体性，利用AR技术开展合作探究，增强学生的生物学科素养。除此之外，还可以利用AR技术，为学生创建出一个真实且自由的学习环境，有助于培养学生的主观能动性。

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