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增强现实技术在中学化学教学中的应用研究

陆雪闻  
【摘要】:本文通过大量的文献调研,对国内外增强现实技术应用于中学教学的现状进行了总结,就当前化学教学中面临抽象难懂的问题,提出了运用增强现实技术探究式的教学模式。研究内容包括增强现实化学软件的设计开发、教学方案的设计、研究内容的课堂实践和增强现实教学软件应用评价研究这四个方面,并通过调查研究结果来分析增强现实化学教学软件在中学化学课堂教学的适用性;通过多元智能理论、认知主义理论、构建主义理论和视听教育理论的指导设计开发出了适用于中学化学教学的增强现实软件。ChemAR将增强现实技术与移动通讯设备相结合,实现抽象概念、微观知识和空间结构等教学内容的可视化,创设一种虚拟与现实无缝交互的增强现实教学情境,最大限度调动了学习者的积极性,帮助学习者拓展多维空间,具有操作简单、实用性强的特点。基于“经验之塔”理论构建的增强现实技术教学模型,按照学习内容的抽象程度可分成“抽象经验-观察经验-做的经验”三类,根据具体教学情况逐层展开教学,结合实际的学习问题、教学困难需求和不同学习类型的教育特点,设计出了多个具体的AR教学案例,通过对比课堂发现增强现实技术教学具备了其他教学媒体技术所不具备的优势,探讨出了一种高效、灵活的教学模式,以及探索出可行的教学预案。研究的主要工作包括软件的设计开发、教学应用设计、AR教学模型的构建和教学效果调查分析,采用课堂行为评价、问卷调查和访谈的方法对增强现实教学软件做了应用性研究分析,得出结论:增强现实教学软件能高度逼真地模拟实物模型,创设轻松自由的学习环境,有效激发学习者的学习兴趣。在国内关于增强现实技术教学的研究目前仍然还处于初步探索阶段,可以预见,增强现实技术的发展必然会引起教学方法和教学模式新一轮的变革,其发展需要依赖于教师专业能力的提升,信息素养的定位以及教育技术所带动的教育改革。


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