刊名: 教师教育研究
主办: 北京师范大学;华东师范大学;高等学校教资培训交流北京中心
周期: 双月
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 1672-5905
CN: 11-5147/G4
邮发代号: 2-418
历史沿革:
曾用刊名:高等师范教育研究
期刊荣誉:核心期刊 CSSCI来源期刊来源期刊;国家新闻出版总署收录;Caj-cd规范获奖期刊;中国期刊网来源刊;百种重点期刊;社科双百期刊;全国优秀社科期刊
创刊时间:1989
基于AR技术的初中地理教学案例设计 ——以《等高线地形图的判读》一课为例
【作者】 王大洪
【机构】 四川省宜宾市筠连县筠连镇古楼小学
【摘要】随着教育数字化与学科核心素养培养的推进,传统初中地理教学方式让教学效率和学习体验受到了严重限制,而AR技术的出现,让学生能从“被动听”转为“主动探”。为此,本文就以《等高线地形图的判断》一课为例,从知识理解、技能强化、实践转化和教学优化四个环节分析了AR技术应如何运用到实际教学中。【关键词】空间思维;地形部位;立体形态
AR技术凭借强大的实时交互性,可实现虚拟环境与真实世界的无缝融合,将其应用到初中地理教学中,能让学生在学习中产生强烈的“沉浸感”,这种沉浸式体验不仅能将抽象的空间关系变得可触可感,还能彻底打破传统教学中“靠文字想象”的局限性。
一、拆解抽象概念,直观呈现特征
在《等高线地形图的判读》教学中,“平面等高线符号如何对应立体地形”是学生的核心认知障碍,传统静态图文教学难以帮助学生建立空间关联,而AR技术就可依托三维可视化优势,将抽象概念转化为可感知的具象内容。
首先,老师可将含海拔标注、地形部位标识的标准等高线地形图导入AR教学系统生成可旋转、可缩放的动态3D山地模型,然后在模型上分层标注“等高线”“海拔数值”“陡坡/缓坡”等关键要素,确保每个抽象概念都有对应的立体形态支撑。其次,在讲解“等高线疏密与坡度关系”时,通过AR模型聚焦展示同一山体的不同坡面,比如等高线密集区域,模型同步呈现陡峭的山坡形态;等高线稀疏区域,则对应平缓的山体坡面”,让学生通过视觉对比直接感知“线密坡陡、线疏坡缓”的规律。再者,讲解山顶、山谷等地形部位时,先在3D模型中清晰定位突出的山顶、凹陷的山谷等目标部位,接着同步高亮显示平面地形图中对应的等高线形态,如山顶为闭合等高线、数值中间高四周低;山谷为等高线向海拔高处凸出,引导学生实时对比“立体地形”与“平面符号”。这样才能将抽象的等高线分布规律与具象的地形特征深度绑定,帮助学生快速突破空间思维瓶颈,高效理解和掌握判读核心特征[1]。
二、聚焦地形部位,强化判读方法
山顶、山脊、山谷等地形部位的识别是《等高线地形图的判读》的核心知识点,仅靠文字描述或静态图示,学生易混淆判读逻辑,常出现“记混等高线凸向”“无法关联立体地形”等问题。而AR技术课通过“演示—实操—验证”的闭环设计,精准聚焦地形部位、强化判读方法。
首先,老师要按照“山顶—山脊—山谷”的教学顺序逐步推进,先在AR生成的动态3D山地模型中,精准定位并放大目标地形部位,然后引导学生观察各部位的立体形态差异,接着切换至对应的平面等高线视图,用不同颜色高亮显示特征线条,如山顶对应闭合且数值“中间高、四周低”的等高线、山脊对应向海拔低处凸的等高线,山谷对应向海拔高处凸的等高线,从而明确各部位的判读依据。再者,发放带有AR识别功能的纸质等高线地形图,让学生自主用设备扫描,在生成的3D模型中手动寻找和标注目标地形部位,待标注完成后,AR系统会即时反馈结果,标注正确则弹出“判读准确”提示并重申要点,错误则自动显示正确位置,同时对比分析错误处与正确位置的等高线差异。最后,老师进行巡视指导,针对学生普遍混淆的“山脊与山谷”问题,通过AR模型动态对比二者等高线凸向,让学生在“观察特征—动手标注—即时纠错”的过程中,反复强化判读逻辑,从而形成稳定、准确的地形部位识别能力。
三、创设应用场景,深化地形认知
在《等高线地形图的判读》教学中,学生常因缺乏现实场景关联,难以将地形判读知识与实际应用相结合,导致认知一直停留在“会识别但不会用”的层面,而AR技术便课依托场景化模拟优势,搭建知识学习与现实应用的桥梁。
首先,老师要围绕生活实践与地理问题设计教学场景,即“山地露营地选址”“山区公路选线”“应急救援路线规划”等,将AR、3D等高线模型与现实要素融合,如在“露营地选址”场景中,通过模型标注山顶、山谷、缓坡等部位,添加“山谷易积水”“缓坡地势平坦适宜搭建”“山顶风力大”等现实条件提示。其次,引导学生以小组为单位,基于AR模型中的等高线特征分析场景需求,然后经讨论并确定最优方案,而在此过程中,AR系统就能实时高亮显示方案对应的地形部位,帮助学生明确地形选择与现实影响的关联[2]。最后,各小组可借助AR模型演示方案的可行性,教师则结合演示点评方案优劣,让学生在解决真实问题中巩固地形判读方法,理解等高线地形图在实际生活中的应用价值,这样方能实现从“认知地形”到“运用地形”的深度跨越。
四、精准诊断问题,提升学习效率
在传统课堂中,老师难以及时、精准掌握每个学生的知识漏洞,导致教学反馈滞后、效率低下,但AR技术凭借实时数据追踪与个性化反馈功能,能快速诊断学生存在的学习问题,从而提升其学习效率。首先,在AR教学系统中设置分层任务,如基础层为“识别地形部位”、提升层为“分析地形对人类活动的影响”,当学生完成任务时,系统会实时记录其操作数据,如识别山脊、山谷时的标注错误率、分析公路选线时的思考时长、等高线疏密与坡度关系的判断正确率[3]。其次,借助系统自动生成个人学习报告,精准定位问题,如“山谷等高线凸向判断反复出错”“忽略地形对降水汇集的影响”,并推送针对性纠错资源,如山谷判读AR动画、地形与降水关联的微视频。最后,老师要整合班级学习数据,对高频错误点开展集中讲解,然后依据个人报告展开一对一指导,并通过AR模型动态演示学生的错误思路与正确逻辑的差异,让学生直观发现问题的根源。这既能有效减少无效学习时间,又能实现“实时诊断—精准反馈—靶向辅导”的高效学习过程。
根据以上相关阐述和分析,随着教育数字化转型加速,AR技术凭借“虚实融合、交互性强”等核心优势,逐渐成为破解传统学科教学通点的重要工具。对于初中地理《等高线地形图的判读》这类依赖空间思维的课程,老师就要借助AR技术拆解抽象概念,直观呈现特征、聚焦地形部位,强化判读方法、创设应用场景,深化地形认知、精准诊断问题,提升学习效率,这样才能降低空间认知难度,激发学生学习主动性。
参考文献:
[1]张帆. 人工智能技术在初中地理读图教学中的创新应用[J].华夏教师,2025,(01):77-79.
[2]李颖. AR技术应用于初中地理教学的探索与研究——以“影响气候的主要因素”为例[J].中学地理教学参考,2021,(18):50-51+55.
[3]余爱惠. 增强现实AR技术在初中地理难点教学中的应用[J].地理教学,2020,(05):51-52.