AR玩转课堂------以小学图形与几何的教学为例

沈妍君

摘要：新课改要求要合理利用现代信息技术，提供丰富法的学习资源，设计生动的教学活动，促进数学教学方式的变革。AR技术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，使用AR可以帮助学生更好的认识空间物体或图形的形状、大小及位置的关系；可以感知图形的运动和变化规律，培养学生的空间观念。

关键词：小学数学  AR 空间想象  应用意识

数学是研究数量关系和空间形式的科学。图形与几何这一领域的知识由于太过抽象，对小学阶段的学生来说有一点的困难，运用AR技术，向学生展示图形与几何的内容，充分认识，提高学生学习兴趣，帮助学生培养空间想象能力，逐步形成空间观念和几何直观。

一、图形与几何的教学现状

小学阶段的图形与几何的教学包括“图形的认识与测量”和“图形的位置与运动”两大主题，在传统课堂教学中往往出现以下问题：

1.内容过于抽象

由于几何图形是从实物中抽象而来的，因此具有抽象性，学生对图形与几何知识内容的学习浮于表面，总是似是而非，导致对不能准确地掌握相关概念，如在教学“圆柱与圆锥的”相关概念时，只通过课本上的内容讲解相关概念与特点，太过抽象，无法深入学习与理解他们之间的联系与区别，概念的认识十分模糊抽象。

2.教学过于枯燥

传统的数学教学资源难以全面呈现抽象、立体的知识，许多情景难以进入课堂，且小学阶段的学生空间想象能力不足，传统的图形与几何的内容只能平面化的呈现在书本上，尤其是一些三维图形的认识，没有实物借助，教师只能通过语言或在平面黑板上是画三维图形，其余则需要学生自行想象，没有足够空间想象能力的学生会觉得晦涩难懂，课堂教学效果每况愈下。

二、AR教学的意义

1.抽象内容具象化

著名心理学家皮亚杰将儿童的认知发展分成了四个阶段，对于小学低年段的学生来说，他们虽然可以进行初步的逻辑群集运算，但是仍需要具体事物的支持，因此在进行低年段的抽象的图形与几何的内容的教学时，需要具体事物的支持，因此在教学时使用AR技术，将原本书本上的图形请到真实世界中，可以把它们进行放大，缩小，旋转，拖拉，让学生360度多方位全面地去观察图形，充分认识感受图形，抽象的图形概念变的生动具体，复杂的图形也变得简单，也为后面学生想象奠定了基础。

2.枯燥学习趣味化

个体的主观能动性在人的身心发展中起决定性作用，通过兴趣的激发，培养学生的内部学习动机，从而激励并维持学生去学习数学知识去。运用AR技术创设情景，平面化的人物、场景变的立体，学生身临其境，进行情景互动，教师相机提出问题，制造悬念，学生产生兴趣，积极思考，课堂变得生动活跃。

3. 培养空间想象能力

小学阶段儿童思维的发展是从具体形象思维到半具象符号思维再到抽象思维发展的。因此，学生空间想象能力的培养需要借助大量的生活实物原型的积累，需要贴切学生生活的情景事物，AR技术将生活情景事物搬入课堂，将这些事物抽象出几何图形的过程模拟呈现出来，经过这一过程，学生在头脑中自主建构出该事物的具体形状及性质特点，空间想象能力得以培养。

4.提高应用创新能力

应用与创新是学生知识的终极目标，AR的运用，不仅丰富了课堂教学的形式，提高了课堂教学效率，而且可以帮助学生深刻理解几何图形的特点，含义与性质，学生可以提出一些有关图形与几何知识的命题与猜想，并用AR进行验证，形成独立思考、敢于质疑的态度精神与理性精神。

三、运用AR优化图形与几何教学的思路与方法

1. 联系生活实际

数学源于对现实生活的抽象，通过对抽象的图形与图形关系的研究，形成数学的结论和方法，帮助人们认识、理解和表达现实世界的本质、关系和规律。因此运用AR进行图形与几何的教学需要联系生活实际。

（1）从实物抽象出图形

传统图形与几何的教学都是直接呈现某一个几何图形，没有从生活实物中抽象出某个图形的过程，将生活实际与几何图形完全割裂开，导致学生对几何图形的认识十分抽象，用AR技术进行教学，首先要呈现生活原型，加强生活实际与数学直接的联系。

（2）描述生活中的图形运动

在小学阶段学习中图形的位置与运动时，不仅要认识图形的运动特征，还要举例说出生活中出现的图形的运动。如教学三年级《平移和旋转的现象》这一课时，学生不仅要认识生活中的平移旋转现象，而且还要能够举例说出生活中的平移和旋转现象，或者用自己喜欢的方式表达平移或旋转这两个现象，学生可以运用AR，模拟出某一物体平移或旋转的过程。

2. 合理搭建AR“支架”

运用AR进行图形与几何的教学，目的是为了培养学生的空间想象能力，让学生不断的去猜想观察验证，最终不需要借助AR可以直接在脑海中构建图形，形成空间想象能力，培养空间观念。如教学二年级上册《观察物体》这一课时，运用AR技术，将一直小猴呈现在学生面前，然后组织学生从小猴的前后左右去观察它，接着给出一张从后面拍的猴子的照片，请学生说一说是从哪一面看到的小猴，为什么，学生说完后再次将那只猴子用AR技术呈现出来，并且去观察，验证自己的猜想，运用AR技术可以突破传统教学的限制，只需要转动猴子，将猴子的后面展示给全部同学看，这一也使得课堂教学更有效率。

3. 用AR自主探究

在教师帮助学生用AR解决一些图形与几何学习的问题的同时，学生要学会自己运用AR去研究图形与几何中一些图形的运动过程，图形直接的位置的关系以及数量关系。如在教学《圆柱与圆锥的认识》这一课时，让学生自己想办法去探究它们直接的联系与区别，学生可以自己在电脑上画出圆柱与圆锥，然后用AR将它们叠放在一起，可以认识到到同低等高的圆柱体积是圆锥的三倍这一认识。

新课改指出要培养学生的数学素养，即用数学的眼光观察现实世界，用数学的思维思考现实世界，用数学的语言表述现实世界。AR为抽象数学与现实世界搭建桥梁，突破了空间限制，将课堂玩转，帮助学生理解认识图形与几何知识，促进空间思维的感知与转化，为数学核心素养奠定基础，为培养有有理想、有本领、有担当的时代新人做准备。

参考文献：

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[2]王雅芸.基于AR的中学信息技术与课堂教学整合的优势与应用——以《中国古代八大雕塑》课堂教学为例[J].新课程教学,2022(04): 58-60

[3]万用彩.几何画板在小学数学“图形与几何”中的应用[J].理科爱好者，2022(12):213-215.  

[4]尚鹰飞.培养小学生数学空间观念的教学策略研究[J].吉林教育，2022(04):79-81.  

姓名：沈妍君 性别：女 民族：汉

籍贯：江苏省盐城市盐都区  出生年月：1997年10月30日 学历：本科 职称:中小学初级

研究方向：小学数学