小學(xué)科學(xué)課程是一門與其他學(xué)科有密切聯(lián)系的課程，將AR技術(shù)應(yīng)用在小學(xué)科學(xué)課堂中，能夠更好地發(fā)展學(xué)生的自主探索能力、觀察能力、科學(xué)思維能力、動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)造創(chuàng)新能力，技術(shù)對(duì)科學(xué)教育起到了促進(jìn)與推動(dòng)的作用。

一、AR技術(shù)背景概述

AR技術(shù)是在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展的新技術(shù)，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)地疊加到了同一個(gè)畫面或空間同時(shí)存在。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)提供了在一般情況下，不同于人類可以感知的信息。它不僅展現(xiàn)了真實(shí)世界的信息，而且將虛擬的信息同時(shí)顯示出來，兩種信息相互補(bǔ)充、疊加，達(dá)到超越現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)。同時(shí)虛擬與現(xiàn)實(shí)之間的聯(lián)系并未被切斷，交互方式也就更加的自然。

二、AR技術(shù)在科學(xué)教育的嵌入

科學(xué)無處不在，無事不用。科學(xué)教育是通過科學(xué)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握關(guān)鍵的基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)和技能，培養(yǎng)科學(xué)興趣和思維習(xí)慣，了解科學(xué)研究的基本過程和方法，并應(yīng)用于力所能及的科學(xué)研究活動(dòng)中。科學(xué)課堂的教學(xué)是充滿活力的，然而科學(xué)萬物的表達(dá)并不是常規(guī)教具能夠完全呈現(xiàn)的，因此AR技術(shù)的出現(xiàn)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教育的短板。

新技術(shù)如何與傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容銜接配合呢？在AR技術(shù)出現(xiàn)以前，對(duì)于復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)及抽象概念問題給我們的直觀感受都有一定的限制，而在AR出現(xiàn)之后，傳統(tǒng)內(nèi)容知識(shí)可以繪聲繪色的躍然在眼前，調(diào)動(dòng)學(xué)生多感官參與，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了新穎的教學(xué)工具。

利用AR技術(shù)為學(xué)生提供動(dòng)態(tài)信息，與視頻、文字、圖片等多媒介融合，呈現(xiàn)出科學(xué)知識(shí)中不宜呈現(xiàn)或者無法展示的內(nèi)容，豐富學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)內(nèi)容與形式。小學(xué)生年齡較小，處于形象思維階段，利用AR技術(shù)通過形、聲、色等多種感官刺激，可以為學(xué)生創(chuàng)建情景式教學(xué)環(huán)境，提升學(xué)生在學(xué)習(xí)中的存在感、參與感、專注度。

三、AR技術(shù)應(yīng)用在科學(xué)教育中的必要性

（一）趣味性

著名心理學(xué)家皮亞杰曾經(jīng)強(qiáng)調(diào)“所有智力方面的工作都要依賴于興趣，成功的教學(xué)不是強(qiáng)制，而是激發(fā)孩子的興趣”。學(xué)生有了興趣，也就有了探索的求知欲望與主動(dòng)參與學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)，因此科學(xué)課堂上一定要培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)興趣，讓學(xué)生能夠主動(dòng)的探索科學(xué)、親近科學(xué)、了解科學(xué)。

AR技術(shù)能夠塑造生動(dòng)直觀的情景，將學(xué)生帶入到一個(gè)充滿學(xué)習(xí)內(nèi)容的獨(dú)特環(huán)境中去，為學(xué)生提供多種形式的學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生自然而然的去想象、去探索，通過自己的自主學(xué)習(xí)掌握科學(xué)事物的真相。AR給學(xué)生帶來一種身臨其境的感覺，能夠讓學(xué)生有種存在感，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的直覺，讓學(xué)生能夠?qū)Ｗ⑵渲校訌?qiáng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的認(rèn)知。

（二）可視化形象化

AR技術(shù)拓展了人類對(duì)于客觀世界的認(rèn)識(shí)，打破時(shí)間及空間的限制，對(duì)宇宙天空、微觀世界等人類無法抵達(dá)的視界進(jìn)行再塑，繪聲繪色地將課本教學(xué)內(nèi)容演繹出來，拉近學(xué)生與時(shí)空的距離，幫助學(xué)生理解抽象的概念，豐富兒童的想象力和認(rèn)知度，突破認(rèn)知的界限。

（三）自然真實(shí)性

AR技術(shù)可以提供一些傳統(tǒng)多媒體技術(shù)無法模擬出來的真實(shí)感。例如在物質(zhì)科學(xué)教學(xué)中，學(xué)生可以直接用手操作虛擬的實(shí)驗(yàn)器材，這種非鼠標(biāo)、非鍵盤的自然交互方式，與真實(shí)實(shí)驗(yàn)的操作感覺一樣，給予學(xué)生在學(xué)習(xí)中的真實(shí)性，提升學(xué)習(xí)參與感。

（四）探究式學(xué)習(xí)

AR技術(shù)的應(yīng)用，使課堂傳統(tǒng)教與學(xué)的關(guān)系得到改變，學(xué)生不再是被動(dòng)的學(xué)習(xí)知識(shí)，而是主動(dòng)的學(xué)習(xí)與探索，教師變?yōu)橐龑?dǎo)者與輔助者。AR技術(shù)不僅僅是為學(xué)生們建造了虛擬與真實(shí)相融合的學(xué)習(xí)空間，更讓學(xué)生成為這個(gè)環(huán)境中的主角，先從教學(xué)形式上吸引學(xué)生的興趣，再從互動(dòng)與探究之中提高學(xué)生的探究精神及探究能力。

四、AR科學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)

云幻科教AR科學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)，根據(jù)教育部頒發(fā)的《中小學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)課堂指導(dǎo)綱要》要求和小學(xué)科學(xué)教科書主題設(shè)置，以培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)為導(dǎo)向，應(yīng)用先進(jìn)AR技術(shù)，現(xiàn)實(shí)手勢與虛擬場景無縫銜接，通過不同主題的深入學(xué)習(xí)和模擬實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生打開思維全面思考，提高實(shí)踐動(dòng)手能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力。

地球與宇宙：模擬宇宙太空與地球萬物，拉近學(xué)生和地球與宇宙的距離，讓宇宙星空近在眼前，猶如置身其中，讓學(xué)生對(duì)于地球與宇宙有更深刻的了解。

物質(zhì)科學(xué)：模擬各項(xiàng)探究實(shí)驗(yàn)器材，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供豐富的內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生探究物質(zhì)世界奧秘的好奇心，輔助學(xué)生掌握科學(xué)事實(shí)。

生命科學(xué)：促進(jìn)學(xué)生了解和認(rèn)識(shí)自然界，為學(xué)生觀察生命體的結(jié)構(gòu)與功能、局部與整體等提供內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)生命的認(rèn)知。

技術(shù)與工程：設(shè)置拓展實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體會(huì)到動(dòng)手做的樂趣，促進(jìn)學(xué)生對(duì)技術(shù)知識(shí)的理解，能夠有意識(shí)的用自己掌握的技術(shù)去優(yōu)化和改進(jìn)日常生活的生活物品。

AR技術(shù)融合科學(xué)教學(xué)可以充分的調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的濃厚興趣，激發(fā)學(xué)生探求自然知識(shí)奧秘的求知欲望，讓學(xué)生更加積極、主動(dòng)的投入到科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)之中，達(dá)到教學(xué)目的。AR技術(shù)在科學(xué)教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用還有很大的拓展空間，帶給我們的不僅僅是一個(gè)技術(shù)平臺(tái)或工具，更是一種新模式新方法。