AR技术支持下提升乡村小学生空间观念的应用研究

作     者：崔洁 

作者单位：西北师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李华

授予年度：2022年

学科分类：0401[教育学-教育学] 04[教育学] 

主      题：AR技术 乡村小学生 空间观念 应用研究 

摘      要：《九年义务教育全日制小学数学教学大纲(试用)》和《义务教育数学课程标准(2011年版)》都表明,培养小学生初步的空间观念是小学数学教学目标之一,可见空间观念的培养在小学数学教学中具有重要的意义。但是空间观念对于乡村小学生而言,仍比较抽象,且乡村小学生由于生活环境的限制,再加上数学教材的平面化、教学资源的静态化、乡村教师教学方法的单一化等因素,都导致乡村小学生数学空间观念的培养存在困境。相比以往的多媒体教学方式来说,AR技术的出现,凭借3D互动体验、三维尺度空间中感知事物的技术特性,带给学习者一种真实感,将其运用到图形与几何知识的教学中,可以更好地帮助学习者了解、掌握图形与几何知识,多维立体地认识空间图形,提升空间观念、养成空间思维,成为此类知识内容教学中更优的信息技术手段。本研究旨在探索AR技术支持下的教学活动对小学生空间观念的影响,将侧重于进行AR技术支持下的以图形与几何知识为内容的教学活动设计。为此,研究将从乡村小学生空间观念现状水平及其培养困境分析、AR技术的教学应用分析着手,并利用它提出适当的培养空间观念的教学活动设计框架及设计案例并开展教学实践。本研究在甘肃省临夏回族自治州和政县的XX乡村小学进行教学实践,采用文献研究法、调查研究法和准实验研究法。选取该校五年级(1)班和(2)班分别为实验班和对照班,在实验班开展AR技术支持下的教学活动,在对照班依然使用常规的教学媒体和数学教具开展教学活动。实验结果表明,本研究提出的“AR技术支持下提升乡村小学生空间观念的教学活动框架具有可操作性,教学活动设计体现了空间观念培养的特点,并且充分发挥了AR技术在小学数学图形与几何知识教学中的优势。研究表明,在AR技术支持下的教学活动设计的应用与实践,有助于提高乡村小学生的空间观念水平,同时也改善了学生对于数学课程的学习情绪和学习态度,对培养学生学习数学的积极性、参与数学课堂活动的主动性具有一定的促进意义,且学生对AR技术的接受度普遍较好。此外,本研究总结出了AR技术下培养空间观念的教学活动框架及教学策略,以期为一线教师提供参考。