一：AR技术以及优势
老师们：未来已来，不管您愿不愿意，我们都将迎来一个智能时代。技术正在改变我们的生活，也必将改变我们的数学教育。上学期，我校在高质量完成国家课程的基础上，变革创新，将数学学科与科技学科融合。作了一次基于AR (AugmentedReality，增强现实)技术进行小学数学教学的尝试。这是课堂改进的一小步，但希望是AR进入数学课堂的一大步。
那么什么是AR呢?相信在座的老师看到主题有所疑问。
教育技术领域的研究人员给予AR的定义多种多样。比较普遍认同的观点是：它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，是把原本在现实世界一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉、听觉、味觉、触觉等)，通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，即真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。AR 系统具有三个突出的特点：真实世界和虚拟的信息集成;实时交互性;在三维尺度空间中增添定位虚拟物体。
根据AR技术的这些特点，将AR技术运用到我们的教学当中，其与教育的结合已成为加强实践教学、提高教学质量的重要手段,成为传统教学的一种有效补充。作为一项前瞻性的教育技术,AR在"因材施教,寓学于乐"这一教育理念的实现上,有着巨大的优势。针对目前传统课堂互动性、情境性、不强等问题。AR这项技术在教育领域的应用将颠覆教学内容的学习方式，能够让学生在生活化的环境中学习知识和技能。在虚拟的环境中与教学内容进行互动，提高知识呈现的情境性和直观性，同时为学生提供主动探索和互动交流的机会。
二：传统课堂的现状、存在问题。
那么我们以往传统课堂存在哪些问题呢?
(一)学生思维固化，缺乏创造性
在我们日常教学过程当中，教师的资历会影响其教学模式，对于新教师来说，将教学知识点落实才是他们教学的重点，对于过程是没有较大的要求，因此一般采用的是"填鸭式"的教学方法，在课堂中没有给学生足够的时间和空间去思考、发散，造成学生惰性思考，缺乏创造力。虽然现在一直提倡要"寓教于乐"，可是在一线课堂上，依旧没有付诸于实践，在一定程度上造成了"行而不实"的缺陷。
(二)两极分化较大，教学安排难
日常教学过程中，有的班级内部存在较大的两极分化，接受能力较好的同学能及时跟着老师的思路，在短时间内较快地理解并掌握知识与技能。一些接受能力一般的同学也能通过课后巩固消化，掌握相关知识，而一些后进生则在知识掌握上存在较大问题。正因如此，教师在教学工作上面临不少挑战，如何解决后进生的学困问题，迫在眉睫。。
(三) 学习动机不高，缺乏积极性
传统教学中，教师进行教学设计主要依据教材与教参，没有考虑到学生学习、生活实际等问题，枯燥无味的知识，缺乏新意的教学过程导致学生兴趣不断流失，学生参与度明显下降。另外，传统课堂"一对多"的教学模式，教师无法同时兼顾很多学生的课堂情感体验，会让学生觉得缺乏教师的关注，从而导致学生注意力分散。
(四)复杂问题难以解决
多数同学对一般的数学知识的掌握能力较强，但针对一些需要较强的空间观念和较为抽象的知识很难内化于心。例如，六年级上册中的《圆的认识和学习》以及《分数除法及其应用》，这类问题通常需要通过数形结合、线段图等多维度求解，才能更好地理解其中的内涵和意义，而当我们的教学方法和手段较为局限，很难满足学生的学习需求，如果有更直观、更具体的辅助教学手段，将会在一定程度上改善这一问题。
而将AR技术引入到我们的课堂，恰好可以解决以上传统课堂存在的部分问题。例如：提高学生的兴趣，同时有利于学生对数学中某几个板块知识点的掌握与理解，特别是几何板块。因此将AR技术引入数学课堂对提升小学生数学的学习能力、激发学生兴趣和调动积极性具有非常重要的作用。
三：《观察物体》
接下来我就围绕以下几个环节和大交流下，我们是怎么将AR技术运用到《观察物体》一课的。
(1)指导思想与理论依据
《数学课程标准》中指出：数学学习的内容应该是现实的、有意义的、富有挑战性的，这些内容要有利于学生主动地进行观察、实验、猜测、验证、推理与交流等数学活动。有效的数学学习活动不能单纯地依赖模仿与记忆，动手实践、自主探索与合作交流是学生学习数学的重要方式。本课《观察物体》属于图形与几何的教学内容，我们生活在三维空间，常见的楼房、积木、各种包装盒、皮球……都给我们以长方体、正方体、圆柱体、球体等直观形象，每天生活的空间中处处都可以抽象出二维的几何图形，学生有丰富的观察物体的生活和学习经验，可以说我们的生活离不开观察物体的活动。本节课的知识有利于学生进行观察、猜测、推理等数学活动。同时，《标准》倡导自主探索、合作交流、实践创新的数学学习方式,强调从学生的生活经验和已有的知识背景出发,为学生提供充分的从事数学活动和交流的机会,促使他们在自主探索的过程中真正理解和掌握基本的数学知识技能、数学思想和方法,同时获得广泛的数学活动经验。因此教学活动应采用不同的表达方式，以满足多样化的学习需求。
观察物体"是《课标》中"图形与几何"领域的内容，每一学段要求不同：第一学段："能辨认从正面、侧面、上面观察到的简单物体的形状"。第二学段："能辨认从不同方位看到的物体的形状和相对位置"。第三学段："正式学习投影和三视图的知识。"
三个学段的要求既体现了从整体到局部的认识过程，也符合学生的认知特点，逐渐深入、循序渐进。在小学阶段，关于观察物体的具体编排见表格中的具体分析。
1.本单元是在学生经历了从不同角度观察实物和单个立体图形以及几何组合体的学习基础上，进一步学习根据一个或三个方向观察到的图形拼搭出相应的几何组合体，培养学生的推理能力和空间观念。
2. 本单元的编排也是从易到难，首先例1教学根据从一个方向看到的形状图进行还原，让学生借助空间想象力进行操作，初步经历逆向思考的过程。接下来例2教学根据从三个方向看到的形状图还原几何组合体，利用例1的经验进行操作，进一步培养学生的空间想象力和推理能力。
学情分析
从已有知识经验上分析：
1.学生能够根据具体的事物、照片或直观图辨认从不同角度观察到的简单物体。同时学生还能辨认从不同方向(前面、侧面、上面)看到的物体的形状图。
在本班分层抽样调研的20人中，20人全部正确，说明学生能从不同方向辨认简单的物体，能实现简单的三维空间向二维空间的转化。
2.对从同一方向观察不同的立体图形所得到的平面图形进行辨认。从同一个方向观察不同形状的立体图形，得到的平面图形可能是相同的，也可能是不同的。
二、个体学生的发展和群体学生的提高：
依据以上学情分析，7人(占调研人数的35%)有较强的空间想象能力和逆向思考能力，不仅能把二维平面图逆向转化为三维立体图形，还能利用三视图还原立体图形并且准确作图，对于本节课的学习内容已经掌握;2人(占调研人数的10%)能把二维平面图形转换为三维立体图形，对本节内容也有所了解。这部分学生在本节课还可以有哪些提升，也引起了我的关注。有4人(占调研人数的20%)对于二维空间向三维空间的逆向思考完全没有想法，也就是说这部分学生的学习起点较低的。
我的思考：
(1)怎样促进学生空间观念的发展?
(2) 怎样提高学生的合情推理能力，促进学生深度学习?
基于以上认识和对问题的分析，我在教学这一内容时对培养学生的空间想象力和推理能力作了一些尝试。不单单是以往我们课堂上所借助小正方体的拼摆，还有将AR技术运用到课堂上。
(四)教学目标
1.通过观察实物，能辨别从3个不同方向观察物体的形状和相对位置。利用3D打印实物模具(小正方体)在拼摆、观察等数学活动中，发展空间想象能力。
2.根据给出的从三个方向看到的图形用正方体摆出相应的立体图形,利用AR技术体会摆法的确定性，从而激发学生的学习兴趣，培养学生的空间观念和推理能力。
3.探索数学与科学的有效结合策略，转变学生与教师教的方式，培养学生"核心素养"。
(3)教学特色
本课以建构主义学习的理论为指导思想，以学习者为中心，教师作为帮助者，促进者，借助现代信息技术，采用协作学习、自主探究自主学习等策略帮助学习者主动建构知识，充分调动学生学习的积极性、通过创设学生们所熟悉的"题西林壁"古诗词情境，利用丰富的学习工具(彩色积木、AR软件)进行自主探究、小组协作验证假设，培养学生分析问题、提出问题、解决问题的能力以及学生的逆向思维。借助汇报交流活动培养学生的语言表达能力，给予学生表现自我、展示自我的机会，设计"螺旋式"的课堂练习，使每个学生均能获得成功的机会，感受成功的乐趣，减少其数学学习的挫败感。
三、结论及建议
通过利用AR技术在《观察物体》这节课，可以充分看出学生对AR技术引入课堂具有极大的兴趣，同时AR技术也有利于学生对数学中某几个板块知识点的掌握与理解，特别是几何板块。其实我们的数学课相对部分学生来讲是"无聊、乏味"的，而现代技术的辅助改善了这种情况，相较于之前，数学课堂变得活泼生动，但是缺乏其现实性，学生不能直观地将直接经验向间接经验转变，但是将数学教材与AR技术等课程资源相互整合，利用AR技术为数学教学创设情境，利用AR的特性可以改进这一点。
例如，在学习人教版小学数学一年级下册"认识人民币"导入时，教师可以围绕购买游乐园门票都需要哪些面额的人民币、可能需要找零的人民币面额这一主题，借助AR技术创设购买游乐园门票的实际场景，通过听觉和视觉让学生感受
到身临其境的体验感，增强虚拟世界与现实世界的动感交互，活跃课堂气氛，激发小学生对学习人民币有关知识的兴趣，为之后耳国的数学理尚打下向好其基础。又如，在学习《位置与方向》时，教师会提出一系列问题，如"自己的家在学校什
么位置?学校在小明的家的什么位置?学校的位置在哪里?"等等，虽然现在学生的答案反映到平面坐标当中，使得小学生对方位有一个直观的了解，但是学生平时处于三维的空间，让学生从实际生活中三维物体直接跳跃到课堂中的二维平面，
对于接受能力一般或较差的学生来说，接受起来比较困难，但是如果能够加入AR技术到课堂中，先让学生从实际生活的三维空间跳跃出来，作为旁观者去看问题模型建构，再从三维中抽象出平面模到这不仅仅能够帮助小学生学习、掌握、理解数学知识，还能够帮助学生具体形象思维向抽象逻辑思维转变，提升其数学知识学习能力和解决问题的能力。
因此，将AR技术引入数学课堂对提升小学生数学的学习能力、激发学生兴趣和调动积极性具有非常重要的作用。
