PBL小学科学教学论文提纲

论文题目：基于AR的小学科学教学资源设计与应用 ——以“我们的呼吸器官”为例

摘要：AR技术曾多次在教育信息化,地平线报告中被提到,其自身拥有的交互性和虚实结合的特性能够展现丰富的教学内容,提取AR的特性与教学内容进行融合是实现信息化教学方式的途径之一。根据学生的认知特点,设计丰富的AR教学资源应用到课堂中,能够激发学生探究知识的兴趣,提高学习成绩。而现有的小学四年级科学教学中针对呼吸器官这一知识点的AR教学资源较为缺乏。基于此,我们应进行此方面的研究,为小学四年级的科学提供丰富的教学资源。本研究在相关概念和研究理论的基础之上,对小学四年级科学的课程特点,教学内容,教师和学生在教学中的需求问题,学生的认知特点进行分析,搭建《我们的呼吸器官》AR教学资源框架。其设计遵循四年级学生对科学知识的初步感知和具体观察、对抽象科学内容的概括和实践等四方面需求,将小学科学教学内容与AR教学资源框架进行融合。使用Unity3D对AR教学资源的三个模块进行开发,开发完成后将其应用到小学四年级科学教学中。在实践中主要运用实验研究法来检验AR应用到小学科学教学中的效果,首先,选择两个知识水平较为接近的班级,分为实验班和对照班。其次,将《我们的呼吸器官》AR教学资源应用到课堂中,教学结束后进行数据的收集与整理。研究发现,在科学知识方面,AR教学资源的应用对学生科学知识的掌握起到一定的促进作用;在科学探究方面,AR教学资源有利于促进学生进行科学知识的探究学习,激发学生探究科学知识的好奇心;在科学情感态度方面,AR教学资源的应用能够培养学生保护呼吸器官的科学素养和树立健康的呼吸理念。在新兴技术的快速发展下,教育信息化也在不断发展。AR教学资源与小学科学的结合在一定程度上能提升小学科学的教学效果,但在设计与应用AR教学资源的过程中要注意科学知识与AR教学资源的契合度,确保AR在教学中的合理呈现。如此,AR教学资源才能与小学科学完美融合,丰富小学科学的教学资源,促进AR在基础教育阶段中的应用。

关键词：AR教学资源;呼吸器官;小学科学

学科专业：现代教育技术（专业学位）

摘要

abstract

第1章 绪论

1.1 研究背景与问题提出

1.1.1 研究背景

1.1.2 问题提出

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 研究目的与研究意义

1.3.1 研究目的

1.3.2 研究意义

1.4 研究内容与研究方法

1.4.1 研究内容

1.4.2 研究方法

第2章 概念及理论

2.1 相关概念界定

2.1.1 增强现实(AR)

2.1.2 教学资源

2.1.3 AR教学资源

2.2 研究理论基础

2.2.1 建构主义学习理论

2.2.2 情景认知学习理论

2.2.3 体验式学习理论

2.2.4 经验之塔理论

第3章 《我们的呼吸器官》AR教学资源的分析与设计

3.1 可行性分析

3.1.1 小学科学课程要求

3.1.2 小学科学的学科特点

3.1.3 AR应用于小学科学中的优势

3.2 教师与学生需求分析

3.2.1 教师需求分析

3.2.2 学生需求分析

3.3 《我们的呼吸器官》教学分析

3.3.1 教学目标分析

3.3.2 教学内容分析

3.3.3 学习者特征分析

3.4 《我们的呼吸器官》教学资源设计

3.4.1 设计目标

3.4.2 设计原则

3.4.3 设计框架

3.4.4 设计内容

第4章 《我们的呼吸器官》AR教学资源的开发

4.1 开发工具介绍

4.1.1 Unity3D

4.1.2 建模工具

4.2 素材的收集

4.2.1 AR识别图

4.2.2 视、音频素材

4.2.3 模型素材

4.3 场景的制作

4.4 功能的实现

4.4.1 封面与主场景功能的实现

4.4.2 阅读学习功能的实现

4.4.3 观察学习功能的实现

4.4.4 拼图学习功能的实现

4.5 AR教学资源运行测试

第5章 《我们的呼吸器官》AR教学资源的应用

5.1 被试概括

5.2 应用过程

5.2.1 实验前测

5.2.2 实验过程

5.2.3 实验后测

5.3 应用效果分析

5.3.1 学习效果分析

5.3.2 学习满意度分析

5.4 应用结论

第6章 总结与展望

6.1 研究总结

6.2 创新之处

6.3 研究不足

6.4 研究展望

参考文献

附录A 教师需求分析访谈提纲

附录B 学生需求分析问卷

附录C AR教学资源学习满意度调查问卷

问卷D AR教学资源调查前测试卷

问卷E AR教学资源调查后测试卷

致谢