具身认知视域下AR初中化学教育APP的设计与开发

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《教育信息化“十三五”规划》和《教育信息化2.0行动计划》提出要积极探索“互联网+教育”发展新模式。在此背景下,信息技术得到快速发展。AR技术作为现代化信息技术之一,其应用于教育领域会对教学产生积极作用,这一点已被诸多研究所证实。而具身认知理论作为认知心理学的研究热点之一,也对教育教学具有深远的指导意义。初中化学作为自然科学启蒙课程之一,在学生抽象思维与认知发展过程中占据着重要的地位,往往因为学生没有在初中阶段化学课程学习过程中打下良好的基础,而影响了后续高中乃至大学阶段的相关学习。以具身认知理论为指导结合AR技术进行初中化学教育APP的设计与开发,不仅是将抽象化学知识利用模型具象化的过程,同时也是减少化学实验危险、保护学生人身安全与防止化学环境污染的过程。本文首先对具身认知理论的国内外研究现状和AR技术应用于化学教学的国内外研究现状进行分析,并以此明确了以具身认知理论为指导进行AR初中化学教育APP设计与开发的研究方向;其次通过分析具身认知理论与教育教学的融合,提出教育APP的设计原则,并以此为基础进行功能模块与交互方式等内容的设计,接着使用建模软件C4D和开发引擎Unity 3D进行作品的实现;最后针对该教育APP进行研究生、初中教师与学生的多方面体验与应用测评,设计实验班与对照班对比使用该教育APP教学与传统教学方式的区别,检验该教育APP的实际教学应用效果。本研究的结论有:具身认知视域下AR初中化学教育APP能够提高学生学习化学知识的效果,尤其以化学实验现象的学习效果提升最为显著,同时观察发现在基于该教育APP进行的教学设计下,学生课堂行为会更加积极,教师与学生、学生与学生之间的交流也更加频繁。
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