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巧用体感交互技术，创新信息化课堂教学思维

第 1 章背景介绍

1.1体感交互技术的发展

体感交互技术成为21 世纪最重要的人机交互模式。通过对虚拟现实的不断创新，有学

者们生活的方方面面都在慢慢的向着高科技的方向发展，在传统的教育方式上更是显示出了

深刻的改变。“体感+教育”模式中，体感操作通过人的肢体语言来将信号传递给采集模块

来实现相关动作变化的。体感技术的兴起必将在教育领域中起到引领作用，新的教育模式将

会使教育发展的浪潮推向另一个顶峰，成为教育发展潮流的航标。未来，更多的体感教学技

术将会被运用在中学课堂当中，实现肢体动作和虚拟世界的交互，让广大师生在虚拟现实的

场景中学习各种知识并强化记忆。

1.2体感交互技术的发展现状

上课是有学者们每个人都会经历的，回顾有学者们的上课时光，有学者们会发现。老

师和同学每天都在上课，但课堂与课堂之间的场面却有不同，往往有两种情况：一是老师

在讲台上激情的讲课，台下的学生全神贯注的投入其中，教与学在一种愉快的氛围中进行；二是老师在台上枯燥的照本宣科，讲课的方式很死板，学生的感觉会很乏味，整个课堂的

氛围是沉闷的。为了改变这种死板的教学方式，同时营造良好的课堂氛围，提高了学生的

学习兴趣，一种带有情景式学习方式的“体感+教育”相关联的教学方式，此方式能够使课

堂效率好时间利用率提高，在能充分满足人们好奇心和求知欲的同时，还打破了空间以及时间

的限制，并培养了学生的想象力以及探索精神。

在新兴起的体感教育模式中，相比较传统教育模式而言，能够让学生直观的感受世界，在每一个实验或是每一个事物运动的过程中，学生能得到一种更立体、更丰富的知识，能够让学生主动的去创新与事物之间联系和与事物之间的运行方式。

1.3体感交互技术发展意义

“体感+教育”教学模式是以教学为目的，教师通过科学设计或选择体感模式和情景，并将它与教学过程整合，使学生在心情愉快、兴奋活跃的一种状态中进行学习的一种教学

活动类型。通过体感教育可以使学生产生更好的学习兴趣，提高学生学习的创新意识，自

主意识，主动意识。在学校的交互式学习可以让学生有更多的机会去亲生体会学习的快乐。

无论是在家庭中还是在校园中都可以进行相对应的教学，增强了学习的趣味性，在进

行相关物理化学实验的过程中，可以先通过体感交互技术进行模拟实验，等熟悉实验过程

以后再进行二次试验，既能让学生熟悉和理解实验现象，还能过避免设备的损坏，减少了

不必要的损失。

第2章体感交互技术在教育中的应用

在不同的学科领域中，体感交互技术扮演着不同的角色。在教育领域中，体感交互技

术提高了授课效率，增添了课堂上新的互动方式，在不同学科领域中的不同应用。[1]

2.1化学课堂的应用

化学是有学者们在学习阶段接触到的一门课程，非常抽象难懂大部分同学学起来会变

得十分吃力，特别是对于一些化学反应会变的更加难以理解。体感交互技术的应用将会大

大降低化学课堂的学习难度，化抽象为具体。增加课堂的学习兴趣，更加直观的帮助同学

们了解化学世界。探索物质反应变化规律，真正进入化学世界。

利用体感交互技术构建一个简单的实验环境，学生可以将拟真的化学仪器直接动手连

接成一套装置，根据实验操作加入化学药品后，更可以看到模拟的实验现象和实验结果。

既可以动手操作，也可以自主设计实验，让学生分析模拟的现象，得出结论，真正模拟了

科学探究的实验过程。在复习课上适当利用虚拟实验室既可以模拟动手操作，实现实验教学，同时突破了实验教学对客观条件的依赖性，解决了复习课时间有限的问题，满足实际

的课堂教学需要。进行化学实验过程中，遇到问题可以直接向老师进行答疑，突破了实验

教学对客观条件的依赖性，解决了课堂时间有限的问题，满足实际的课堂教学需要。同时，

学生通过具体模拟，加深理解，加强实验操作和具体动手的能力，增强实验探究与创新意识。

[2]

2.2数学课堂的应用

数学课是一门逻辑性强，抽象思维强，略有些枯燥的课程，在教学中，学生在面对空

间问题、动态问题等经常不易理解，面对满满的板书计算往往容易疲劳走神，针对数学课

堂的特点，运用多媒体白板技术可以大大改变这些问题。运用智能白板技术和电子计算机

技术，可以方便书写，快速画图，随意调换颜色，任意放缩、旋转、拖动图形。在上课期

间随时录屏，现场回放，帮助学生及时回顾，加深记忆。随时调用直尺，圆规，三角板等

教具，方便快捷，将老师从传统的教具中解放出来，同时也能吸引学生的眼珠。利用授课

助手，将手机与互动电视想连，让手机作为移动终端，形成移动展台，老师在教室巡视时

可以遥控界面，当学生在做演算或小组讨论时，老师就可以在视查学生情况时，随时将拍

下的图片上传到电视界面，进行点评，方便高效。通过实物展台，方便学生展示作品，提

高学生的课堂参于度。还可根据需要可以在白板、PPT、实物展台、录屏软件中随意切换。数字计时器的使用，可以帮助学生养成注意力集中，高效答题的良好习惯。

2.3物理课堂的应用

2.3.1亲自动手做实验

物理课堂主要以实验教学为主，通过体感交互技术让学生亲手做模拟实验，不仅可以使学生观察到物理现象，还可以感受到物理现象和体感交互技术在物理实验技术方面的应用，让学生既扮演一个实施者的角色，又可以使学生成为实验器材的一部分，让学生有一个更加直观的感受和一个更全面的认识。

比如，体感交互技术应用在初中物理“探究凸透镜成像规律”的实验中。在大部分学校教学中此部分一般是采用探究实验课的形式，让学生分组进行实验探究，利用蜡烛、透镜等实验器材，探究当物距与焦距的关系不同时，所成像与相距的性质的变化。这样进行实验固然方便，但是这样会使学生没有一种对科学进行探究的欲望，没有实验的兴趣。如果利用体感交互技术可以将该实验进行改进，让学生自由发挥学生，将自己作为物体，在投影屏幕上呈现自己的像。教师可在投影屏幕与学生之间放置一块透明玻璃板充当透镜，利用体感硬件中的传感器感知学生与玻璃板之间的距离，执行已输入好的程序，观察当学生与玻璃板的距离不同时，投影屏幕上学生自己的像随之变大或变小、正立或倒立。学生同样可以通过测量自己与玻璃板之间的距离来确定物距，若将程序升级，还可以直接显示像距，就可以完成实验探究。结合体感交互技术的凸透镜成像规律实验，让学生成为实验器材的一部分，能够充分提高学生的积极性，提高教学效率。

2.3.2运用物理原理做游戏

体感交互技术在“抛体运动的规律”中的应用。该内容的教学目标之一是让学生理解平抛或斜抛运动的规律，明白物体做抛体运动时的运动轨迹是抛物线。要使学生真正理解实验内容和原理，在课堂的最后可以让学生运用平抛运动的知识进行游戏，内容是在空中水平或向斜上方抛出一个小球，小球做平抛或斜抛运动后砸中正在运动的小车。在传统教学中，可以利用多媒体设备，让学生用鼠标选择要抛出物体的初速度，当小车运动到适当的位置时点击发射按钮，然后小球做平抛或斜抛运动砸中小车。但在这一过程中，学生所进行的操作只是点击鼠标，没有实验的代入感，又由于教室场地所限，真实进行抛体运动无法进行。所以可以将体感交互技术其应用于此实验中，利用体感交互技术可感测学生动作的加速度，从而判断用户的力度。学生便可利用真实的“抛”的动作控制小球的初速度，如此学生便成为游戏的主角，当学生利用自己所学到的知识取得游戏的胜利时，会进一步提升其对物理的学习兴趣，形成良性循环。

2.3.3创造真实的物理情景

在物理教学中加入体感交互技术，可使该技术发挥出自身优势，教师可通过体感交互技术创设更真实的物理情景，从而激发学生的学习动机。传统的创设物理情景的方式，通