吴娟等 | AR 数学绘本对小学生几何思维、认知负荷和阅读体验的影响

作者

吴娟，蒋慧婷，龙丽妃，张雪滢

引用

Wu, J., Jiang, H., Long, L., & Zhang, X. (2024). Effects of AR mathematical picture books on primary school students' geometric thinking, cognitive load and flow experience. Education and Information Technologies.

摘要

几何作为数学的一个重要分支，在培养学生思维方面起着非常重要的作用，但很多学生的几何思维能力有待提高，尤其是对图形和形体的理解能力方面。因此，培养学生几何思维的技术和方法值得探索，而增强现实（AR）技术可以将几何对象形象化，提高数学学习效果。本研究利用AR技术设计了一本交互式数学绘本，并采用准实验的方式比较了三种不同阅读材料（AR数学绘本、数学绘本和数学文本）的效果。中国一所小学的 83 名四年级学生被分为三组参与实验。实验从几何思维水平、认知负荷和心流体验三个方面测量了阅读材料对小学生的影响。定量研究结果表明，在阅读了 AR 数学绘本之后，学生的几何思维水平 0-3 有显著提高（p < 0.05）。此外，与其他两组学生相比，阅读完 AR 数学绘本的学生在几何思维和心流体验方面的得分明显更高，在认知负荷方面的得分明显更低。半结构式访谈分析表明，学生们喜欢使用 AR 数学绘本，并认为它带来了更好的心流体验和更低的认知负荷。因此，本研究表明，AR 数学绘本对提高学生的几何思维能力有显著作用，为 AR/VR 在课堂中的应用提供了一个成功的教学案例。