基于AR（Augmented Reality增强现实）沙盘的等高线实验教学是一种结合虚拟现实技术与传统地理教学方法的创新教学模式，能够帮助学生直观理解等高线概念、地形特征及其绘制原理和形态演变。学生在真实可感、充满趣味的探究活动中提高地理实践力。通过AR沙盘的立体呈现，进行多角度细致观察，将抽象知识形象化、具体化，可以提高学生的空间想象能力和解决实际问题的能力。

（一）课前准备

1.硬件：AR沙盘系统（实体沙盘+深度摄像头/激光扫描仪），AR投影设备（如投影仪、AR眼镜或平板电脑），实体沙盘材料（可塑形沙土、铲子、刮板等）。

2.软件：地形建模与等高线生成软件（专用AR沙盘软件），实时数据可视化界面（显示等高线、高程数据、3D地形模型）。

3.小组划分：共分为三个小组，第一组负责前期等高线地形图的模拟，第二组负责河流袭夺后的发生变化的地形图的模拟，第三组负责演变特征的描述。小组内部由组长自行安排组员任务。

（二）知识回顾

学生以思维导图的方式在黑板上自主完成等高线的相关知识点，回顾等高线定义、等高距、等高线的特点、地形部位特征、等高线的计算和应用等基础知识。（如下图）

二、AR沙盘活动实施

     （一）确定目标

以小组为单位，依据AR沙盘模型，通过模拟两幅等高线地形图的变化，理解河流袭夺前后等高线地形图的变化以及过程。

1.知识目标

理解等高线的定义、绘制原理及地形图上的应用。掌握通过等高线判断地形起伏（如山峰、山谷、山脊、鞍部、陡崖等）的方法。

2.能力目标

通过AR沙盘动态观察地形与等高线的对应关系，提升空间思维能力。学会动手构建地形模型并推导等高线分布规律以及在外力影响下的演变过程。

3.情感目标

激发学生对地理科学的兴趣，培养团队协作与探究精神。

（二）学生实践环节

1.基础阶段：地形塑造与等高线生成

学生分组，用沙盘塑造简单地形（如小山、山谷或陡崖）。AR系统实时扫描沙盘地形，生成对应的等高线并投影到沙盘表面。调整地形高度或坡度，观察等高线的疏密变化规律,分析等高线并且能进行地形判读。如下图：

2. 提高阶段：结合重庆市二诊试题第17题的等高线模拟沙盘

第一组任务：给定一组等高线（如图甲时期），学生需在沙盘上塑造对应的地形。

第二组任务：根据AR沙盘系统生成的真实地形，在①河的溯源侵蚀下和②河的凹岸侵蚀同时作用下，分水岭被切穿，①河袭夺②河后形成新的地貌。

第三组任务：MN河段由甲时期至乙时期河床的演变特征。

附：二诊试题第17题

阅读图文资料，完成下列要求。（16分）

河流袭夺指分水岭一侧的河流夺取了另一侧河流上游段的现象。下图为我国某生态优良的乡村地区甲、乙两个时期水系的变化图（甲时期早于乙时期），图中的①河袭夺了②河上源，引发河流侵蚀及强度的变化，进而导致区域水系重组、地貌形态和水文特征改变及河床演变等，甚至对人类活动也产生重要影响。

（1）简析①河袭夺②河的原因。（6分）

（2）分析图中MN河段由甲时期至乙时期河床的演变特征。（4分）

（3）合理推测乙时期图中P河滩地土地利用的一种方式，并从自然角度说明其理由。（6分）

小组汇报，通过AR沙盘的形象模拟，第一小组和第二小组的合作，17题的第（1）题比较容易就完成了，两位同学同时模拟①河的溯源侵蚀和②河的凹岸侵蚀，最后分水岭被切穿，①河袭夺②河后形成新的地貌。MN河段由甲时期至乙时期河床的演变特征比较抽象，AR沙盘也比较难以模拟，在老师的指导和启发下，大部分学生也可以理解，但是MN河段在乙时期没有具体标出位置，如果是默认甲时期的位置，那么MN的河道也没有明显的变顺直，甚至看不出变化，有的同学说还是更加弯曲了。这里就需要认真商讨了。下图就是教学过程中的片段。

3. 应用阶段:通过模拟降水模式(伸出手掌在AR沙盘的正上方就会有降水),判断图中P河滩地土地利用的一种方式，并从自然角度说明其理由。（17题第（3）小题）。

学生通过观察AR沙盘的状况发现,P地没有水，再结合题意P地是之前的②河古道，土层积累丰富，地形较平坦。因此学生就很容易的推断出来P地可以作为农业用地。并且能够回答对原因。但是回答交通用地的学生几乎没有，可见学生的思维还是比较局限，需要老师加大对学生发散性思维的培养。

参考答案:

（1）原因：图中断层破坏分水岭基岩的完整性（或断裂带基岩破碎），容易被侵蚀（2分）；①河源头坡度大（或等高线较密集），发生强烈的溯源侵蚀（2分）；②河段在图中M处（或断裂线附近）呈近乎90°拐弯转至偏东方向，凹岸（侧蚀）侵蚀（2分）。三者共同作用切穿分水岭，引发河流袭夺事件。

（2）特征：②河被袭夺后，河道顺直，河流流速加快，主河道强烈下切侵蚀，形成峡谷（或主河床变窄）（2分）；主河道下切后，MN上游的干支流溯源侵蚀加强，形成瀑布（2分）。

（3）土地利用方式一：农业用地（或耕地）（2分）

理由：P河滩地为废弃河道，地形较为平坦；有丰富的泥沙沉积，含有较高的有机质和养分；曾为河道，地下水位较丰富（或有灌溉水源），能为农作物提供水分保障。（每点2分，答对2点得4分）

土地利用方式二：交通用地（或道路）（2分）

理由：废弃河道地形较为平坦，可降低交通建设的施工难度和成本；曾为河床，河床底部和两岸的稳定性好，不易发生沉降或滑坡，地质条件稳固；废弃河道的水文条件较稳定（东西两侧均有河流排水），

不会受到季节性洪水的影响。（每点2分，答对2点得4分)

三、AR沙盘活动的总结与反思

充分利用AR沙盘的直观性，将抽象的等高线转化为动态可视化模型，突破传统二维图纸的局限。学生通过“动手造地形”主动探索规律，加深理解。AR沙盘能够实时反馈，AR系统即时生成等高线，帮助学生验证猜想，提高课堂教学的效率。

（一）对学生意义的反思

通过沙盘活动，学生从理论到实践,从动脑到手脑并用,从个体单打独斗到与他人合作完成，学生的对等高线相关知识及判读有了一个新的认识,增强感性认知,一定程度上也锻炼了学生地理空间想象能力,激发了学生学习地理的兴趣，学生地理实践力的培养也起到很好的促进作用。就AR沙盘活动本身的作用而言,笔者认为沙盘活动不在乎他们做什么,而在乎他们悟到什么,动手过程领悟到的东西比做出结果的意义更大。学生参与感的增加，让学生真正成为课堂的主体。需要的反思小组人数太多，分组时候要注意小组的人数5-10人为宜。学生围观的时候前面的同学要半蹲，保证后面学生的视野不被阻挡。

（二）对教师意义的反思

说比做容易,理论比实践容易,看别人做比自己动手容易。对于这种使用AR沙盘上等高线专题的地理课,对教师的能力要求很高，事先要周密计划、妥当安排，活动中要有敏锐的观察力、富有启迪性的发间、精彩的点评、调动学生积极思考、积极发言等。对于第一次上这类课的教师而言,还要做更多的准备工作,如何分组、如何选组长,如何培训组长,如何培训全员的组织性和纪律性、如何分工,如何指导组长带领组员开展工作，如何指导讲解员讲解,如何指导学生操作AR沙盘，这些前期工作做不到位,在课堂活动中就容易“掉链子”,所以开展一次这类课对执教者而言很锻炼能力。有教师曾建议在此AR沙盘活动的基础上进行深度挖掘、系列开发,充分利用地理数字教室的先进设备，形成学校的校本课程资源。

（三）对学校意义的反思

学校应当组织人力、物力结合本校实情，开发出初、高中完整的系列化的地理实践活动校本课程,并形成一种传统,不断传承下去,为校园文化注入新鲜的血液与活力。立足校情、师情、生情,选择最恰当的活动培养学生的地理核心素养。以地理课程基地为依托，多开展各种活动，不断扩大地理课程基地的影响力，同时也让先进的类似AR沙盘的各种设备惠及更多的师生。