Education in Chemistry (eic) 杂志是英国皇家化学会的化学教育杂志，致力于为化学教师分享有用的教育教学新闻、文章以及资源。
本文中 Fraser 老师分享了一项最新教育研究成果，借助增强现实（AR）帮助学生可视化有机化学机理减少认知负荷，进而提高学习效果和学生的反馈。
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化学领域的专家可以轻松掌握🔗约翰斯顿三角 (Johnstone’s triangle) 🔗的三个层次：宏观、亚微观和符号层次。然而，这对学生来说往往会遇到困难。
学生需要支持才能将他们在化学反应中看到和体验到的现象与分子尺度上的相互作用和变化联系起来。理解约翰斯顿三角的困难在某种程度上与认知负荷有关。
好的学习任务能够最大限度地减少外在认知负荷，并提高“相关认知负荷”
🔗认知负荷理论🔗认为记忆分为长期记忆和工作记忆。长期记忆用于存储信息，而工作记忆则用于处理信息。工作记忆的容量有限，而长期记忆则几乎是无限的。
当讨论学生如何使用工作记忆时，尤其是在执行不同的学习任务时，认知负荷可以分为内在、外在和相关负荷。
在讲授有机化学时，使用 AR 可以最大限度地降低认知负荷 Source: © Phil Boorman/Getty Images
内在认知负荷与处理特定信息的复杂性有关。外在认知负荷则来自信息呈现方式带来的额外需求，而"相关认知负荷"是将信息转化为长期记忆付出的必要努力。好的学习任务应尽量减少外在负荷，增加"相关认知负荷"。
教学技巧
在这项最新研究中，研究人员开发了一种新的增强现实学习环境（AR-LE）用于讲授亲电芳香取代反应。可以尝试下载研究中的app了解（原语言为德语, 链接: https://www.chemie.uni-konstanz.de/ag-huwer/forschung/downloads/augmented-reality/）
AR-LE 包含约翰斯顿三角的三个表示层次，师生也可以单独与它们进行交互。
研究者的网站上还有其他更多的 AR 资源，可供您在课堂上探索。
除了开发的特定资源外，这项研究还提出了关于技术使用的更多思考。例如，在引入新技术时，考虑它们对学生认知负荷的影响至关重要。您可以使用该研究中的调查表格，了解您课堂中的认知负荷程度。
增强现实（AR）很可能是一种有用的教学工具，能帮助学生掌握约翰斯顿三角中不同层次表示的教学工具，同时不会对他们的认知负荷产生负面影响。
尽管有许多研究探讨了 AR 在化学教学中的应用，但很少有研究深入研究在教学有机化学机理时同时使用多种表示方式。
研究简介：用 AR 减轻认知负荷
实验中用到的 AR 应用截图：学生可以查看分子碰撞前、中、后的例子静态的示意图 Source: © Universität Konstanz 2024
原电池的 AR 教学应用 - 平板电脑的组件：锂离子电池 Source: © Universität Konstanz 2024
原电池的 AR 教学应用 - 平板电脑的组成部分：铜回收 Source: © Universität Konstanz 2024
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