Con la profunda integración de la tecnología de la información y la educación, la realidad aumentada (RA) se ha convertido en una tendencia en la enseñanza de las ciencias, combinando realidad virtual e interacción en tiempo real. Este estudio diseña y desarrolla un sistema de enseñanza de ciencias basado en tecnología de RA, integrado con mecanismos educativos de juegos, para superar los problemas de dificultad para comprender contenidos abstractos y la baja participación de los estudiantes en la enseñanza tradicional de las ciencias. El sistema se guía por las teorías del aprendizaje experiencial y el constructivismo, e integra algoritmos como el seguimiento de puntos de características, la corrección de imágenes y el entrenamiento de regresión. Estos algoritmos mejoran la precisión y estabilidad de los modelos virtuales en entornos reales. Finalmente, se realiza un experimento comparativo de 12 meses en una carrera de ciencias e ingeniería en una universidad determinada. Los resultados experimentales mostraron que la puntuación media del método de enseñanza de ciencias utilizando tecnología AR mejoró significativamente, en 20,11 puntos, en comparación con el método tradicional de enseñanza. La nota de los estudiantes de primer año en el sistema docente aumentó 22,36 puntos, y la puntuación media de los estudiantes de último curso en el sistema de enseñanza aumentó 29,97 puntos. En el sistema de enseñanza de ciencias, los indicadores de juegos educativos, jugabilidad y aplicabilidad aumentaron a 84, 87 y 86, respectivamente. La satisfacción de los usuarios con la usabilidad, la precisión del contenido, la capacidad de respuesta y la claridad de los indicadores del sistema podrían alcanzar el 97%, 96%, 94% y 98%, respectivamente. En resumen, el sistema de enseñanza de ciencias que utiliza un juego educativo de tecnología AR ha mejorado significativamente el rendimiento de los estudiantes y un fuerte efecto práctico en el aula de ciencias.