AR技術(shù)給教育方式帶來(lái)的新思路

段再超，楊樹(shù)元，鄭亞男，呂曉晴（通訊作者）

（河北師范大學(xué)匯華學(xué)院 河北 石家莊 050000）

1 傳統(tǒng)教育方式的現(xiàn)狀

1.1 教學(xué)模式

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是以聽(tīng)教師講授為中心，依托教師講授、學(xué)生聽(tīng)課的班級(jí)授課組織模式。以教師為中心，突出的是一個(gè)“教”字。它強(qiáng)調(diào)教師的主導(dǎo)作用的發(fā)揮，教師對(duì)課堂教學(xué)的組織管理，運(yùn)用班級(jí)授課制大規(guī)模地向全體學(xué)生進(jìn)行教學(xué)，整個(gè)教學(xué)過(guò)程都已經(jīng)設(shè)定好，什么時(shí)間講課，什么時(shí)間提問(wèn)，給學(xué)生多少時(shí)間回答問(wèn)題等都設(shè)計(jì)好。教師根據(jù)學(xué)生反饋的信息并據(jù)此調(diào)整教學(xué)策略以達(dá)到預(yù)期的教育目的。

1.2 學(xué)習(xí)模式

學(xué)生的學(xué)習(xí)模式是以聽(tīng)教師講授為主，消化、理解教師講授的內(nèi)容。通過(guò)測(cè)試和考試的形式把對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握反饋給教師。學(xué)生學(xué)習(xí)方式單一、被動(dòng)，課堂上缺少自主探索、合作交流、獨(dú)立獲取知識(shí)的機(jī)會(huì)，打擊了學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心和積極性，使學(xué)生對(duì)于自身個(gè)人的優(yōu)劣勢(shì)不能清楚的認(rèn)識(shí)，阻礙了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的訓(xùn)練發(fā)和優(yōu)秀品質(zhì)的養(yǎng)成，影響了學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。

2 AR技術(shù)的特征

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，是一種全新的人機(jī)交互技術(shù)，利用這樣一種技術(shù)，可以模擬真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)景觀，它是以交互性和構(gòu)想為基本特征的計(jì)算機(jī)高級(jí)人機(jī)界面。使用者不僅能夠通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)感受到在客觀物理世界中所經(jīng)歷的“身臨其境”的逼真性，而且能夠突破空間、時(shí)間以及其它客觀限制，感受到在真實(shí)世界中無(wú)法親身經(jīng)歷的體驗(yàn)。[2]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)將真正改變我們觀察世界的方式。AR系統(tǒng)具有以下三個(gè)突出的特點(diǎn)：

2.1 真實(shí)世界和虛擬的信息集成。

它將計(jì)算機(jī)世界里的內(nèi)容延伸到真實(shí)的環(huán)境中，把虛擬的場(chǎng)景疊加到現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中，對(duì)于現(xiàn)實(shí)世界里面的物體來(lái)說(shuō)，通過(guò)疊加虛擬景象產(chǎn)生類似于X光透視的效果。比如：通過(guò)將地圖信息直接疊加到現(xiàn)實(shí)世界中來(lái)指導(dǎo)司機(jī)的駕駛。

2.2 具有實(shí)時(shí)交互性。

它能夠使人很自然的融入到虛實(shí)結(jié)合的場(chǎng)景中。人在場(chǎng)景中能夠跟所處的虛實(shí)結(jié)合的場(chǎng)景中進(jìn)行交流和互動(dòng)。

2.3 在三維尺度空間中增添定位虛擬物體。

它可以使人與三維物體根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景或者互動(dòng)的需要，將虛擬場(chǎng)景疊加到真實(shí)場(chǎng)景中。

3 構(gòu)建AR技術(shù)下教育方式的新思路

它能使虛擬信息疊加到現(xiàn)實(shí)世界中。能夠把教學(xué)中不容易理解的內(nèi)容轉(zhuǎn)換為立體的、生動(dòng)的的形象，從而提高學(xué)生們對(duì)事物的興趣，從而能夠主動(dòng)的進(jìn)行學(xué)習(xí)。像特殊地理地貌、歷史人物事件、不容易接觸到的事物等都可以通過(guò)AR技術(shù)展現(xiàn)在學(xué)生面前。

AR技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，首先，通過(guò)AR技術(shù)的特性制作AR圖書(shū)，把原來(lái)印刷的的紙質(zhì)書(shū)，轉(zhuǎn)換成立體的、生動(dòng)的形象，疊加到現(xiàn)實(shí)世界中，呈現(xiàn)到我們的眼前，提升小朋友對(duì)事物的興趣，吸引他們參與到教學(xué)中，以一種探究的方式去探查研究一些更深層面的內(nèi)容。其次，融入AR技術(shù)的教育形式比之傳統(tǒng)的教育具有更強(qiáng)的表現(xiàn)力，它可以將教學(xué)中一些枯燥（如：特殊地理地貌、歷史人物事件、以及大多數(shù)不容易接觸到的事物）通過(guò)AR技術(shù)以圖片、視頻、動(dòng)畫(huà)等形式直觀易懂的方式展現(xiàn)。最后，AR本身便是持有互動(dòng)性的，這種特有的優(yōu)勢(shì)可以讓小朋友用眼看、用耳聽(tīng)、動(dòng)手做、用腦想，真正實(shí)現(xiàn)多元化教育。

這些應(yīng)用改變了傳統(tǒng)教育的教育方式中的教學(xué)模式與學(xué)習(xí)模式，無(wú)論教師教學(xué)模式還是學(xué)生獲取知識(shí)學(xué)習(xí)模式都發(fā)了很多的變化，下面從教學(xué)模式與學(xué)習(xí)模式兩個(gè)方面進(jìn)行闡述：

3.1 教學(xué)模式

首先，教師將成為AR技術(shù)下教育教學(xué)的設(shè)計(jì)者。在教學(xué)過(guò)程中，教師是以知識(shí)體系的構(gòu)建者的身份出現(xiàn)，通過(guò)精心設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容、環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力，引導(dǎo)他們對(duì)于知識(shí)進(jìn)行主動(dòng)學(xué)習(xí)，從而提高解決問(wèn)題的能力。其次，教師的教授不受時(shí)間、地域、語(yǔ)言的限制，能夠讓每個(gè)人享有優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，打破了教育的不平衡性。最后，實(shí)踐教學(xué)課程在虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)實(shí)訓(xùn)過(guò)程，提高學(xué)生操作技能。通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的精確建模和對(duì)真實(shí)道具的追蹤定位，還原真實(shí)的實(shí)訓(xùn)操作過(guò)程，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)真實(shí)的操作訓(xùn)練，降低的實(shí)驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)能夠量化記錄全操作過(guò)程，數(shù)據(jù)量化考核并進(jìn)行指導(dǎo)。

3.2 學(xué)習(xí)模式

將增加現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用于傳統(tǒng)教育中，通過(guò)增加學(xué)習(xí)情境的真實(shí)性和交互性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，推動(dòng)教育的方式進(jìn)一步變革，提高教育的質(zhì)量。

首先，學(xué)生通過(guò)觸摸利用AR技術(shù)特性制作的3D模型，增強(qiáng)體驗(yàn)效果。并且從多個(gè)不同維度來(lái)觀察3D模型，深刻的理解了現(xiàn)實(shí)事物。基于AR技術(shù)的及時(shí)性、互動(dòng)性的特性從視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等方面設(shè)計(jì)出來(lái)的教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的興趣，提高了學(xué)習(xí)的效果。其次，移動(dòng)AR系統(tǒng)可以不受時(shí)間和空間的限制，學(xué)生的學(xué)習(xí)可以在任意的時(shí)間和地點(diǎn)，利用AR技術(shù)的特性，隨時(shí)隨地的進(jìn)行情境式的學(xué)習(xí)，還能夠跟其他地區(qū)的人員進(jìn)行合作式的學(xué)習(xí)。這樣突破學(xué)習(xí)中空間和時(shí)間的限制，使學(xué)生的學(xué)習(xí)交流達(dá)到了一種新的狀態(tài)。最后，使用自然方式交互學(xué)習(xí)對(duì)象，將虛擬場(chǎng)景疊加到真實(shí)場(chǎng)景中。老師在教學(xué)過(guò)程中利用AR技術(shù)能夠提供的虛實(shí)的場(chǎng)景，把學(xué)生帶到這個(gè)場(chǎng)景中，學(xué)生通過(guò)身臨其境的感受，理解和實(shí)踐學(xué)習(xí)內(nèi)容，極大的提高的教學(xué)效果。

AR技術(shù)在傳統(tǒng)教育中的應(yīng)用，利用AR技術(shù)，共享全球名校名師課程，實(shí)現(xiàn)時(shí)間碎片化管理；實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)，進(jìn)行因材施教。對(duì)傳統(tǒng)教育進(jìn)行補(bǔ)充、革新了教育方式，給我們教育方式帶來(lái)了新的思路。