AR技術(shù)的應(yīng)用對中學生創(chuàng)新學習的推動和幫助

王一淋

（西北工業(yè)大學附屬中學，西安 710072）

現(xiàn)今，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，中學生學習對更加直觀、可體驗、互動更強的現(xiàn)代技術(shù)的需求日益增強。AR技術(shù)以其獨具的應(yīng)用和特點，受到中學教師和學生的廣泛關(guān)注和普遍興趣。其應(yīng)用推廣對解決諸多的技術(shù)性及學術(shù)性難題作出積極的探索貢獻，中學階段的基礎(chǔ)性學習同樣也受到信息化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的實際影響。為更好的運用信息化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢，依照中學生個性學習特點和理論實驗相結(jié)合的需要，將AR技術(shù)引入中學生創(chuàng)新學習方面尤為必要，是推動中學生創(chuàng)新學習發(fā)展及解決中學知識學習和實驗實踐活動聯(lián)系不足問題的有效途徑。

1 AR技術(shù)應(yīng)用在中學生創(chuàng)新學習方面的應(yīng)用概念

（1）信息化學習。它是指通過網(wǎng)絡(luò)信息途徑實現(xiàn)對課堂中所學知識內(nèi)容的深入分析與應(yīng)用，采用信息化輔助手段提高學習效率。傳統(tǒng)的信息化學習主要采用計算機、智能手機及其它信號網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備等輔助設(shè)備，雖能夠基本滿足中學階段的學習的部分需求，但難以彌補信息化學習體驗性不強、時效性不高及效果有限等問題，對于課堂專業(yè)知識學習的交互能力也有一定的實際局限性，為更好的滿足中學生的信息化學習需求，提升中學生學習興趣和創(chuàng)新學習意識，采用現(xiàn)代AR技術(shù)做全面的信息化學習交互勢在必行，是提高綜合性學習效益及創(chuàng)造有利信息化學習環(huán)境的重要基礎(chǔ)。

（2）AR技術(shù)應(yīng)用。AR技術(shù)基于信息化網(wǎng)絡(luò)虛擬成像技術(shù)開發(fā)，利用虛擬空間模擬及信息空間的圖像構(gòu)架，實現(xiàn)對現(xiàn)實環(huán)境與信息環(huán)境的有效銜接，通俗而言即是運用網(wǎng)絡(luò)圖象技術(shù)對現(xiàn)實空間圖像對深入重疊，通過對影像參數(shù)的調(diào)整，確保計算機錄入內(nèi)容與空間圖像成像內(nèi)容保持一致。現(xiàn)階段的AR技術(shù)運用總體而言較為成熟，在科研、軍事、醫(yī)療、娛樂及建筑等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，綜合以上技術(shù)應(yīng)用環(huán)境，AR技術(shù)在中學生創(chuàng)新學習方面也必將成為現(xiàn)代中學教學技術(shù)的重要組成部分，對解決諸多的中學理論化及實踐化知識結(jié)合難題具有重要意義與價值。

2 AR技術(shù)應(yīng)用特點優(yōu)勢與中學生創(chuàng)新學習的有機結(jié)合

AR技術(shù)是在計算機技術(shù)基礎(chǔ)發(fā)展出來的應(yīng)用技術(shù)，通過各類系統(tǒng)形成虛擬演示環(huán)境增強人們對現(xiàn)實環(huán)境的感知，能通過軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)將現(xiàn)實中的或者實驗過程中虛擬物體、虛擬圖像和圖像指示疊加到目標場景中，提升人們的臨場感和實際感，把現(xiàn)實環(huán)境中無法實現(xiàn)的場景通過終端或屏幕展示到人們眼前。

2.1 AR應(yīng)用技術(shù)特點

（1）虛擬與現(xiàn)實的有機結(jié)合。通過AR技術(shù)可以將現(xiàn)實操作和實驗過程中操作的影像、圖示、指示疊加到教學環(huán)境和實驗環(huán)境中，中學生可以通過視頻終端或屏幕進行觀看，通過傳感器將學生的操作信號輸入到系統(tǒng)中，實現(xiàn)虛擬影像、圖示、指示的移動、操作和調(diào)整，將虛擬信號和場景疊加到學習和教學的真實場景中，提升學生的學習效果和學習興趣。

（2）人機實時互動的特點優(yōu)勢。AR技術(shù)將現(xiàn)實的人與環(huán)境的互動完整映射到虛擬環(huán)境中，人機操作真實模擬了人與環(huán)境的交流，增強了學生的真實感、臨場感，使學生學習融入到了虛擬環(huán)境中。交互性系統(tǒng)完全淡化了實際環(huán)境中的位置，而虛擬到了整個環(huán)境中，符合人類圖像記憶的優(yōu)勢特點，極大的提升了學生學習的效果和質(zhì)量。

2.2 AR技術(shù)的應(yīng)用在中學生創(chuàng)新學習中的優(yōu)勢

（1）難點知識的形象化、直觀化、可視化。中學生的學習過程難點是文字知識的枯燥性和乏味性，記憶難度大。而中學教學課件中大量的圖像資料、實驗操作的可視性資料都是學生感知現(xiàn)實、增強感性知識學習的良好工具。如何發(fā)揮這部分知識的學習優(yōu)勢，增強和加深學生的學習記憶，成為多年來提升中學生學習效果的主要研究課題。而AR技術(shù)的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，使得這些問題迎刃而解。如前所述，AR技術(shù)的特點就可以把這些傳統(tǒng)教學中無法真實展示的現(xiàn)實場景虛擬顯示到學生面前或眼前，迎合了中學生新奇、好動、探索的心理特點，縮小了基礎(chǔ)理論知識和實踐操作的距離，激發(fā)了學生的主觀興趣和學習動力。

（2）學習興趣的提升和探索。如何做好中學生教學工作，增強學生的動手能力和實踐操作能力，提升學生的學習興趣，是教育學科長期研究的課題之一。作為一個學生，不是機器，而是活生生的一個個體，人的記憶力、注意力和興趣都是波動變化的。學習過程不能一味的強壓硬灌，學生的學習興趣激發(fā)是關(guān)鍵。AR技術(shù)的實時交互的特點，通過虛擬環(huán)境提升了學生動手和操作的能力，促進了學生分析問題和解決問題的能力，對學生的感知思維營造具有很強的促進作用，有利于學生學習興趣的提升和探索。

（3）教學管理和教學方式精煉化。AR技術(shù)可以針對不同基礎(chǔ)、不同水平的學生調(diào)整參數(shù)設(shè)置，開展針對性的展示和演示，其難度和深度可以通過設(shè)置和調(diào)整來掌控，解決了中學教學中因人施教的難題，使得學生教學管理和教學模式更加簡單。部分學生在課堂上沒有領(lǐng)會貫通的知識，課后可以繼續(xù)觀看學校教學的視頻解說，概念化的知識掌握后，可以自己通過AR技術(shù)搭建的環(huán)境，進一步操作和演示，掌握課堂學習中未領(lǐng)會的知識和內(nèi)容。

3 AR技術(shù)應(yīng)用在中學生創(chuàng)新學習方面的推動與幫助

（1）基于AR技術(shù)內(nèi)容構(gòu)建信息化學習環(huán)境。AR技術(shù)終端環(huán)境適應(yīng)性較高，技術(shù)密集度控制較為容易，可適用于多種數(shù)據(jù)傳導(dǎo)環(huán)境，且受其特殊的信號傳導(dǎo)介質(zhì)影響，AR技術(shù)運用早已形成完善的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架體系，通過計算機設(shè)備可有效控制多臺AR移動終端，視頻信息匹配度較高，基礎(chǔ)技術(shù)特點與現(xiàn)代信息化學習需求不謀而合。例如傳統(tǒng)的題目訓練練習，需要首先將題目進行解析并得出結(jié)果，將題目解析結(jié)果與答案結(jié)果對比，答案內(nèi)容的解析并不全面，僅可對題目計算結(jié)果做對比，而未能對計算過程中做全年列舉。而AR技術(shù)信息化模擬智能化水平較高，具備一定的技術(shù)測算及計算能力，將題目信息錄入AR設(shè)備可得出更為詳細的題目運算過程，相比于傳統(tǒng)的題目訓練能夠為中學生創(chuàng)設(shè)良好的信息化學習環(huán)境。

（2）建立完善的AR技術(shù)模塊數(shù)據(jù)化學習體系。AR計算技術(shù)并非單一的軟件管理模板，需要結(jié)合硬件系統(tǒng)配置及數(shù)據(jù)信息庫配置有效的運用于中學生創(chuàng)新學習。數(shù)據(jù)信息庫建立可根據(jù)經(jīng)常出錯的題目內(nèi)容，做錯誤內(nèi)容分析，并將部分有價值的錯誤進行深度整合，根據(jù)專業(yè)知識學習較弱的一項及多項內(nèi)容制定有針對性的學習目標，同時可提供錯誤模板比對分析模塊，改善學習過程中題目摸不準及關(guān)鍵學習知識節(jié)點掌握不全面的實際現(xiàn)狀。傳統(tǒng)的學習環(huán)境主要依賴教師的專業(yè)化指導(dǎo)，在人為因素影響下對錯誤題目的分析常常易產(chǎn)生一定的疏漏，而AR技術(shù)則可有效的解決以上問題，確保題目錯誤分析的實際準確性。

（3）AR技術(shù)影響下的學習內(nèi)容多元化呈現(xiàn)。AR技術(shù)模組內(nèi)容豐富，各個單元內(nèi)所呈現(xiàn)的信息數(shù)據(jù)各有不同，在學習方面可以按照自身學習條件及學習能力做科學選擇。早期的課堂信息化學習較為重視對基礎(chǔ)學習單元的運用，忽視了深層學習資源的運用，AR技術(shù)具備數(shù)據(jù)資源整合能力，在課下可將課堂中所學的內(nèi)容做更為全面的信息反饋，使信息內(nèi)容的呈現(xiàn)更符合總體創(chuàng)新學習需求。

（4）AR技術(shù)運用對中學生學習思維的開拓。傳統(tǒng)的中學課堂學習及課下學習內(nèi)容銜接緊密，學習數(shù)量得以保障，但由于學習負擔較重，難以形成獨立的思考空間，學習質(zhì)量的平衡過多的依賴書本內(nèi)容。AR技術(shù)在提高學習效率的同時，能夠創(chuàng)設(shè)獨立的思考空間，不斷的開拓學習思維，破除傳統(tǒng)課堂教學模式下對獨立思考學習能力的束縛，為未來階段更為深入的了解及掌握所學的知識內(nèi)容奠定堅實的思維邏輯基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

總之，AR技術(shù)的應(yīng)用對于中學生創(chuàng)新學習的推動及幫助不僅僅是理論知識學習層面，在深入知識內(nèi)涵及解決實踐知識學習難題方面，也時刻發(fā)揮積極作用，對培養(yǎng)良好的專業(yè)學習思維及獨立思考能力有一定幫助，是未來階段中學信息化學習環(huán)境體系構(gòu)建必不可少的重要輔助學習手段之一。