巧用AR技術　靈動課堂教學

摘 要：基于增強現(xiàn)實的交互手段給幼兒園教學現(xiàn)場提供了新的教學方式，AR技術的整合給每個幼兒營造一個更為獨立的學習環(huán)境，幫助幼兒發(fā)現(xiàn)其自身在知識結構中的不足，不僅能夠實現(xiàn)幼兒的自主學習，更能與傳統(tǒng)意義上的教學環(huán)境相融合。增強現(xiàn)實技術在教學上的應用，拓寬了教育技術應用研究的渠道，豐富了技術支持的教育應用的內(nèi)涵，使研究更加具體化，更有針對性。本文以AR技術應用課例為背景，介紹AR技術是如何在教學活動中應用的，再從虛實互動、實景呈現(xiàn)交互式學習、多樣實操自主學習與幼兒園科學活動深度融合三個方面，具體闡述幼兒園智慧課堂在AR技術的應用下的生動與有效，吸引幼兒參與到教學中，以互動的方式探查、研究獲得更深層次的學習體驗，真正實現(xiàn)多元化的自主學習。

關鍵詞：AR技術;幼兒園;課堂教學;應用

Augmented Reality，簡稱AR，增強現(xiàn)實，也被稱為混合現(xiàn)實。它通過電腦技術，將虛擬的信息應用到真實世界，真實的環(huán)境和虛擬的物體實時地疊加到了同一個畫面或空間同時存在。基于增強現(xiàn)實的交互手段給幼兒園教學現(xiàn)場提供了新的教學方式，AR技術在教學中的整合給幼兒營造一個“將不可能變成可能”的充滿驚喜和新奇的學習環(huán)境，能夠模擬“實物再現(xiàn)眼前”的效果支持幼兒的自主探索，而不局限在圖片、視頻等事物觀察的平面圖文。不僅能夠實現(xiàn)幼兒的自主學習，更能與傳統(tǒng)意義上的教學環(huán)境相融合，實現(xiàn)教學過程中不同環(huán)境的無縫切換，推動教學過程在不同的技術層面間構建起一個完整的體系。

AR技術如何有效應用于幼兒園教學活動？對于3～6歲的幼兒，在學習探索中以直接形象思維為主，善于在與材料、環(huán)境互動中獲取知識，積累經(jīng)驗。帶著思考和探索，我們尋找教學素材，設計、開展豐富的教學活動，在實踐中探求新方法，開辟幼兒園教學新視野。借助課例幼兒園大班科學活動《恐龍世界》，談談如何將AR技術巧妙地運用于幼兒園教學活動，靈動課堂的同時，激發(fā)幼兒的探索欲望，擴展幼兒的知識經(jīng)驗。

一、 AR技術在課例中的應用設計

（一）動態(tài)呈現(xiàn)AR實境，激發(fā)幼兒參與活動興趣

在活動一開始，教師提出“你們都認識哪些恐龍？有一只暴龍寶寶要來到我們的現(xiàn)場，它可是會真的出現(xiàn)在我們的教室里，它在尋找什么呢？我們一起來看看。”隨后，教師用手機運行iCarltonAR App，運用希沃授課助手投屏至大屏幕，屏幕中出現(xiàn)了活動室、暴龍、幼兒的虛實合體，教師操作畫面的角度，“一只能隨意走動到幼兒面前與之互動的暴龍”在畫面中與幼兒“虛擬接觸”，孩子們驚呼“是真的暴龍啊，來我的身邊……”一時起，幼兒進入與暴龍互動談話的好奇與興奮之中。

（二）借助AR實境互動，引導幼兒觀察暴龍和迅猛龍的外形特征

在“觀察暴龍及迅猛龍的外形特征”的環(huán)節(jié)中，教師改變傳統(tǒng)的圖片觀察、視頻觀察的方式，用AR技術實現(xiàn)“實境互動”。教師用手機運行iCarltonAR App，運用希沃授課助手投屏至大屏幕，鼓勵幼兒主動提出想要觀察的局部，教師操作設備在大屏幕上呈現(xiàn)那個部位，滿足幼兒的自主觀察，并能隨時切換角度或者放大縮小，在互動觀察、討論探究的基礎上，激發(fā)幼兒大膽表述自己的發(fā)現(xiàn)與猜想，激發(fā)幼兒繼續(xù)深入探究的動力與熱情。

（三）融入AR實境與劍龍互動拍照，激發(fā)幼兒持續(xù)探究的好奇心

在活動的最后環(huán)節(jié)，教師用手機運行iCarltonAR App，運用希沃授課助手投屏至大屏幕，引導幼兒觀察劍龍，用iCarltonAR App中的拍照功能組織幼兒與“劍龍”合影，從而激發(fā)幼兒繼續(xù)探究的興趣。在一張張幼兒與恐龍各種互動的合影中，非常逼真地創(chuàng)建了一個虛擬“恐龍”與真實幼兒互動游戲的畫面，給幼兒帶來非常不一樣的探究體驗，為各自繼續(xù)探究有關恐龍的知識提供了一定的興趣支持。

二、 AR技術在教學應用中的融合創(chuàng)新

（一）虛實互動助力個性化環(huán)節(jié)設計，有效激發(fā)求知興趣

增強現(xiàn)實技術（簡稱AR）支持虛擬情境與現(xiàn)實實景的有效重疊，制造富有沖擊的視覺效果，有效激發(fā)幼兒的求知興趣。AR技術將虛擬對象準確的“放置”在真實環(huán)境中，讓使用者處于一種融合環(huán)境中，使用者所感知到的只是一個真實和虛擬相融合的唯一存在的世界，并能與之交互。它主要有三個特點：虛實融合、實時交互、三維跟蹤（即三維空間中定位增添虛擬物體）。

基于AR技術的呈現(xiàn)特點，巧妙設計導入環(huán)節(jié)。區(qū)別于傳統(tǒng)的導入活動方式（例如：談話導入、情境導入等等），教師將導入環(huán)節(jié)一改常態(tài)，借助AR技術，在設疑、猜測的情景中，引領幼兒走進探索世界，抓住視角，設置懸念，為探索活動埋下伏筆。例如：幼兒園大班科學活動《恐龍世界》，教師精心設計引題環(huán)節(jié)，以觀看“教師與恐龍互動視頻”導入活動，在視頻中，龐大、動態(tài)的恐龍在幼兒園操場上出現(xiàn)，現(xiàn)實實景中的教師，遇到了虛擬情境的“恐龍”，這種特別的開場模式、神奇的經(jīng)歷立刻吸引孩子，“施老師，你是怎樣遇到恐龍的？太神奇了！”“為什么恐龍會出現(xiàn)在我們學校？”“這是什么恐龍？”……

利用虛擬情境與現(xiàn)實場景互動，借助錄頻功能，巧妙設計應用場景，有效激發(fā)幼兒的求知欲，為后面的活動埋下伏筆。

（二）實境呈現(xiàn)豐富交互式學習新體驗，改變觀察方法提升實效

在幼兒園增強現(xiàn)實技術應用的教學環(huán)境之下，思考“如何借助AR技術，引領幼兒開展有效觀察？”，我們應該尊重幼兒的生理發(fā)展特點，遵循幼兒直觀形象的自然學習規(guī)律，根據(jù)幼兒的需求和教學內(nèi)容適宜的連接點展開AR技術的應用與學習。

借助AR技術，系統(tǒng)、自由的呈現(xiàn)被觀察物。在課例《恐龍世界》中，我們借助AR技術3D實境呈現(xiàn)特點，使遙遠抽象的恐龍?zhí)剿髯兊谜鎸嵣鷦樱處熢谑謾C上安裝并運行iCarltonAR，運用希沃授課助手投屏到大屏幕，呈現(xiàn)3D實鏡，引導幼兒自主觀察恐龍的主要特征，個性化地表達自己的發(fā)現(xiàn)。通過移動行動裝置，可以超近距離、放大細節(jié)、360度自由觀察欣賞整只恐龍，角度可隨孩子的關注點而暫停、調(diào)轉，帶給學習者沉浸式的直觀體驗，提高學習興趣的同時學習知識。

適時引導，提升觀察經(jīng)驗。剛開始情緒高漲的幼兒，觀察顯得零散、無序且混亂，“往上一點，我看到它的前肢了”“往后、再往后，我看到它的尾巴了”“我想看看它的頭”“我想看看的它的趾爪”……;在首次觀察后，教師適時引導幼兒調(diào)整觀察方式，“孩子們，剛才的觀察有些零亂，其實我們在觀察物體時，可以進行有序觀察，例如從上往下，或者由前往后，有序的觀察能幫助我們看得更仔細，這樣會帶給我們更多發(fā)現(xiàn)哦！”通過教師的引導，幼兒開始有序觀察，在觀察中講述自己的發(fā)現(xiàn)，并能將兩次觀察結果進行歸納對比，有效借助3D實境，適時提升幼兒觀察能力。

巧用課件，引發(fā)猜想解惑。教師運用希沃白板5制作課件，應用思維導圖，蒙層，放大鏡，聚光燈等功能，引導孩子歸納對比，建構系統(tǒng)的知識體系，在觀察中設問，在疑惑中尋找答案，在傾聽中獲取知識經(jīng)驗，在探究中驗證猜測，逐步引領幼兒揭開謎團，逐層解惑，激發(fā)幼兒探索的興趣，從而促進幼兒觀察能力、傾聽能力、表達能力的發(fā)展。

（三）多樣實操支持自主學習，精準解惑豐富經(jīng)驗

增強現(xiàn)實技術支持沉浸學習和移動學習，這是它與傳統(tǒng)教學手段的最大區(qū)別。將技術整合到正式學習環(huán)境中，能夠實現(xiàn)課程的數(shù)字化學習，可以將課程學習內(nèi)容轉化為學習者的學習資源，實現(xiàn)資源共享;能夠提供界面友好、形象直觀、虛實結合的學習環(huán)境，有利于激發(fā)學習者的學習興趣，置身其中，幼兒可以從多個方面參與學習活動。

利用AR技術帶給我們虛擬情境，如何推動幼兒進一步深入了解？如何滿足幼兒的探索需求？技術的運用，能否不同程度地滿足幼兒的需求？如何彌補技術所不能達到的部分缺失？帶著這些思考，我們探索、研究、實踐，運用多種操作方式滿足幼兒的不同求知需求。

操縱模式多樣，滿足幼兒探索需求。在引導幼兒觀察后，通過多樣的實操方式，逐步引領幼兒解惑，拓展知識經(jīng)驗。幼兒可自主運行iCarltonAR，單龍模式下，遙控恐龍自由行走于現(xiàn)實情境，帶給孩子驚奇的游戲體驗;雙龍模式下可自主設置恐龍進行互斗，觀察不同種類恐龍的捕食、攻擊方式，將知識經(jīng)驗轉化遷移到游戲中，提升關于恐龍的知識結構。

自主操作軟件，多維觀察獲取經(jīng)驗。運行iCarltonAR，開啟“真龍模式”，在操作中觀察、對比、歸納，獲取知識經(jīng)驗。轉變操作角度，改變觀察視角，推動鏡頭，獲取不同感受，滿足幼兒好奇心，支持多角度重復操作，探尋答案、驗證猜想，學習過程中的交互性強，有助于提高幼兒動手實踐的能力。

拍照互動，續(xù)存探究欲望。AR技術的App中，往往都具有“拍照”“實時保存/上傳”功能，支持幼兒隨時更換拍照素材（即可選擇不同種類的恐龍等），隨意轉換實時場景，幼兒對此功能樂此不疲，在活動中，他們不斷對比拍照結果，樂于與同伴分享拍照結果，實時推廣拍照經(jīng)驗，對每個新活動都充滿期待。

AR技術的交互手段使幼兒園教學現(xiàn)場更加靈動，知識越來越具有交互性、流動性和情境性。融入增強現(xiàn)實技術后，以圖片、視頻、動畫等多種方式表現(xiàn)教學內(nèi)容，更直觀更易懂。增強現(xiàn)實特有的互動體驗，讓幼兒用眼看、用耳聽、動手做、用腦想，真正實現(xiàn)多元化教育。

在當今數(shù)字化的時代，市面AR產(chǎn)品種類眾多，適合幼兒園教學的素材豐富多樣，但也需要根據(jù)教學需要進行篩選運用，開發(fā)AR產(chǎn)品中的知識鏈接和可整合的元素與教學目標有機地融合，實現(xiàn)現(xiàn)有產(chǎn)品為教學服務。或者根據(jù)教學需要利用簡單的AR軟件或App，在美術活動的作品展示環(huán)節(jié)實現(xiàn)繪畫作品與虛擬情境的融合，把幼兒繪畫的“汽車”摳圖出來，在虛擬的“馬路上賽車”，滿足幼兒將作品實現(xiàn)動畫的成就感體驗。諸如此類，在幼兒園其他領域活動的教學中也是可以靈活應用的。巧妙使用AR技術使教學現(xiàn)場更加靈動，給予幼兒不同體驗，從而促進幼兒較高層次能力的提升，獲取知識經(jīng)驗的同時，讓幼兒獲得全面的發(fā)展。我們將通過繼續(xù)研究，探索幼兒園AR教育應用教學模式和AR環(huán)境的設計原則，為新型的虛實融合學習環(huán)境提供指導。融入增強現(xiàn)實技術，吸引幼兒參與到教學中，以互動的方式探查、研究獲得更深層次的學習體驗，從而真正實現(xiàn)多元化的自主學習。

作者簡介：

施艷琳，福建省福安市，福建省福安市第二實驗幼兒園。

本文系福建省電化教育館2018年度教育信息技術研究課題《AR技術與幼兒園教學深度融合的實踐研究》（課題立項號FJDJ1820）的課題研究階段成果。