基于AR實驗的幼兒單詞學(xué)習(xí)設(shè)計研究

馬建軍　楊琴

摘 要 作為虛擬信息與現(xiàn)實世界的融合，增強現(xiàn)實技術(shù)正在不斷更新人們的學(xué)習(xí)和生活體驗。增強現(xiàn)實技術(shù)與傳統(tǒng)的幼兒英語教學(xué)方式相結(jié)合，既為學(xué)習(xí)者提供真實的全新體驗和感受，又向三維和多維互動的領(lǐng)域拓展，搭配適合情境的音樂，能顯著增加單詞學(xué)習(xí)的多維性和趣味性。本文對增強現(xiàn)實技術(shù)在幼兒單詞學(xué)習(xí)中的應(yīng)用進行了探索性研究，運用ENTiTi工具制作并生成三維立體的單詞卡片，重點闡述了增強現(xiàn)實技術(shù)與幼兒單詞學(xué)習(xí)資源的設(shè)計，并分別對幼兒園A班和B班的應(yīng)用效果進行驗證，結(jié)果表明增強現(xiàn)實技術(shù)能提高英語單詞的學(xué)習(xí)效率，有效加深幼兒對英語學(xué)習(xí)的理解，提高幼兒對單詞的認知能力和興趣。

關(guān)鍵詞 增強現(xiàn)實 教學(xué)設(shè)計 幼兒單詞學(xué)習(xí)

中圖分類號：G434文獻標(biāo)識碼：A

0引言

增強現(xiàn)實技術(shù)（Augmented Reality，簡稱AR）是在虛擬現(xiàn)實基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項新技術(shù)，它將計算機生成的場景融合到真實世界中，擴張和補充真實世界而不是完全替代真實世界，以強化用戶對現(xiàn)實的感觀和認知。一方面，目前市面上的智能手機和平板電腦具有攝像頭、GPS、上網(wǎng)功能以及較為強大的運算能力，為AR的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)硬件平臺。另一方面，AR所具有真實性、交互性、實時性，與移動學(xué)習(xí)相結(jié)合能很好地呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容，營造真實的學(xué)習(xí)情境，提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和效率。尤其在幼兒單詞學(xué)習(xí)上，由于年齡小，抽象思維能力差，幼兒對于單詞不能很好的理解，不易在單詞與其代表的內(nèi)容之間建立起有意義的關(guān)聯(lián)，AR的應(yīng)用可以將難以理解的復(fù)雜枯燥無味的內(nèi)容以三維的形式呈現(xiàn)出來，讓幼兒能直觀地觀察學(xué)習(xí)單詞，建立有意義的心理表征，從而有效提高幼兒學(xué)習(xí)單詞的興趣和效果。

在國外，早在2008年就有公司將AR運用到傳統(tǒng)的紙質(zhì)出版物中。有資料顯示，泰國的一家公司出版了增強現(xiàn)實技術(shù)兒童立體讀物《Earth structure》，這是最早的一本運用增強現(xiàn)實技術(shù)出版的一本兒童讀物。之后，每年的法蘭克福圖書博覽會上都會有關(guān)于增強現(xiàn)實不同的新產(chǎn)品推出。例如增強現(xiàn)實立體書《Aliens & UFOs》，它是 2008 年德國公司 Ars Edition 生產(chǎn)的，可以直接利用書中自然圖像作為標(biāo)記，將書中所描述的外星人以立體的形象呈現(xiàn)出來。這一突破為增強現(xiàn)實立體書的發(fā)展奠定了堅定的基礎(chǔ)。除了應(yīng)用于兒童出版物以外，AR也通過游戲的形式來增強兒童的拼寫能力。如OriInbar研發(fā)了一款在iPhone上可實現(xiàn)的增強現(xiàn)實游戲，讓4-7歲孩子隨時隨地拼寫與學(xué)習(xí)。在國內(nèi)，有學(xué)者提出增強現(xiàn)實技術(shù)在立體書籍、操作技能培訓(xùn)等教育領(lǐng)域有很大的研究前景。可識別漢字的增強現(xiàn)實系統(tǒng)通過攝像頭捕捉文字信息進行識別，實現(xiàn)了虛實物體的疊加，研究表明該系統(tǒng)將漢字學(xué)習(xí)與計算機生成的虛擬信息結(jié)合起來，有效地擴展和豐富漢字學(xué)習(xí)的興趣和手段。關(guān)于教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用案例"未來之書"證實了AR在教學(xué)中具有較大的使用價值，可以為學(xué)習(xí)者創(chuàng)造一種體驗和沉浸的學(xué)習(xí)環(huán)境，用技術(shù)的手段來促進學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)。綜上所述，國內(nèi)外學(xué)者對增強現(xiàn)實技術(shù)在教育上的應(yīng)用的關(guān)注逐漸增多，并且涉及的領(lǐng)域也逐漸增多，主要包括閱讀書籍、兒童出版物、兒童游戲教育等，但是AR在幼兒單詞學(xué)習(xí)的應(yīng)用方面還有所欠缺。本研究運用ENTiTi工具制作并生成三維立體的單詞卡片，然后在對幼兒群體進行需求分析的基礎(chǔ)上制定相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計活動方案，從而增強單詞學(xué)習(xí)的情境性和直觀性。給孩子提供一個形象生動的學(xué)習(xí)單詞和認識事物的平臺，幫助幼兒在英語單詞與實物之間建立有意義聯(lián)結(jié)，促進幼兒對單詞的理解和遷移。

1基于增強現(xiàn)實技術(shù)的幼兒單詞學(xué)習(xí)資源設(shè)計

本研究利用“ENTiTi”軟件設(shè)計了一套基于手機平臺的AR學(xué)習(xí)資源。借助智能手機的上網(wǎng)功能和強大的運算能力，以該軟件為核心，設(shè)計制作了一套英語單詞的學(xué)習(xí)資源，開發(fā)了基于情境的探究性學(xué)習(xí)活動方案，并檢查應(yīng)用后的效果。

1.1 ENTiTi軟件的簡介

ENTiTi Creator是由以色列創(chuàng)業(yè)公司W(wǎng)akingApp開發(fā)的一款A(yù)R作品制作工具，易學(xué)易用是它的最大特色。該平臺不需要任何編程、完全依靠鼠標(biāo)拖放就能完成創(chuàng)作過程。ENTiTi是基于云計算的平臺，可以在線3D視角查看內(nèi)容，并自動適配各種終端，比如手機或平臺電腦等。開發(fā)者通過它所發(fā)布出來的AR內(nèi)容，只需要通過一個叫作ENTiTi View軟件的入口，就可以輕松訪問。點擊“Create”，就會進入編輯模板的流程。這里需要明確的一點是，與國內(nèi)編輯器讓用戶直接上傳圖片、視頻、模型等素材后生成AR內(nèi)容不同，ENTiTi的web端實際上是模板的編輯器，進入后有三種模板編輯流程可選：完全自建、視頻祝福、名片。編輯模板的編輯器使用戶自主范圍擴大，整個流程更有“可用性”和“可玩性”。

1.2 AR小卡片英語單詞的開發(fā)過程

AR小卡片制作的開發(fā)過程，共分為四個階段，首先是需求分析階段，這是對AR在幼兒識字教學(xué)里面的應(yīng)用過程，介于對幼兒的身心發(fā)展和特點分析出AR是否可行。第二階段是項目設(shè)計階段，根據(jù)需求分析的結(jié)果，結(jié)合增強現(xiàn)實技術(shù)的特點，對增強現(xiàn)實小卡片的結(jié)構(gòu)進行整體規(guī)劃，并據(jù)此對包括紙質(zhì)圖書、三維模型、交互平臺以及其他多媒體資源在內(nèi)的AR組成部分進行設(shè)計。第三階段是實現(xiàn)制作，這是整個開發(fā)過程中工作量最繁重的階段。需要完成五項基本工作：一是對圖片進行合理編排制作，并將特定標(biāo)記圖案融入英語單詞中，從而滿足增強現(xiàn)實的需求;二是熟練運用3D建模工具，通過反復(fù)細致的修改，制作逼真的三維模型;三是運用各種多媒體軟件對其他媒體資源進行編輯;四是在選定平臺上，完成標(biāo)志的識別、三維注冊、虛實結(jié)合和人機交互等多方面的程序開發(fā)與實現(xiàn);五是將前面的工作進行整合，使整個項目成為一個有機的整體，同時這一階段往往會對前一階段的工作進行各種反饋和調(diào)整。最后一個階段是調(diào)試與發(fā)布。首先要將制作完成的AR進行整體調(diào)試，并對照最初的需求分析進行測試。完成以上工作后，就可以根據(jù)最初的設(shè)計方案進行實地訪談和測驗幼兒單詞效果。

通過ENTiTi軟件的電腦端制作相應(yīng)的英語單詞模型，用手機端將電腦上的模型進行識讀。例如，用手機在掃到一張鴨子的圖片時，能夠出現(xiàn)一個立體的鴨子，并且對“duck”這個單詞進行發(fā)音教學(xué)。知識點不再是以傳統(tǒng)的紙質(zhì)出現(xiàn)在兒童面前，而且增強了知識的立體感、三維性以及趣味性。

2基于ENTiTi學(xué)習(xí)資源的幼兒英語單詞的教學(xué)設(shè)計示例

活動名稱：看得見的單詞——大班數(shù)學(xué)活動。

設(shè)計意圖： 對于大班的孩子，認識身邊的動物、水果等的特征非常重要，并且在現(xiàn)代社會高速發(fā)展的情況下，從幼兒開始學(xué)習(xí)英語單詞也是必要的。運用Entiti設(shè)計的教學(xué)活動能讓幼兒對英語單詞的學(xué)習(xí)更加感興趣，并學(xué)習(xí)到相應(yīng)的知識。

活動目標(biāo)：

（1）能夠認識一些動物和水果并正確說出它們的名稱。

（2）能夠知道并讀出它們的英語發(fā)音。

（3）能記住一些和單詞相關(guān)的小短句。

活動準(zhǔn)備：

（1）教具：英語單詞卡片

（2）提前制作好的虛擬模型

（3）裝有ENTITI軟件的手機

活動過程：

一，導(dǎo)入主題，激發(fā)興趣。

（1）老師模仿鴨子、小狗等動物讓學(xué)生們猜，引起學(xué)生的注意;

（2）拿出單詞小卡片讓有意愿的學(xué)生表演給大家猜;

（3）詢問有沒有學(xué)生知道它們在國外是怎么被稱呼的;

（4）老師通過動物模仿和提問來引出學(xué)習(xí)的主題——動物單詞。

二，借助軟件，學(xué)習(xí)單詞。

（1）運用已經(jīng)裝好ENTiTi的手機和卡片來進行掃描;

（2）學(xué)生通過手機看到的立體動物模型不僅逼真，也有相應(yīng)的英語發(fā)音，學(xué)生們可以一起觀看并且尋找這些動物們的特征;

（3）在觀看模型的同時，老師對每個單詞進行簡單講解，讓學(xué)生們進行跟讀記憶，通過觀看現(xiàn)場的虛擬模型和老師的講解，學(xué)生對英語單詞的了解可以更為生動透徹。

三，回顧單詞，鞏固知識。

（1）在講完動物單詞后，老師給學(xué)生們自由討論的時間，安排3個人一組，選擇一個今天所學(xué)的單詞進行記憶和描述;

（2）討論結(jié)束后，每個組由一名學(xué)生對今天的單詞進行回顧，比如：

鴨子是duck，鴨子有扁扁的嘴巴，它是在陸地上生活的動物。

（3）最后老師進行總結(jié)。

3 AR在幼兒單詞學(xué)習(xí)中的實踐運用

通過借助ENTiTi軟件制作出了動物系列和水果系列的幼兒單詞模型，制作完成后我們選擇了某幼兒園4-5歲幼兒的兩個不同班級進行了效果驗證，兩個班級的人數(shù)、學(xué)習(xí)水平大致均等。在驗證過程中我們首先采用傳統(tǒng)式教學(xué)對A班的幼兒進行英語單詞的講授，將制作的水果和動物系列的單詞卡片對小朋友們進行了現(xiàn)場教學(xué)，B班在此基礎(chǔ)上結(jié)合AR小卡片英語單詞的立體實物模型進行教學(xué)。并且對兩個班的孩子關(guān)于英語單詞的學(xué)習(xí)情況進行隨機抽查。在整個過程中，我們發(fā)現(xiàn)B班孩子的正確率（80%）高于A班孩子的正確率（50%），幼兒對立體實物教學(xué)更感興趣。在學(xué)習(xí)過程中幼兒對眼前這些實物也有了一些新的認識，比如對于鴨子這個實物，大家不僅知道了鴨子的叫聲，還了解到鴨子有扁扁的嘴巴，這樣可以更直觀的使幼兒認識到實物各自的特點。通過結(jié)合AR小卡片的學(xué)習(xí)，幼兒們表現(xiàn)得更加主動，積極地跟著AR小卡片中的發(fā)音學(xué)習(xí)，在一分鐘之內(nèi)就能學(xué)會一種動物的發(fā)音，顯著提高了學(xué)習(xí)效率。

在實踐的過程中，我們也發(fā)現(xiàn)了運用此教學(xué)方法的不足之處。首先幼兒對這個軟件的好奇心超過對學(xué)習(xí)的興趣，導(dǎo)致學(xué)習(xí)秩序混亂。因此，在教學(xué)設(shè)計方面，不能僅僅依靠本軟件進行教學(xué)，教師可以借助AR這個平臺，設(shè)計一系列游戲環(huán)節(jié)，不脫離與傳統(tǒng)教學(xué)模式，又做到以舊換新，達到最佳學(xué)習(xí)效果。

4 AR開發(fā)后續(xù)工作及反思

在教育領(lǐng)域方面，除了對幼兒的單詞可以進行教學(xué)設(shè)計，還可以延伸發(fā)展為對中學(xué)的物理、化學(xué)方面的學(xué)習(xí)。我們可以制作更逼真的形象促進學(xué)生去理解。對于化學(xué)反應(yīng)方程式這種抽象的列式，我們可以化作更容易理解的形象去學(xué)習(xí)，而物理方面同樣也可以，對于力學(xué)、電學(xué)我們除了親自做實驗也可以采用AR進行學(xué)習(xí)和運用。在未來的學(xué)習(xí)和研究中，我們不僅能運用在教育上面，還可以運用在商業(yè)方面，在網(wǎng)上購物的時候我們可以利用AR看到商品的材質(zhì)和視覺效果。

基于智能手機設(shè)備的移動學(xué)習(xí)正處于應(yīng)用模式的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新階段，AR為幼兒單詞學(xué)習(xí)提供了新的學(xué)習(xí)情境，改變了傳統(tǒng)的英語教學(xué)模式，它為幼兒單詞教學(xué)提供了情境性、直觀性的學(xué)習(xí)環(huán)境。誠然，本研究僅選取兩個班的幼兒作為樣本，其結(jié)論也只在一定程度上說明了AR可以影響幼兒英語單詞的學(xué)習(xí)情況。AR正在革新著我們教育的方式，推動著從幼兒園到基礎(chǔ)教育、中等教育、高等教育的教與學(xué)方面的改革，這也是后續(xù)我們要結(jié)合其他分析方法與工具深入分析AR的應(yīng)用效果。

參考文獻

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