增強現實圖片識別技術在高校專業課程中的應用研究

張 嬌

增強現實技術是一種比較高效的解決信息獲取問題的手段，在高校教育領域的作用同樣非同小可。在現有的文化體系中，如何更好的利用新技術去實現教學目的，是教育人思考的重大問題。以計算機為中心的新技術促進高校教育發展、引領高校教育改革、提升高校學習效率、從而實現信息傳達的多樣化。2019 年2 月，中共中央、國務院印發了《中國教育現代化2035》中提到我國是第一個以教育現代化為主題的中長期戰略規劃，是新時代推進教育現代化、建設教育強國的綱領性文件，定位于全局性、戰略性、指導性，與以往的教育中長期規劃相比，時間跨度更長，重在目標導向，面向未來描繪教育發展圖景，系統勾畫了我國教育現代化的戰略愿景，明確教育現代化的戰略目標、戰略任務和實施路徑。

在中國的高校課程體系中，本科階段通常使用學分制來計算，通過調查我們發現：在總分為155學分中，專業課程占比60%（大約93 分），選修課程和公共必修課程大約占比40%（大約62 分）。

1 增強現實圖片識別技術與模塊

1.1 增強現實圖片識別技術信息授予式教學模塊

1.1.1 教學模塊過程演示

在整個教學模塊過程中教師起到主體作用，控制整個教學過程，可以隨時整理、修改教學內容、教學目的、成績考核及評定辦法等[1-2]。教學和學習之間增強現實圖片識別技術作為一種新的媒介，可以更好地解析、演示知識點，從而更好地幫助教師全面展示授課內容。這種教學模塊適合授課內容不容易表達、數據較多的課程。優點是臨場感強、沉浸性強，不足是對個體性的需求相對較弱。

1.1.2 增強現實圖片識別技術信息展示方式

教師將制作好的教學知識點、視頻資料、圖片資料等通過UNITY 軟件編輯制作，形成全新的信息展示方式，呈現在課堂上，全方位的展示教學內容，讓學生的接受度大大提高。

1.1.3 增強現實圖片識別技術信息交互方式

這種信息交互的方式，是師生之間需要在教學結束后給出反饋意見，這樣教師端可以給出更準確的指導，方便信息交互。

1.2 增強現實圖片識別技術信息個體式教學模塊

1.2.1 教學模塊過程演示

個體式教學模塊是有的放矢的教學過程，可以針對優質學生和較弱學生給予不同的輔助。一方面教師端調整、設計適合個別學生的教學內容，另一方面學生端構建出有自己特色的學習模式，這種模塊可以實時性也可以非實時。

1.2.2 增強現實圖片識別技術信息展示方式

教師依據個別學生的知識點構建情況，查缺補漏，補其所短養其所長，以提升學生自發學習能力為主要目的。增強現實圖片識別技術在過程中起到學習輔助工具的作用[3]。

1.2.3 增強現實圖片識別技術信息傳達方式

整個信息傳達方式屬于傳統單向輸出，知識點通過手機端或iPad 端傳輸給學生，傳輸的形式主要以視頻資料、圖片資料、聲音資料。

1.3 增強現實圖片識別技術信息互動式教學模塊

1.3.1 教學模塊過程演示

信息互動式教學模塊是學生團體在導師的帶領下，有固定教學目的的情況下進行教學活動。在教學計劃中，就制定好的知識點進行研究、分析、探究、發言，整個過程分為4 個部分：問題提出、資料輔助、引導思維、論斷總結。

1.3.2 增強現實圖片識別技術信息展示方式

在教學計劃中，就制定好的知識點進行研究、分析、探究、發言，并將這些資源一并合并到增強現實系統，通過探究、發言培養學生組學習、發言熱情，培養學生組探究能力[4]。

1.3.3 增強現實圖片識別技術信息傳達方式

增強現實圖片識別技術在向學生團體展示知識點信息的同時，也承擔著回饋信息的功能，學生的研討結果可以的回饋給教師端，屬于雙向信息傳遞模式。

2 增強現實圖片識別技術在高校專業課程中教學應用的分析

第一階段為教師講解演示。這一階段主要以教師為主，利用3dmapping 的設備實物的講解基本構造和使用操作方式，讓學生對3dmapping 有初步的概念理解，接著利用AR 圖片識別技術實演示操作方式，通過這一環節使學生熟悉3dmapping 設備的部件，為實踐打下基礎。

第二階段為學生自主學習。教學演示既要發揮教師的主導作用，更主要的是突出學生的主題地位，讓學生體驗學習。因此，教師在講解之后，將AR圖片識別技術軟件交于學生之手，讓學生自己操作。

第三階段為深思互動。實踐教學結束后，為檢驗學生的接受程度，教師提出關鍵問題讓學生以小組相互討論。

3 教學實踐使用結果解析

本研究以訪談的形式調查了學生和老師對于AR圖片識別技術實踐使用的情況，了解在操作時的建議，并和任課老師一起討論教學設計。本研究從清晰度、易用度、態度等3 個方面進行討論。

與學生討論的結果發現，在清晰度方面，對使用AR 圖片識別技術融入到教學方式十分感興趣，均認為利用本軟件可以很好的理解學習中的不足之處，體驗效果極佳，還可以利用本軟件自主學習，鞏固知識。與老師討論結束后，AR 圖片識別技術在高校專業課程中的設計與實現對教學實踐起推動作用，AR 圖片識別技術能夠引起學生的關注，幫助學生理解教學內容，有效的填補課本上的不足。在教學設計方面，教師對于本軟件有些需求：第一是對于不同的知識點采用不同的多媒體實踐，第二是每個知識點都要有不同的實踐過程來供學生理解。

本研究經過整理教師和學生的討論，結合本軟件的特點分析，得出以下幾點：

1）有效補充了課本資料的缺失。AR 圖片識別技術的實踐的應用可以有效的補充課本知識上的缺失之處，還可以補充教學實踐的中設備、環境等不足。本研究創建的軟件是在圖片的基礎上加強知識點的講解，體統圖片和文字共同解析。

2）AR 圖片識別技術在教學中的推動作用。本研究創建的AR 圖片識別技術將圖片和文字結合到高校的專業課當中，將圖片中的信息傳遞給學生，推動學生對知識的學習和接受程度。其一，老師主要操作時間步驟，學生輔助老師，學生參與其中，接受和學習到了新的知識。其二，生動有趣的時間教學，提高了學生的學習積極性，提升了教學質量和課堂的學習效率。其三，AR 圖片識別技術的實踐操作，可以傳遞給學生準確無誤的知識和操作過程。AR 圖片識別技術在高校專業課程中的設計與實現，讓學生在實踐中體會到學習的樂趣，利于學生的知識儲備，使學生從“學習實踐”提升為“探索知識”。

增強現實圖片識別技術具有很強的臨場感，鏈接現實世界和虛擬現實世界。在信息傳達的方面顛覆了傳統教育的教學模式，使教學方式有了新的可能，提升了學生學習的興趣、強化了知識點、調動了學生學習的積極主動性、培養了學生的創新創造能力。增強現實圖片識別技術對于教育、教學、技術的意義都非同小可，其在高校教育中的應用也還有待挖掘和研究，使其可以更好的為高校教育服務。在建構方面本文簡述了幾種可操作性教學模塊，提出了初步應用與教學的思路，增強現實圖片識別技術還有更大的發展前景，技術也會后更大的發展空間、會日趨成熟，相信在今后的高校教學中，增強現實圖片識別技術會更加緊密的與高校教育相結合，發展出更多信息交互的新方式。