科技與美的邂逅

劉欣竹

小學低年級學生大部分對美好的藝術都有強烈的興趣，在傳統的美術課堂中，學生與藝術作品之間還有一定的距離，僅停留于對藝術作品的平面欣賞，這樣的局限性尤其體現在立體的藝術作品欣賞中，如對雕塑與工藝品的欣賞，學生很難對作品進行立體的感知。在小學低年級的美術教學中，由于低年級小學生注意力較為低下，一線美術教師一直以來使用的情境創設等教學方式雖能夠吸引小學生注意力，但利用音視頻等多媒體形式創設的情境所營造的真實感與沉浸感有限，學生的注意力難以長時間保持。如今，科技化席卷全球，新時代的孩子正在接受更多數字化、智能化、多樣化的交互式學習體驗，AR技術作為一種新技術能讓學生近距離感受藝術作品的內容、色彩與質感，使美術教學更加直觀，加強美術學習活動的綜合性和探索性，提高審美品位和審美能力。AR技術在課堂情境創設中的運用能增加教學情境的真實感，從而提升學生的課堂專注度，使學生在積極的情感體驗中發展觀察能力、想象能力和創造能力，形成創造美好生活的愿望和能力。筆者作為小學美術教師，希望通過實踐探索小學低年級美術教學中AR技術的運用，讓科技助力美的教育。

一、AR（增強現實）技術的教育優勢

增強現實技術（Augmented Reality）是一種通過計算，運用圖像、視頻、3D模型等真實世界信息和虛擬世界信息實時地進行“無縫”集成的新技術，使人能感知原本在現實生活中受時空限制而無法體驗到的實體信息，例如，視覺信息、聲音、味道、觸覺等，從而獲得超越現實的體驗。相比虛擬現實技術，AR技術不僅能讓用戶看到現實世界，還能將虛擬對象疊加于真實環境中，例如，圖片、文字、視頻和動畫等，實現了使用者、真實對象與虛擬對象之間的即時交互，這為人們創造了認知周圍事物并與之互動的全新方式。雖然基于AR技術的虛擬學習在教育領域是一個新生事物，但它在教育領域的應用優勢是非常突出的，主要體現在以下四個方面。

（一）抽象學習內容可視化、形象化，提高學習效率

通過AR技術，學習者可利用虛擬創建的3D模型，使抽象的學習內容形象化，幫助學習者理解一些抽象的概念，同時打破學習環境的局限性。例如，磁場是一種看不見、摸不著但卻客觀存在的現象。Cai，Chiang，Sun，Lin，Lee利用AR技術和Kinect設備，將初中物理中教授的磁場與磁感線可視化、形象化，制作了一款體感教學軟件，學習者通過手勢可以與磁場進行實時的自然交互。研究結果表明，這款基于增強現實的體感教學軟件，能有效提升學生的學習效率和學習興趣。

（二）情境式學習，提升直覺和專注度

AR技術為學生提供的基于現實環境的多形式虛擬數字內容，例如，音頻、3D立體動畫等，不僅為學生提供虛實結合的情景式學習環境，這種沉浸式的學習能有效集中學生的注意力，提高學生的學習專注度，并能激活學習者在體驗中的直覺反應。學習者在AR虛擬學習環境中擁有更多的控制權，這樣既符合皮亞杰“把實驗室搬到課堂中去”的設想與實踐，又符合建構主義學習理論中“學習是一種真實情境的體驗”。

（三）自然方式交互，增強感性認識與直觀體驗

行為主義教育理論認為學習是刺激與反應（S-R）的聯結，由刺激得到反應而完成學習。在利用AR技術學習的過程中，學習者與AR虛擬學習環境進行自然的交互，根據迅速得到的反饋結果決定下一步的操作，學生在體驗了玩游戲的臨場感的同時，也建立了知識和反應之間的鏈接。這不僅增強了學生動手操作能力，也提升了學生的感性認識和體驗，推動學習者在自主探究中進行自主學習。

（四）正式學習與非正式學習結合，連接知識與生活

AR技術與移動設備技術結合后還能被很好地應用于非正式學習環境中，學習者得以將在學校中學到的知識應用于社會活動當中，更好地將學習生活與社會生活聯系在一起。AR技術虛擬學習的這一特點，正與美國實用主義教育家杜威的學生陶行知先生曾提出的“生活即教育，教育即生活”的教育觀相契合。

二、小學低段美術教學運用AR技術可能性的探討

小學低年級（1～2年級）學生的感知帶有明顯的無意性、隨意性與情緒性，感知活動通常受興趣控制，而很少受目的控制。同時，6～8歲兒童的注意以無意注意為主，有意注意正在發展當中，還不完善。他們的想象力通常建立在表象的基礎上，情境性較強，目的性較差；思維以形象思維為主，并且離不開具體形象的幫助，很難掌握較抽象的概念。

美術學習活動要根據學生的身心發展水平，分學段設計學習活動。根據以上低年級學生的感知特點，《義務教育美術課程標準（2011年版）》中針對第一學段學生提出：對低年級學生應以游戲、觀察與體驗等多種形式開展，鼓勵學生動手嘗試多種美術媒材，引發豐富的想象，大膽、自由地表達自己的觀察、感受和想象，激發學生對美術創作與欣賞的興趣。傳統的美術教學通過教師情境式或游戲化的教學環節、與學生之間的互動交流、投影儀或板書示范等手段，可以使學生積極參與到學習中，激發學生對美術學科的興趣。而借助AR技術，教師與學生雖身處于教室，但獲取的教學資源卻被極大豐富了，美術教學的可能性也得以拓寬，學生在更加真實的感知中積累對美術作品的視覺經驗，美術課程的視覺性、實踐性、人文性和愉悅性得以凸顯。

（一）借助AR技術，學生得以全方位參與觀察與創造

在小學低段美術教學的“造型與表現”領域，學生通過看看、畫畫、做做等方法表現所見所聞、所感所想，體驗造型活動的樂趣。囿于教學資源呈現的方式有限，傳統的美術教學通常采用幻燈片、照片或實物展示的方式供學生觀察，以了解繪畫對象的形狀和色彩。由于班級人數較多，無法使每一個學生都觀察到他想觀察的角度。而基于AR技術的美術教學，則可以直接將個性化的繪畫對象以虛擬3D模型的形式呈現在每一個學生的面前，供學生全方位地觀察；還可以使學生在觀察的同時，自由地在虛擬3D模型上進行描繪與塑造。這不僅能有效地提升學生的觀察力與參與度，強化學生的直觀體驗，也能體現義務教育美術課程“面向全體學生”的基本理念。

（二）運用AR技術增強情境式教學的沉浸感

低段美術教學中經常采用情境式美術教學，運用視頻動畫、圖片、音樂與教師表現相結合的方式，將學生帶入一個預設的情境中，吸引學生的注意力，再引導學生主動參與、積極探索。而AR技術的融入，可以為情境式美術教學提供具有真實感與沉浸感的情境效果，學生可以以哈利·波特的魔法書為靈感，制作相應的動態繪本；還可以將世界名畫制作成虛擬3D的環境，由此得以獲得沉浸式的欣賞體驗，更易激發學生對名畫的感受與理解。對6～8歲的兒童，注意力的保持時間大約在20分鐘左右，具有沉浸感的AR情境式教學，能夠極大提高學生的注意力，并激發學生對美術世界的興趣。

（三）憑借AR技術實現師生實時交互與個性化反饋

一、二年級學生對美術教學中的游戲通常都有著濃厚的興趣，在游戲過程中，學生與教師、學生與學生之間的互動是推動學生在游戲中發展認知的一大動力。傳統美術教學的互動方式較為單一，主要為師生問答和小組討論。在基于AR技術的美術教學中，學生與教師、學生與學生則可以在數字設備上實現實時的交互，教師還可以在備課時對虛擬3D對象的交互性質進行修改，使學生在做出不同的動作時，及時地獲得來自教師個性化的反饋與評價。

（四）利用AR移動學習拓寬美術學習環境

小學低段美術教學注重學生對文化與生活的關注，美術教育不應該局限于教室，應拓寬至學校、家庭與社會。傳統的小學美術教學對社會生活的關注通常停留在課堂上的交流中，而擁有AR技術支持的移動學習，則會極大豐富學生了解人類社會文化的教育機會，學生在課堂之外的廣闊天地（例如，校園、博物館、科技館、街道等地點）里，可以運用AR數字移動設備，完成教師布置的探索任務或自我探索，并能獲得教師的及時反饋。這在增強學生自主學習能力的同時，也激發了學生的學習興趣。

三、融合AR技術的小學美術教學應用實例

本文介紹的三個應用實例來源國內外團隊自主研發的在兒童美術教育領域下基于增強現實學習環境的實證研究和筆者本人將AR技術付諸低段美術教學的實踐經驗。期望通過國內外應用實例的介紹與教育技術研究工作者共同探討AR技術與兒童美術教育的深度融合應用。

（一）基于colARmix軟件的小學美術課堂：“填色游戲”

寧夏大學的路玲玉老師在借鑒迪克·凱瑞（W.Dick &L.Carey）教學設計模型的基礎上，以西夏區第十小學二年級學生作為研究對象，借助AR技術，教授人教版美術教材二年級上冊的“填色游戲”一課。教學過程中，學生在教師的引導下，自由地完成傳統的填色活動，再將自己的作品通過colARmix軟件制作成疊于現實環境之上的3D動畫效果，并與教師、其他學生交流對各個3D作品的感受與評價。在該實例中，教師將AR技術融入美術課堂的“展示與評價”階段，豐富了學生視覺、聽覺上的體驗，新穎的方式也引起了學生極大的關注，在對學生作品進行3D動畫演示時，學生的積極性有了顯著性的提高。

（二）AR增強現實技術繪本：《魔法學院系列——AR神奇繪本》

6～8歲的學生大多喜愛形象化的繪本讀物，加入了AR技術的傳統紙媒，必將給學生的童年帶來新的幻想空間和可能性。由濟南出版社出版的《魔法學院系列——AR神奇繪本》，是將AR技術與兒童紙質繪本相結合的完美產物。這本4D互動立體填色繪本結合了AR技術，兒童在繪本中的涂鴉繪畫作品可以立即變為跳出紙面的3D立體動畫，有聲、有色、能互動，集視覺、聽覺、觸覺多感體驗于一身，觸發了兒童無限的藝術靈感。相較于傳統紙質繪本，4D互動立體的繪本使兒童變“被動教育”為“主動學習”，從根本上轉變了兒童讀者的學習能動性，這種生動的教育互動方式，能有效調動兒童自身的藝術潛能，并增強兒童的自信心。

（三）《讓文物活起來》AR互動進課堂

筆者在教授蘇少版二年級下冊美術教材“玉石文化”一課中，就曾運用《讓文物活起來》畫冊及其配套移動設備軟件，與學生一起對新石器時代的玉人像進行全方位觀察。借助AR軟件呈現的3D立體模型，師生得以近距離、清晰地看到玉石人像上的各種精美神秘的圖形紋飾，學生通過點擊相關紋飾，還能自主地學習圖形紋飾的名稱、歷史來源及內在寓意，甚至也可以將自己所設計的玉器平面圖變為3D立體的模型，供同伴與教師欣賞。有了這樣一種新穎的科技融入，整節課學生都表現出對古代文物的濃厚興趣，這有效提升了學生對古代玉器的整體感知和對局部細節的感受力。

四、實踐中的感悟

筆者在教學實踐中深切地感受到，小學低段美術教學在融入AR技術后，煥發出了極大的光彩。在運用AR技術教學過程中，每一個學生都能夠真正同等地參與到觀察與創作之中，學生的積極性也因此有了顯著的提高，呈現出主動、積極的學習狀態。AR技術使學校教育中的美術課堂不再局限于教室，能將全球、全互聯網的美術教學資源（例如，博物館中的繪畫、雕塑及世界建筑等）以3D立體的形式呈現在學生的眼前，使師生雖身處小小的教室，但得以與世界上的任何藝術進行親密的接觸，有著世界性的視野。小學低年級學生大部分對美好的藝術都有著強烈的興趣，在傳統的美術課堂中，學生與藝術作品之間還有一定的距離，但借助AR技術，學生能夠近距離地感受藝術作品的內容、色彩與質感，有了這樣直觀性的美術教學，相信對小學低年級學生的藝術啟蒙，將會是錦上添花一般的效果。但作為一個融入學校美術教育的新興教育技術，如何基于AR技術系統地建立一個教學體系，還需要一線教師與教育研究者的共同努力，通過大量的實踐與研究，來探索出一套適應于學校教育的方案。

五、結語

在科技化席卷全球的今天，新時代的學生正在接受來自世界瞬息萬變的信息，數字化、智能化、多樣化的交互式學習體驗已經成為兒童教育產品的必然發展趨勢。教育產品如此推陳出新，學校教育技術也一定不會停滯不前。連接虛擬和現實的AR技術，賦予了學校教育更多的可能性，它“橋接”了教與學，使教學過程變成了一個全新的互動交流方式，基于AR技術的教育應用和產品開發有著許多潛在的、無法估量的價值。融入AR技術的小學美術教育，也必將被注入新的血液，煥發出新的光彩。而完善與創新“AR教育”，思考如何將這一新興技術融入學校教育中，是處在教育一線的教師責無旁貸的使命。

注：本文為南京市教育科學規劃第十二期個人課題“美術教學中培養低年段小學生專注力的個案研究”（項目編號：Ju3242）的研究成果。

（左毓紅）