移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型學(xué)習(xí)資源研究

[摘 要] 基于智能手持設(shè)備的移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的小型化和便攜化。作為一種軟件形式的學(xué)習(xí)資源類型，移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型學(xué)習(xí)資源符合情境性、適應(yīng)性的泛在學(xué)習(xí)資源要求，為移動(dòng)學(xué)習(xí)提供了新的學(xué)習(xí)支持。論文分析了移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的兩種基本類型與特征，對(duì)移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在教育領(lǐng)域已有的研究進(jìn)行了梳理；構(gòu)建了移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型學(xué)習(xí)資源模型，從學(xué)習(xí)資源呈現(xiàn)、學(xué)習(xí)資源內(nèi)容、學(xué)習(xí)資源應(yīng)用等三個(gè)角度，分析了學(xué)習(xí)內(nèi)容、情境增強(qiáng)、交互互動(dòng)和學(xué)習(xí)模式等四個(gè)核心要素，以期為移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型學(xué)習(xí)資源的設(shè)計(jì)與應(yīng)用提供借鑒和參考。

[關(guān)鍵詞] 移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)； 學(xué)習(xí)資源； 學(xué)習(xí)情境； 學(xué)習(xí)模式

[中圖分類號(hào)] G434 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

[作者簡(jiǎn)介] 王萍（1975—），女，河南安陽(yáng)人。博士，副教授，主要從事Web學(xué)習(xí)系統(tǒng)與知識(shí)挖掘研究。

一、引 言

移動(dòng)技術(shù)的快速發(fā)展及其向?qū)W習(xí)領(lǐng)域的不斷滲透推動(dòng)著移動(dòng)學(xué)習(xí)研究領(lǐng)域的發(fā)展，構(gòu)建信息空間與物理空間無(wú)縫融合、虛實(shí)結(jié)合、無(wú)處不在的無(wú)縫學(xué)習(xí)空間，為學(xué)習(xí)者提供優(yōu)質(zhì)的泛在學(xué)習(xí)資源，是移動(dòng)學(xué)習(xí)研究與實(shí)踐的方向。隨著移動(dòng)終端計(jì)算能力的提升、多媒體性能的增強(qiáng)、各種傳感模塊的集成使用，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)借助移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到智能終端上，實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的小型化和便攜化，成為移動(dòng)互聯(lián)領(lǐng)域的創(chuàng)新模式，應(yīng)用前景廣泛。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與移動(dòng)技術(shù)的結(jié)合，將還原互聯(lián)網(wǎng)的真實(shí)感，調(diào)動(dòng)用戶參與的熱情，使互聯(lián)網(wǎng)與真實(shí)世界的關(guān)系更緊密，進(jìn)一步滿足人們對(duì)于互動(dòng)性、即時(shí)性、個(gè)性化的需求。

基于智能終端的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)以軟件形式安裝于設(shè)備中，運(yùn)行在移動(dòng)操作系統(tǒng)平臺(tái)上。從學(xué)習(xí)資源研究角度分析，這是一種軟件形式的學(xué)習(xí)資源類型。移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的特征使其符合情境性、適應(yīng)性的泛在學(xué)習(xí)資源要求，為教與學(xué)活動(dòng)提供了新的學(xué)習(xí)支持，在學(xué)習(xí)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間和前景。如何設(shè)計(jì)并將其有效地應(yīng)用到學(xué)習(xí)領(lǐng)域，需要我們的深入研究和思考。

二、移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)概述

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，AR）是在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種計(jì)算機(jī)應(yīng)用和人機(jī)交互技術(shù)，通過將虛擬信息融合到真實(shí)環(huán)境中，呈現(xiàn)給使用者一個(gè)虛實(shí)結(jié)合的新環(huán)境。早期的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)采用桌面計(jì)算機(jī)或工作站作為系統(tǒng)運(yùn)行平臺(tái)，以頭盔顯示器、立體眼鏡等作為融合顯示設(shè)備，這種構(gòu)架的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)成本較高，并限制了用戶的使用范圍，無(wú)法更好地適用于戶外環(huán)境。隨著計(jì)算機(jī)視覺、高性能處理器、無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)擺脫了頭盔等高經(jīng)濟(jì)成本的設(shè)備局限，可以通過電腦屏幕、投射設(shè)備、智能終端等顯示設(shè)備觀察到虛實(shí)融合的場(chǎng)景。其中，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，基于移動(dòng)平臺(tái)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)得到了迅速發(fā)展。

高普及度、便攜易用的智能手機(jī)是最能體現(xiàn)出增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)價(jià)值的平臺(tái)之一。隨著智能終端系統(tǒng)軟件（如操作系統(tǒng)）和硬件性能（如處理器、傳感器）的發(fā)展，智能手機(jī)已經(jīng)突破硬件和軟件的限制，具有高性能的計(jì)算和處理能力，大屏幕、攝像頭、定位等功能已經(jīng)成為手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置，使得增加各類場(chǎng)景到手機(jī)上成為可能，Apple、Google等公司也在iOS、Android等操作系統(tǒng)和開發(fā)工具包層面增強(qiáng)了對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的支持，為開發(fā)基于移動(dòng)終端的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。

移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的工作原理與傳統(tǒng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)相同，基本流程為：（1）獲取場(chǎng)景信息；（2）對(duì)傳感器獲取的信息進(jìn)行分析處理；（3）生成虛擬圖像；（4）三維顯示。[1]相對(duì)于傳統(tǒng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)一般不需要顯示完整的場(chǎng)景，但需要實(shí)時(shí)地分析處理大量傳感器數(shù)據(jù)和虛擬信息，以進(jìn)行精確的三維注冊(cè)。所以移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)具有特定的軟硬件平臺(tái)支持和關(guān)鍵技術(shù)支撐，在硬件支持上，包括移動(dòng)計(jì)算、顯示器件、傳感器、人機(jī)交互、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等；在軟件支持上，包括目標(biāo)識(shí)別算法、跟蹤定位算法和三維圖形繪制等算法。[2]

（一）移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的類型

從增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在跟蹤注冊(cè)技術(shù)采用的不同方法這一角度來(lái)分析，可以將移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)分為基于標(biāo)記型和無(wú)標(biāo)記型兩類。

1. 基于標(biāo)記型移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)

基于標(biāo)記的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是指提供特定的標(biāo)記或圖案供系統(tǒng)辨識(shí)，通過計(jì)算機(jī)視覺方法識(shí)別出這些標(biāo)志物，從而計(jì)算出攝像頭相對(duì)于標(biāo)志物的位置和方向，據(jù)此計(jì)算出虛擬物體應(yīng)放置的位置和方向，如圖1所示。最簡(jiǎn)單的基于標(biāo)記的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是QR codes、Barcodes等二維碼技術(shù)，能夠快速識(shí)別并獲得服務(wù)，但二維碼增強(qiáng)方式只是簡(jiǎn)單地通過識(shí)別以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)實(shí)的一個(gè)連通，沒有涉及跟蹤渲染效果。

圖1 基于標(biāo)記型移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)

2. 無(wú)標(biāo)記型移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)

不同于基于標(biāo)記型移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，在無(wú)標(biāo)記型移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，真實(shí)環(huán)境的任何一部分都能被用作一個(gè)可跟蹤的目標(biāo)，通過攝像頭捕捉現(xiàn)實(shí)世界的圖像，在顯示屏圖像上疊加增強(qiáng)信息，構(gòu)建一個(gè)新的三維圖形模型。無(wú)標(biāo)記型移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)依賴于自然特征，而不是基于標(biāo)記來(lái)跟蹤對(duì)象，其優(yōu)勢(shì)在于提供了提取環(huán)境特征和信息進(jìn)行使用的可能性，同時(shí)也提高了跟蹤注冊(cè)技術(shù)的復(fù)雜度。

一個(gè)典型的無(wú)標(biāo)記型移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用模式如圖2所示，當(dāng)攝像頭指向某對(duì)象時(shí)，移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)軟件讀取手機(jī)的GPS數(shù)據(jù)獲取當(dāng)前經(jīng)緯度等信息，并通過陀螺儀和重力加速度感應(yīng)器等傳感器感知手機(jī)所指方向，確定搜索范圍，并搜索后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)查看該物體是否作了標(biāo)記，是否有相關(guān)的信息（包括文本、超鏈接、圖片、視頻等，可以由第三方提供）。通過服務(wù)器處理，將從網(wǎng)絡(luò)獲取的增強(qiáng)信息疊加在顯示屏上。當(dāng)前主要的移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)瀏覽器都是基于此原理，如Layar、Wikitude、Junaio等。

圖2 無(wú)標(biāo)記型移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)

（二）特征

Daniel Gallego Vico等提出了移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用發(fā)展的三個(gè)階段：孤立化（Isolated）階段、社會(huì)化（Social）階段和立體化（Live）階段。[3]隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和智能手機(jī)的發(fā)展，移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)已經(jīng)進(jìn)入立體化發(fā)展階段，提供了多層次、多角度的合作性內(nèi)容創(chuàng)建和社會(huì)化情境創(chuàng)設(shè)。

我們從三個(gè)角度分析移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的特征，如圖3所示。移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)帶來(lái)新的移動(dòng)創(chuàng)新，有效地提升用戶體驗(yàn)，整合Web資源，創(chuàng)新移動(dòng)新模式，推動(dòng)移動(dòng)智能終端的發(fā)展。

圖3 移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的特征

1. 情境感知的實(shí)時(shí)連續(xù)性

移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，通過用戶自身攜帶的移動(dòng)感知設(shè)備，獲取實(shí)時(shí)、連續(xù)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，無(wú)縫體驗(yàn)情境信息和增強(qiáng)信息。這種移動(dòng)性與情境感知能力極大地?cái)U(kuò)展了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的交互功能，為實(shí)現(xiàn)面向社會(huì)發(fā)展的感知計(jì)算提供了一條切實(shí)可行的途徑。

2. 數(shù)據(jù)的真實(shí)時(shí)空性

傳統(tǒng)社交網(wǎng)絡(luò)以Web數(shù)據(jù)為分析基礎(chǔ)，其主體是虛擬的人，在線行為也是一種虛擬行為。移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中的主體更趨近于真實(shí)世界的人，所獲取的數(shù)據(jù)更能體現(xiàn)人類行為和社會(huì)交互的時(shí)空特性。

3. 服務(wù)的即時(shí)即地即景性

在情境感知的支持下，移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)能夠?yàn)橛脩籼峁┘磿r(shí)即地即景的服務(wù)。用戶可以方便地獲取自身時(shí)空特征信息并與他人分享，參與使用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

三、移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的教育應(yīng)用綜述

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)有助于促進(jìn)學(xué)習(xí)體驗(yàn)，提高互動(dòng)性和空間概念，符合建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、情境認(rèn)知理論、社會(huì)文化學(xué)習(xí)理論、發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)理論等的內(nèi)在要求，能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)者合作、分析和推理能力的發(fā)展。Wu等認(rèn)為，對(duì)教育者、研究者和設(shè)計(jì)者來(lái)說，不要將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)僅僅從技術(shù)的角度去觀察，更要從一個(gè)概念思想的角度去分析，這樣將更為有效。[4]我們首先對(duì)傳統(tǒng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（本文將桌面型等非移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)統(tǒng)稱為傳統(tǒng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）的教育應(yīng)用研究進(jìn)行概括，進(jìn)而分析移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在當(dāng)前學(xué)習(xí)領(lǐng)域的研究進(jìn)展。

（一）傳統(tǒng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的教育應(yīng)用概述

國(guó)內(nèi)外對(duì)傳統(tǒng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在教育中的應(yīng)用研究，主要集中在如下領(lǐng)域。

1. 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)電子書

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)電子書是指在傳統(tǒng)紙質(zhì)圖書的基礎(chǔ)上，通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的圖像識(shí)別，顯示虛擬三維景象的電子圖書。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)電子書能夠克服傳統(tǒng)圖書的不足，是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在教育領(lǐng)域的一種有益嘗試，有助于提高學(xué)習(xí)者的復(fù)述能力和閱讀理解力，提高學(xué)習(xí)者的空間直覺能力。[5]如北京師范大學(xué)的未來(lái)之書，[6]索尼公司的Wonderbook[7]等。

2. 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在實(shí)驗(yàn)、操作技能領(lǐng)域的應(yīng)用

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)用于實(shí)驗(yàn)和操作技能教學(xué)，提供了一種新的展示方式和交互方式。在實(shí)驗(yàn)和操作技能學(xué)習(xí)中，有時(shí)會(huì)遇到場(chǎng)地限制、教具昂貴老化、實(shí)驗(yàn)本身有危險(xiǎn)性等問題，如果只依靠觀看多媒體課件來(lái)輔助教學(xué)，則學(xué)習(xí)者親身體驗(yàn)感不夠，無(wú)法充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)方案用于解決模擬實(shí)驗(yàn)的問題，可以實(shí)現(xiàn)自然逼真的模擬。英國(guó)Augmatic公司開發(fā)了一套面向?qū)W校的創(chuàng)新教具LearnAR，[8]涵蓋了生物、幾何、物理、英語(yǔ)等學(xué)科，帶給學(xué)生全新的體驗(yàn)與寓教于樂的學(xué)習(xí)方式。寶馬公司使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行汽車修理技能培訓(xùn)，取得了良好效果。[9]

3. 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)教育游戲

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)教育游戲?qū)⒛M活動(dòng)所需的真實(shí)場(chǎng)景作為游戲背景，利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)把虛擬的其他游戲元素與之疊加形成虛實(shí)合成場(chǎng)景，使學(xué)習(xí)者在合成場(chǎng)景中接受學(xué)習(xí)。Yuan Xun Gu等開發(fā)了“AR-Sumo”虛擬現(xiàn)實(shí)游戲系統(tǒng)，使游戲者能夠觀察到重力和摩擦力的物理效果。[10]Hye Sun Lee等設(shè)計(jì)了一款適用于低齡兒童的教育游戲，幫助兒童掌握數(shù)學(xué)中的算術(shù)知識(shí)。[11]

（二）移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的教育應(yīng)用

移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在教育與學(xué)習(xí)領(lǐng)域的研究在國(guó)內(nèi)外還處于起步階段，我們將已有研究從理論層面分析、教學(xué)應(yīng)用案例和泛在學(xué)習(xí)與游戲等三個(gè)層面進(jìn)行梳理與分析。

1. 理論層面分析

學(xué)者們對(duì)移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)這一新穎的技術(shù)手段應(yīng)用于學(xué)習(xí)領(lǐng)域的可能性與有效性進(jìn)行了研究，指出其在多個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)。

Marcus Specht認(rèn)為，不同類型的移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)，能夠滿足移動(dòng)學(xué)習(xí)不同的情境需求，達(dá)到一定的教育效果。他們從情境角度，將移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)類型分為六類，認(rèn)為不同類型可以滿足相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)需求；有助于學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的深層次理解，體驗(yàn)嵌入式學(xué)習(xí)內(nèi)容，根據(jù)當(dāng)前的學(xué)習(xí)狀況和環(huán)境組織學(xué)習(xí)內(nèi)容。[12]

張學(xué)望等在研究中發(fā)現(xiàn)，在移動(dòng)學(xué)習(xí)中使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以創(chuàng)建符合情境的移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)習(xí)者可以在正確的地點(diǎn)以正確的方式獲取學(xué)習(xí)內(nèi)容，進(jìn)行適應(yīng)性的移動(dòng)學(xué)習(xí)，從而提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)參與度。[13]Ann Morrison基于移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和普通移動(dòng)應(yīng)用進(jìn)行了對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)作為學(xué)習(xí)接口有助于提高學(xué)習(xí)者的合作能力和問題解決能力。[14]

吳麗麗等認(rèn)為，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于移動(dòng)學(xué)習(xí)領(lǐng)域，將實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景增強(qiáng)、信息立體化展示、超現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)與智能化知識(shí)匯聚與推送。[15]程志等從移動(dòng)情境學(xué)習(xí)、游戲模擬的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)、 實(shí)驗(yàn)操作技能學(xué)習(xí)及書本閱讀學(xué)習(xí)等四個(gè)方面探討智能手機(jī)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用前景，認(rèn)為智能手機(jī)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用于學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)信息的搜索變得更加便捷、學(xué)習(xí)的體驗(yàn)變得更加真實(shí)、學(xué)習(xí)的交互變得更加自然。[16]

Thomas Roffmann等研究認(rèn)為，移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)符合Mayer提出的多媒體學(xué)習(xí)原則，即多媒體原則、空間接近原則、時(shí)間接近原則、連貫性原則、形式原則、重復(fù)原則、個(gè)別差異原則、分割原則和事先訓(xùn)練原則，支持并豐富了個(gè)人學(xué)習(xí)環(huán)境的發(fā)展。同時(shí)也提出，當(dāng)前的很多增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，還未能提供較多的信息渠道，更多地集中在經(jīng)驗(yàn)之塔的頂層。[17]

2. 教學(xué)應(yīng)用案例

李青等開發(fā)了“微波技術(shù)與天線”課程，設(shè)計(jì)了移動(dòng)探究性實(shí)踐學(xué)習(xí)活動(dòng)。研究表明實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的成績(jī)差距明顯，大部分學(xué)生對(duì)基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的移動(dòng)學(xué)習(xí)充滿興趣，基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的移動(dòng)學(xué)習(xí)對(duì)教學(xué)效果有正向促進(jìn)作用。同時(shí)提出了實(shí)施基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的移動(dòng)學(xué)習(xí)在技術(shù)方面和教學(xué)設(shè)計(jì)方面需要考慮的問題。[18]

Celebi Uluyol等將二維碼應(yīng)用于教材，學(xué)習(xí)者通過手機(jī)掃描二維碼，可以鏈接到教材的相關(guān)資料，如課程網(wǎng)頁(yè)和動(dòng)畫等，如圖4所示，這是一種簡(jiǎn)單的基于標(biāo)記的移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)，基于移動(dòng)二維碼的教材在注意力保持、學(xué)習(xí)遷移等方面優(yōu)于文本型、文本+圖片型、計(jì)算機(jī)多媒體型等類型，有助于提高學(xué)習(xí)的有效性。[19]

圖4 基于二維碼標(biāo)記的移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)教材資源

Jan等設(shè)計(jì)開發(fā)了mARbleR移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)軟件資源，醫(yī)學(xué)學(xué)生通過移動(dòng)設(shè)備直接照射自身身體部位，即可得到增強(qiáng)學(xué)習(xí)內(nèi)容，如圖5所示。研究通過實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的分析，驗(yàn)證了移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)軟件資源對(duì)學(xué)習(xí)效果的促進(jìn)。[20]

圖5 mARbleR移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)軟件

Kimiko Ryokai等將所開發(fā)的移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)軟件GreenHat應(yīng)用于生物自然課，如圖6所示。研究將GreenHat與紙質(zhì)資源、普通移動(dòng)軟件資源進(jìn)行了對(duì)照試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)促進(jìn)學(xué)習(xí)者與多種形式的情境信息進(jìn)行互動(dòng)，與學(xué)習(xí)環(huán)境聯(lián)系更加緊密，有助于提高學(xué)生的發(fā)現(xiàn)能力和創(chuàng)造力。[21]

圖6 GreenHat移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)軟件

3. 泛在學(xué)習(xí)與游戲

隨著智能操作系統(tǒng)的發(fā)展，iOS、Android等操作系統(tǒng)成為移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)開發(fā)的主要平臺(tái)，教育學(xué)習(xí)領(lǐng)域的軟件資源也在移動(dòng)應(yīng)用市場(chǎng)得到發(fā)展。如移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型Star Walk（星空漫步）天文地理學(xué)習(xí)軟件，學(xué)習(xí)者將攝像頭對(duì)準(zhǔn)天空，軟件將對(duì)屏幕內(nèi)的天空信息進(jìn)行分析，呈現(xiàn)實(shí)景天空的增強(qiáng)實(shí)時(shí)互動(dòng)內(nèi)容，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)所處的經(jīng)緯度、時(shí)間，學(xué)習(xí)所在位置的星空?qǐng)D。Word Lens外語(yǔ)學(xué)習(xí)軟件提供了實(shí)景翻譯功能，把手機(jī)對(duì)準(zhǔn)需要翻譯的文字，能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)的語(yǔ)言翻譯?！稏|京新聞》制作了一款為少兒設(shè)計(jì)的應(yīng)用AR News，幫助青少年讀者使用智能手機(jī)進(jìn)行閱讀。當(dāng)手機(jī)掃描到特定文章時(shí)，會(huì)以動(dòng)畫效果出現(xiàn)在手機(jī)屏幕上，同時(shí)有卡通形象為孩子朗讀。Wikitude、Layar等是跨平臺(tái)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)瀏覽器，可以幫助學(xué)習(xí)者探索周圍環(huán)境，查找地標(biāo)資料。通過手機(jī)攝像頭對(duì)準(zhǔn)所需探索的物體或環(huán)境，屏幕上就會(huì)出現(xiàn)相關(guān)標(biāo)記，包括維基百科詞條、微博、周邊信息的相關(guān)位置等。

圖7 “蝶千尋”移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)游戲

在游戲領(lǐng)域，較早的移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)游戲有AR Tennis、Henrysson等，它們將ARToolKit移植至Nokia手機(jī)的Symbian操作系統(tǒng)，并成功開發(fā)出交互式乒乓球游戲系統(tǒng)。[22]Chi-Chih Yu等設(shè)計(jì)了一個(gè)基于手機(jī)的中國(guó)象棋游戲，通過3D棋盤的直觀顯示和豐富互動(dòng)，保持學(xué)習(xí)者的興趣。[23]喜訊無(wú)限公司開發(fā)了生物自然課學(xué)習(xí)軟件“蝶千尋游戲”，通過攝像頭在真實(shí)的世界中尋找捕捉蝴蝶，如圖7所示[24]。這款游戲基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，游戲中內(nèi)置了蝴蝶百科知識(shí)，包括了我國(guó)境內(nèi)所有種類的蝴蝶，采用基于地理位置的收集方式和微博等社會(huì)軟件互動(dòng)方式，將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、位置服務(wù)、社交網(wǎng)絡(luò)、三維等結(jié)合起來(lái)，給學(xué)習(xí)者一種新鮮、簡(jiǎn)單、有趣、互動(dòng)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

（三）基于Hype Cycle模型與地平線報(bào)告的分析

我們基于Hype Cycle模型與地平線報(bào)告研究，對(duì)移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景進(jìn)行了分析。[25]

Hype Cycle模型是由Gartner提出的一個(gè)應(yīng)用廣泛的發(fā)展周期預(yù)測(cè)模型，模型描述了一項(xiàng)技術(shù)從誕生到成熟，再到廣泛應(yīng)用的過程。模型指出，在相關(guān)領(lǐng)域里，技術(shù)的發(fā)展過程一般經(jīng)歷起步階段、理論研究的快速發(fā)展階段、應(yīng)用模式探索階段、應(yīng)用實(shí)踐階段及應(yīng)用穩(wěn)定發(fā)展等五個(gè)階段。[26]我們對(duì)Gartner最新提出的關(guān)于教育、新型技術(shù)、情境感知、人機(jī)交互等領(lǐng)域進(jìn)行了研究，對(duì)其中與移動(dòng)學(xué)習(xí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、移動(dòng)應(yīng)用等相關(guān)的項(xiàng)目進(jìn)行了綜合分析。同時(shí)，我們對(duì)新媒體聯(lián)盟（NMC：New Media Consortium）歷年發(fā)布的《地平線報(bào)告》中與移動(dòng)學(xué)習(xí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)有關(guān)的項(xiàng)目進(jìn)行了總結(jié)。

基于Hype Cycle模型和《地平線報(bào)告》，我們分析得到：在技術(shù)層面上，傳統(tǒng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、移動(dòng)計(jì)算、移動(dòng)設(shè)備等理論與技術(shù)已趨于成熟，為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和移動(dòng)學(xué)習(xí)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)，未來(lái)需要更多關(guān)注應(yīng)用模式的創(chuàng)新研究。在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的成熟要求探索更多的行業(yè)應(yīng)用模式，隨著移動(dòng)學(xué)習(xí)和泛在學(xué)習(xí)的發(fā)展，教育應(yīng)用將是移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用開發(fā)和價(jià)值體現(xiàn)的重要領(lǐng)域。在移動(dòng)學(xué)習(xí)領(lǐng)域，基于智能設(shè)備的移動(dòng)學(xué)習(xí)正處于學(xué)習(xí)模式的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新階段，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)為移動(dòng)學(xué)習(xí)提供了新的學(xué)習(xí)情境和交互方式，將有效推動(dòng)新的移動(dòng)學(xué)習(xí)模式的研究。因此，移動(dòng)學(xué)習(xí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)二者將相互結(jié)合，相互推動(dòng)，共同發(fā)展。同時(shí)隨著情境感知等領(lǐng)域研究的發(fā)展和成熟，也將進(jìn)一步推動(dòng)移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用研究。[27]

四、移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型學(xué)習(xí)資源模型

由于移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在合作性內(nèi)容創(chuàng)造和情境創(chuàng)設(shè)上的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，符合情境性、適應(yīng)性的學(xué)習(xí)資源要求，作為一種軟件形式的學(xué)習(xí)資源類型，移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型學(xué)習(xí)軟件將豐富泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下學(xué)習(xí)資源體系的建設(shè)。但在進(jìn)行移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型學(xué)習(xí)資源的設(shè)計(jì)、建設(shè)與應(yīng)用時(shí)，應(yīng)當(dāng)從哪些因素著手？我們?cè)趯?duì)已有研究、學(xué)習(xí)案例和移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)特征分析基礎(chǔ)上，從學(xué)習(xí)資源呈現(xiàn)、學(xué)習(xí)資源內(nèi)容、學(xué)習(xí)資源應(yīng)用等三個(gè)層面，凝練出移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)資源的核心要素，構(gòu)建了移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型學(xué)習(xí)資源的模型，如圖8所示。

圖8 移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型學(xué)習(xí)資源模型

移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型學(xué)習(xí)資源的理論模型以情境學(xué)習(xí)理論、建構(gòu)主義理論、活動(dòng)理論、關(guān)聯(lián)主義學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，圍繞服務(wù)于泛在學(xué)習(xí)資源建設(shè)與應(yīng)用的目標(biāo)，由學(xué)習(xí)內(nèi)容、情境增強(qiáng)、交互互動(dòng)、學(xué)習(xí)模式等四個(gè)核心要素組成。

學(xué)習(xí)資源內(nèi)容是核心，資源內(nèi)容承載了學(xué)習(xí)材料與教學(xué)目標(biāo)要求，并采用適當(dāng)?shù)馁Y源內(nèi)容表達(dá)形式提供給學(xué)習(xí)者。

交互互動(dòng)與情境增強(qiáng)是移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型學(xué)習(xí)資源特征的呈現(xiàn)，保證了學(xué)習(xí)資源的情境性和交互性。應(yīng)在對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)科學(xué)的資源情境增強(qiáng)方式和交互方式。

學(xué)習(xí)資源的教育應(yīng)用是學(xué)習(xí)資源的價(jià)值體現(xiàn)，通過具體學(xué)習(xí)模式的展開，使移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型學(xué)習(xí)資源良好地應(yīng)用于教與學(xué)的過程中。

（一）學(xué)習(xí)內(nèi)容

學(xué)習(xí)資源內(nèi)容是學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)的核心，是知識(shí)的載體。移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型學(xué)習(xí)資源使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行增強(qiáng)性顯示，要從服務(wù)于學(xué)習(xí)目標(biāo)出發(fā)，保證資源內(nèi)容的科學(xué)合理和有效增強(qiáng)。因此需要對(duì)學(xué)習(xí)材料的選擇加工、媒體格式、內(nèi)容類型以及基本內(nèi)容和增強(qiáng)內(nèi)容的整合設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

從學(xué)習(xí)內(nèi)容的表現(xiàn)形式分析，我們將移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型學(xué)習(xí)資源歸納為三種類型。

1. 移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型電子教材

由于移動(dòng)設(shè)備的屏幕大小、分辨率等問題，當(dāng)前，移動(dòng)設(shè)備出版物的閱讀體驗(yàn)整體上依然遜于傳統(tǒng)出版物。要使學(xué)習(xí)者徹底改變傳統(tǒng)的閱讀習(xí)慣和對(duì)手機(jī)電子教材的刻板印象，手機(jī)教材需要具有傳統(tǒng)圖書無(wú)法提供的閱讀體驗(yàn)，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)則提供了這種可能性。

移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型電子教材在移動(dòng)設(shè)備上通過攝像頭顯示虛擬的三維景象，通過多媒體形式，以超現(xiàn)實(shí)方式描述視覺化的讀物，帶給學(xué)習(xí)者虛實(shí)交融的新型體驗(yàn)，并且加入了更多的互動(dòng)元素，增強(qiáng)人機(jī)交互與互動(dòng)性，從而提高電子教材的接受度。

2. 移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型泛在對(duì)象

在這種類型中，手機(jī)攝像頭掃描泛在的學(xué)習(xí)對(duì)象，進(jìn)行學(xué)習(xí)增強(qiáng)。當(dāng)學(xué)習(xí)者開啟增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)客戶端后，將攝像頭對(duì)準(zhǔn)學(xué)習(xí)對(duì)象時(shí)，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)軟件將對(duì)屏幕內(nèi)的對(duì)象信息進(jìn)行分析處理，及時(shí)提供關(guān)于該對(duì)象的信息，如呈現(xiàn)學(xué)習(xí)對(duì)象的增強(qiáng)實(shí)時(shí)互動(dòng)三維模型、對(duì)象的相關(guān)信息等，是一種即指即現(xiàn)的方式。

3. 移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型學(xué)習(xí)游戲

移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)游戲?qū)F(xiàn)實(shí)世界中的對(duì)象轉(zhuǎn)換成特殊道具應(yīng)用在游戲中，能夠提供角色扮演和情景模擬等學(xué)習(xí)方式。游戲中的虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界打通，虛擬的游戲與實(shí)時(shí)的實(shí)景融為一體，學(xué)習(xí)者在真實(shí)與虛擬的游戲場(chǎng)景中切換，具有更多的個(gè)性化、趣味性、可交互的元素，使學(xué)習(xí)者具有更豐富的體驗(yàn)。

（二）情境增強(qiáng)

情境一直是教與學(xué)理論關(guān)注的重要因素。移動(dòng)學(xué)習(xí)需要對(duì)“情境性”進(jìn)行特別關(guān)注，“情境”是移動(dòng)技術(shù)支持下無(wú)縫學(xué)習(xí)的一條關(guān)鍵線索。[28]移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)創(chuàng)設(shè)了連貫的情境層，與情境學(xué)習(xí)具有內(nèi)在的匹配性。

1. 移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與情境學(xué)習(xí)

學(xué)習(xí)的情境理論關(guān)注物理的和社會(huì)的場(chǎng)景與個(gè)體的交互作用，認(rèn)為學(xué)習(xí)不可能脫離具體的情境而產(chǎn)生，情境是整個(gè)學(xué)習(xí)中的重要而有意義的組成部分。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指出“情境”、“協(xié)作”、“會(huì)話”和“意義建構(gòu)”是學(xué)習(xí)環(huán)境的四大要素，學(xué)習(xí)環(huán)境中的情境必須有利于學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的意義建構(gòu)。

當(dāng)前，豐富的傳感器設(shè)備已經(jīng)成為智能手機(jī)的重要組成部分，如GPS、電子羅盤、加速計(jì)、陀螺儀、重力感應(yīng)器、位移傳感器、光線感應(yīng)器等，移動(dòng)設(shè)備具有了越來(lái)越強(qiáng)大的情境感知能力，為實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)提供了條件支持。

移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在情境支持上的特點(diǎn)有：（1）移動(dòng)性，便捷性，內(nèi)置各類傳感器，不需外部設(shè)備支持；（2）實(shí)時(shí)連續(xù)無(wú)縫，及時(shí)提供合適的上下文情境；（3）能夠與其他移動(dòng)服務(wù)有效結(jié)合，特別是位置服務(wù)；（4）能夠與社會(huì)化網(wǎng)絡(luò)有效結(jié)合。

在移動(dòng)學(xué)習(xí)中，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)通過情境感知，獲取學(xué)習(xí)者、設(shè)備、場(chǎng)所、學(xué)習(xí)過程等實(shí)時(shí)、連續(xù)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，智能化地處理并運(yùn)用情境感知的信息，分析學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)行為和環(huán)境，個(gè)性化地調(diào)度學(xué)習(xí)資源，為學(xué)習(xí)者提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)交互和學(xué)習(xí)支持。通過情境創(chuàng)設(shè)，為學(xué)習(xí)者提供新的學(xué)習(xí)情境，使移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用在智能性、情境性、適應(yīng)性等方面有所突破，滿足學(xué)習(xí)者利用移動(dòng)技術(shù)開展無(wú)縫學(xué)習(xí)的需求。

2. 情境增強(qiáng)的維度分析

研究人員對(duì)情境信息的類型有不同角度的分析。在Marcus Specht提出的Ambient Information Channel Enrichment（AICHE）模型中，使用了標(biāo)志、位置、時(shí)間、環(huán)境、關(guān)系等五個(gè)情境信息描述學(xué)習(xí)者情境信息和服務(wù)。[29]Christoph Pallasch等將移動(dòng)學(xué)習(xí)中的情境分為了學(xué)習(xí)者的外部狀態(tài)、內(nèi)部狀態(tài)和技術(shù)等三個(gè)層面，提出了時(shí)間、位置、屬性信息、注意力、知識(shí)水平、動(dòng)機(jī)和技術(shù)等七種情境信息，并且指出了各種情境信息在移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的作用。[30]

我們重點(diǎn)分析三類增強(qiáng)的情境信息：顯示增強(qiáng)、位置增強(qiáng)和關(guān)系增強(qiáng)。

（1）顯示增強(qiáng)

這是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)最基本的增強(qiáng)維度，通過增強(qiáng)虛擬顯示，展示逼真、生動(dòng)的三維立體形象，提供實(shí)時(shí)互動(dòng)的三維空間模型。

（2）位置增強(qiáng)

基于位置的服務(wù)是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的一種創(chuàng)新服務(wù)，為信息增加了新的標(biāo)記維度，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)與地理位置的關(guān)聯(lián)性，提供了新的信息服務(wù)方式與交互方式。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與位置服務(wù)的融合，是空間信息服務(wù)和移動(dòng)定位服務(wù)相結(jié)合的一種新方式，將根據(jù)學(xué)習(xí)者的位置變化動(dòng)態(tài)地提供所需的空間信息，并將這種空間信息通過虛擬三維方式動(dòng)態(tài)地疊加在用戶的信息上，增強(qiáng)用戶與系統(tǒng)的交互性，使用戶界面更加智能化。

（3）關(guān)系增強(qiáng)

關(guān)系增強(qiáng)主要是基于社會(huì)化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，增強(qiáng)虛實(shí)結(jié)合的學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)。社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的本質(zhì)是提供一個(gè)在人群中分享興趣、愛好、狀態(tài)和活動(dòng)等信息的在線平臺(tái)，當(dāng)前使用移動(dòng)設(shè)備來(lái)訪問網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速，移動(dòng)社交網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為溝通真實(shí)物理世界和虛擬互聯(lián)空間的重要橋梁。在移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中，可以加入微博、標(biāo)簽、社交網(wǎng)等增強(qiáng)要素，提供多層次、多角度的社會(huì)化情境，創(chuàng)建虛實(shí)結(jié)合的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)人際互動(dòng)，這將有助于促進(jìn)社會(huì)化學(xué)習(xí)和小組學(xué)習(xí)的發(fā)展。

（三）交互互動(dòng)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)創(chuàng)設(shè)了適合交互式學(xué)習(xí)的環(huán)境。傳統(tǒng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)主要采用特殊的設(shè)備如數(shù)據(jù)手套等進(jìn)行交互，在桌面增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中采用鼠標(biāo)、鍵盤的方式交互，這些設(shè)備要么造價(jià)高、不易編程和應(yīng)用擴(kuò)展困難，要么功能簡(jiǎn)單，缺乏較好的可用性。而以智能手機(jī)為代表的移動(dòng)終端小巧輕便，降低了交互操作的深度，并且具有較為完善的2D和3D顯示能力。

目前大多數(shù)智能手機(jī)支持多種傳感器，在移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中，利用這些感知通道可以設(shè)計(jì)多種新穎自然的交互方式，如觸摸屏手勢(shì)交互、語(yǔ)音交互、體感交互等，學(xué)習(xí)者可以通過手勢(shì)、語(yǔ)音、肢體語(yǔ)言等多感知通道進(jìn)行交互式反應(yīng)，更自然地融入到學(xué)習(xí)環(huán)境中。

1. 觸摸屏交互

隨著智能手機(jī)觸摸屏的普及，多點(diǎn)觸摸交互成為主要的交互方式。通過引入多樣化的手勢(shì)操作，將雙手手勢(shì)動(dòng)作定義為常用的自然動(dòng)作并用來(lái)操作手機(jī)，與真實(shí)環(huán)境下的用戶行為更為接近，降低了學(xué)習(xí)操作的門檻，具有簡(jiǎn)單、直觀的特點(diǎn)。作為一種自然的人機(jī)交互方式，它符合用戶的認(rèn)知，提高了交互的智能性、協(xié)作性和自然性。

2. 語(yǔ)音交互

隨著人工智能、網(wǎng)絡(luò)與云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，語(yǔ)音交互技術(shù)也得到發(fā)展。iOS系統(tǒng)的Siri與Android系統(tǒng)的Google Now是語(yǔ)音交互領(lǐng)域的典型應(yīng)用。在基于移動(dòng)設(shè)備的語(yǔ)音交互系統(tǒng)中，首先利用語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)把用戶的口語(yǔ)轉(zhuǎn)化成文字，再利用語(yǔ)音合成技術(shù)將返回的文字結(jié)果轉(zhuǎn)化成語(yǔ)音輸出。在后臺(tái)語(yǔ)音處理方面，需要人工智能、智能搜索的支持，包括以Google為代表的網(wǎng)頁(yè)搜索技術(shù)、Wolfram Alpha為代表的知識(shí)搜索技術(shù)、Wikipedia為代表的知識(shí)庫(kù)技術(shù)，以Yelp為代表的問答以及推薦技術(shù)等，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器對(duì)用戶言語(yǔ)的理解，并快速尋找答案以語(yǔ)音的方式回答用戶。在系統(tǒng)支持上，云計(jì)算平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音交互的關(guān)鍵支持。

（四）學(xué)習(xí)模式

在學(xué)習(xí)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，構(gòu)建能夠充分體現(xiàn)移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)理念和特性的學(xué)習(xí)模式，以指導(dǎo)移動(dòng)學(xué)習(xí)活動(dòng)和學(xué)習(xí)實(shí)踐。我們認(rèn)為移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)有助于構(gòu)建基于情境的、資源的、問題的以及協(xié)作學(xué)習(xí)的模式。

1. 創(chuàng)設(shè)豐富情境，構(gòu)建基于情境的學(xué)習(xí)模式

移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型學(xué)習(xí)資源能夠通過多種傳感器設(shè)備獲取并處理情境感知信息，提供豐富的情境和高度的互動(dòng)性，不僅符合和支持學(xué)習(xí)情境的要求，而且可以進(jìn)一步增強(qiáng)和創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境。學(xué)習(xí)者可以獲取與該情境相關(guān)的知識(shí)集合，使用適應(yīng)性的學(xué)習(xí)資源和服務(wù)，促進(jìn)學(xué)習(xí)者的情境學(xué)習(xí)。

2. 提供學(xué)習(xí)資源呈現(xiàn)和資源發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)基于資源的學(xué)習(xí)模式

基于資源的學(xué)習(xí)，是一種學(xué)習(xí)者通過對(duì)各種不同類型學(xué)習(xí)資源的選擇與利用來(lái)完成目標(biāo)的學(xué)習(xí)，是一種自我更新知識(shí)和拓展知識(shí)的學(xué)習(xí)方式。移動(dòng)學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)資源就在身邊，學(xué)習(xí)無(wú)處不在。移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)提供了新型的學(xué)習(xí)資源和新穎的資源呈現(xiàn)方式和使用方式，并且學(xué)習(xí)者可以根據(jù)個(gè)人學(xué)習(xí)情境，探索新的學(xué)習(xí)資源，這都有助于開展基于資源的移動(dòng)學(xué)習(xí)。

3. 促進(jìn)問題解決和學(xué)習(xí)反思，支持基于問題的學(xué)習(xí)模式

移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)通過增強(qiáng)情境和三維模型等的創(chuàng)設(shè)，構(gòu)建復(fù)雜的、有意義的問題情境，使學(xué)習(xí)者探索解決真實(shí)性問題，形成解決問題的技能。在解決問題的過程中，促進(jìn)學(xué)習(xí)者的主動(dòng)思考，進(jìn)行學(xué)習(xí)反思，提高主動(dòng)學(xué)習(xí)和主動(dòng)思考的能力。

4. 構(gòu)建學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)和學(xué)習(xí)小組，進(jìn)行基于協(xié)作的學(xué)習(xí)模式

移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)通過關(guān)系增強(qiáng)聚合移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)容和服務(wù)，為學(xué)習(xí)者提供了新的交互和溝通方式，創(chuàng)建虛實(shí)結(jié)合的人際互動(dòng)，促進(jìn)了學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的形成，構(gòu)建了新的協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境。學(xué)習(xí)者可以在學(xué)習(xí)過程中，方便靈活地進(jìn)行合作、問題解決、伙伴、設(shè)計(jì)和角色扮等協(xié)作學(xué)習(xí)活動(dòng)。

五、結(jié) 束 語(yǔ)

移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)正在革新著我們的信息交互方式，將對(duì)社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生深刻影響，包括教與學(xué)領(lǐng)域?；谥悄苁殖衷O(shè)備的移動(dòng)學(xué)習(xí)正處于應(yīng)用模式的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新階段，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)為移動(dòng)學(xué)習(xí)提供了新的學(xué)習(xí)情境和研究?jī)?nèi)容，教育應(yīng)用也將是移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用開發(fā)和價(jià)值體現(xiàn)的重要領(lǐng)域。移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在合作性內(nèi)容創(chuàng)造、情境創(chuàng)設(shè)與交互方式等方面的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，將促進(jìn)情境性、適應(yīng)性的學(xué)習(xí)資源研究與建設(shè)。

本文所設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)資源模型旨在思考應(yīng)該如何進(jìn)行移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型學(xué)習(xí)資源的設(shè)計(jì)、建設(shè)與應(yīng)用。通過探索情境增強(qiáng)、交互互動(dòng)、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)模式等四個(gè)要素，從學(xué)習(xí)資源呈現(xiàn)、學(xué)習(xí)資源內(nèi)容、學(xué)習(xí)資源應(yīng)用層面進(jìn)行學(xué)習(xí)資源的系統(tǒng)研究。進(jìn)一步的研究將結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)資源的設(shè)計(jì)與開發(fā)，并重點(diǎn)進(jìn)行資源應(yīng)用的分析，探索學(xué)習(xí)應(yīng)用模式在教學(xué)活動(dòng)中的展開策略。

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