增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)在教學(xué)應(yīng)用中的探索

【摘 要】增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)是近年來新起的一門新技術(shù)，也被稱之為混合現(xiàn)實，它已經(jīng)在許多領(lǐng)域有了不同程度的運(yùn)用，比如國際互聯(lián)網(wǎng)和全球衛(wèi)星定位。增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)提供了在一般情況下不同于人類可以感知的信息，它可以同時展現(xiàn)真實世界和虛擬世界的信息，并使兩種信息相互補(bǔ)充、疊加。本文將探討增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，以期在教學(xué)中能最大化的利用這種技術(shù)的優(yōu)點，推動教育改革。

【關(guān)鍵詞】增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)；教學(xué)；應(yīng)用探索

近年來，增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)開始受到不同行業(yè)領(lǐng)域人們的普遍關(guān)注。這種技術(shù)通過電腦將虛擬的信息應(yīng)用到真實世界，使真實的環(huán)境和虛擬的物體能實時疊加到同一個畫面或空間，具有無限魅力，我國對增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)的研究尚處于起步階段，嘗試將這種技術(shù)應(yīng)用在教學(xué)中將是教學(xué)改革的一大步。

一、增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)的研究現(xiàn)狀

（一）國外研究與教學(xué)應(yīng)用現(xiàn)狀

增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)在我國雖然仍處于起步階段，但在國外已經(jīng)有了大量的實踐研究。在工程設(shè)計方面，工程技術(shù)人員在進(jìn)行機(jī)械安裝、維修、調(diào)試時，通過頭盔顯示器，可以將原來不能呈現(xiàn)的及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以及它的相關(guān)信息、數(shù)據(jù)完全呈現(xiàn)出來。并且可以按照電腦的提示來進(jìn)行工作，解決技術(shù)難題；在醫(yī)療方面，醫(yī)生可以通過增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)對手術(shù)部位進(jìn)行精確定位；在軍事方面，部隊通過這種技術(shù)獲得重要的地理數(shù)據(jù)。而在教育方面，國外對于增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)的利用主要是三個方面：在課堂教學(xué)中融入增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)，觀察增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)是如何促進(jìn)師生間的互動與合作學(xué)習(xí)；利用增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)豐富圖書呈現(xiàn)形式，讓圖書內(nèi)容以動畫形式呈現(xiàn)，增強(qiáng)兒童閱讀興趣；用增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)設(shè)計教育游戲，幫助學(xué)生在游戲中隨時隨地學(xué)習(xí)。

（二）國內(nèi)研究與教學(xué)應(yīng)用現(xiàn)狀

我國研究增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用的主力軍為高等科研院校，研究水平尚處于初級，增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)在現(xiàn)實生活中的具體應(yīng)用非常少，而在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用更少，許多專家對于增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)在教學(xué)應(yīng)用中的研究都屬于單一研究，缺乏系統(tǒng)性，增強(qiáng)現(xiàn)實教學(xué)產(chǎn)品幾乎還不被大眾知曉。

二、增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)的特征

20世紀(jì)60年代美國哈佛大學(xué)一位教授發(fā)明的光學(xué)透明頭盔顯示器標(biāo)志著增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)的誕生，20多年后進(jìn)入初步成長階段，到今天，增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)在國外已有了廣泛應(yīng)用。增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)利用計算機(jī)數(shù)字成像的特點將現(xiàn)實中的場景成像與虛擬中的場景成像糅合在一起呈現(xiàn)給觀眾，使觀眾難以區(qū)分虛擬與現(xiàn)實的區(qū)別，加強(qiáng)視覺體驗，同時還能與觀眾進(jìn)行個體間的互動。

三、增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)有利于教學(xué)發(fā)展

如上文所說，增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)在國外的醫(yī)學(xué)、軍事、工程設(shè)計等等許多領(lǐng)域中得到了發(fā)展，總結(jié)出增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)在這些領(lǐng)域中運(yùn)用的優(yōu)勢并將其應(yīng)用到教育中，將極大推動教學(xué)改革和創(chuàng)新。

（一）刺激學(xué)習(xí)者深入學(xué)習(xí)

增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)能將虛擬的信息融入到真實世界中，如果把增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到教育教學(xué)中，把教科書中的內(nèi)容活靈活現(xiàn)地展現(xiàn)在學(xué)生和教師面前，使教師和學(xué)生能夠?qū)炭茣械膬?nèi)容進(jìn)行近距離、形象的、細(xì)致的觀察，探索事物的本質(zhì)和規(guī)律，增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)使原先的虛擬知識變成了真實環(huán)境，加深了師生對知識的深入感知，刺激學(xué)習(xí)者深入學(xué)習(xí)。比如，在地理課上，教師講解寒暖流的問題時，利用增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)將地圖上的內(nèi)容以三維動畫的方式生動展示出來，使學(xué)生印象深刻，過目不忘。

（二）增強(qiáng)學(xué)習(xí)互動

增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)讓學(xué)習(xí)者在虛擬和現(xiàn)實結(jié)合的環(huán)境中學(xué)習(xí)，加強(qiáng)了真實世界的效果，在虛擬與現(xiàn)實交融的立體環(huán)境中，學(xué)生可以進(jìn)行互動和有意義的學(xué)習(xí)，更容易掌握復(fù)雜的知識。

（三）在特殊專業(yè)中的應(yīng)用價值

在一些特殊專業(yè)具有一定危險性的課程中應(yīng)用增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)，具有很高的實用性，比如核工程專業(yè)的課程有一部分需要接觸實物，但是這種接觸具有很大的危險性，增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)將虛擬信息化為現(xiàn)實，填補(bǔ)了這一部分的不足，創(chuàng)造了幾乎真實的教學(xué)情境，使學(xué)生成功學(xué)習(xí)到之前可能完全無法理解的知識。

四、增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)在教育中的利用優(yōu)勢

在漫漫歷史長河中，每一項新技術(shù)的出現(xiàn)都推動了人類社會及生活的發(fā)展。作為新技術(shù)，增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)對社會的推動作用也必將日益凸顯，在教學(xué)中應(yīng)用增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)也必將為教育事業(yè)的發(fā)展注入新鮮血液。

（一）創(chuàng)設(shè)新型學(xué)習(xí)環(huán)境。增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)造了仿真的教學(xué)環(huán)境，允許學(xué)習(xí)者實時交互和開展任務(wù)協(xié)作，而這兩種條件正好是智慧學(xué)習(xí)環(huán)境形成的重要因素。利用增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)讓學(xué)習(xí)者沉浸在學(xué)習(xí)活動之中，提升了學(xué)習(xí)效果。教科書中一些晦澀難懂的、抽象的概念通過增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)展示出來有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，營造生動、樂于學(xué)習(xí)的課堂氛圍。

（二）更新教學(xué)方法。傳統(tǒng)的教學(xué)模式是老師負(fù)責(zé)教授知識，學(xué)生只需接受，這樣的教學(xué)模式忽視了學(xué)生的主體性。而在增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)支撐下的教學(xué)課堂需要學(xué)生極大地參與其中，成為教學(xué)活動的主體，在增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)造的課堂上，學(xué)生可以自主決定學(xué)習(xí)方式和路線，同時與其它同學(xué)進(jìn)行互動，進(jìn)行高效學(xué)習(xí)。

（三）豐富學(xué)習(xí)形式。利用增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)，可以使圖書中的內(nèi)容立體化、生動化，比如將書籍制作成增強(qiáng)現(xiàn)實電子書，在書籍中加入“真實場景”，使得閱讀更加直觀，增強(qiáng)了閱讀的興趣。開發(fā)增強(qiáng)現(xiàn)實教育游戲，讓學(xué)生隨時隨地都能游戲，并在其中學(xué)習(xí)知識。

結(jié)束語

每一項新技術(shù)的出現(xiàn)都將推動人類社會及生活的發(fā)展。增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)如今在我國還屬于一門應(yīng)用不廣泛的新技術(shù)，開始受到不同行業(yè)領(lǐng)域人們的普遍關(guān)注。這種技術(shù)通過電腦將虛擬的信息應(yīng)用到真實世界，使真實的環(huán)境和虛擬的物體能實時疊加到同一個畫面或空間，具有無限魅力，鑒于它的種種優(yōu)勢，增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)對社會的推動作用也必將日益凸顯，盡早開發(fā)增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)，并把它運(yùn)用到各個領(lǐng)域中，對我國教育事業(yè)以及科技技術(shù)的發(fā)展必將大有裨益。

作者簡介：張渝（1982-），男，漢族，重慶萬州人，教師，研究方向：游戲引擎，單位：重慶工程學(xué)院。

參考文獻(xiàn)：

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