淺析增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育方面的應(yīng)用

趙丹丹+郭嘉+趙忠波

【摘 要】伴隨著科技的發(fā)展以及智能手機(jī)的普及，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開發(fā)熱度日益升高，以手機(jī)為載體的移動(dòng)應(yīng)用程序得到了前所未有的發(fā)展。在數(shù)字化的時(shí)代背景下，各種互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品大量涌入國內(nèi)市場，讓我們體驗(yàn)到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的強(qiáng)大，同時(shí)對(duì)教育產(chǎn)品有了一個(gè)新的認(rèn)知模式。未來，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)類的產(chǎn)品將會(huì)占據(jù)主導(dǎo)地位。本文主要詳述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育事業(yè)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)；虛擬現(xiàn)實(shí)；教育教學(xué)；教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G42 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1007-0125（2017）14-0205-02

把原本在現(xiàn)實(shí)世界內(nèi)很難體驗(yàn)到的實(shí)體信息，通過一些科學(xué)技術(shù)加工后再疊加到真實(shí)世界，被人類感官所知道，從而達(dá)到一種超越普通現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)，這種技術(shù)叫做增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)。傳統(tǒng)教育教學(xué)課堂不能夠做到實(shí)時(shí)互動(dòng)交流，然而在傳統(tǒng)課堂上加入增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，即可實(shí)現(xiàn)虛擬與真實(shí)場景的結(jié)合，從而增加互動(dòng)性，使虛構(gòu)物體在分解場景中具有切實(shí)的存在感和地位感。

一、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)

（一）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡介

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，簡而言之就是將現(xiàn)實(shí)的和虛擬的疊加在一起，是人眼能看到的一種人機(jī)交互。首先通過計(jì)算機(jī)技術(shù)，將虛擬的信息真正應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)世界，現(xiàn)實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體同時(shí)出現(xiàn)在一個(gè)空間或者畫面中。其次是通過計(jì)算機(jī)的軟件和硬件相互協(xié)調(diào)，使得人們能夠和虛擬現(xiàn)實(shí)的景物以一種自然的方式進(jìn)行交互。這樣，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)，將虛擬的信息應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)世界，真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體即出現(xiàn)在了同一個(gè)空間。它不僅展示了真實(shí)世界的信息，而且虛擬的信息同時(shí)加以展現(xiàn)，兩種信息不斷組合、疊加。

（二）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育方面的發(fā)展現(xiàn)狀

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是在虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展過程中應(yīng)運(yùn)而生的，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)這一概念最早出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代，自1990年波音公司的研究員創(chuàng)造增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)后，很多研究機(jī)構(gòu)開始研究增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)。譬如，國內(nèi)曾有北京理工大學(xué)、國防科技大學(xué)、西安石油學(xué)院等高校對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行深入研究；國外研究增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的高校有美國哥倫比亞大學(xué)、澳大利亞Vienna大學(xué)等。正因?yàn)閲鴥?nèi)外諸多研究機(jī)構(gòu)都對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行深入研究，使得增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在近幾年飛速發(fā)展。2015年被認(rèn)為是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)的元年，2016年增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)類產(chǎn)品再一次席卷全球市場。

傳統(tǒng)教育市場已日趨飽和，努力開發(fā)新的教育方向是必然的。與此同時(shí)，教育從業(yè)人員有了新的機(jī)遇。未來教育課程的開發(fā)一定是將科技、網(wǎng)絡(luò)等整合在一起。在教育方式中開始融入了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、體感交互技術(shù)等。

目前，國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了幾款有關(guān)教育的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)類的產(chǎn)品，它們大多都是針對(duì)幼兒教育的，其表現(xiàn)形式是，提前設(shè)定好一個(gè)程序，以APP的形式安裝在手機(jī)、平板或者計(jì)算機(jī)等帶有攝像頭的設(shè)備上，對(duì)應(yīng)其提前設(shè)定好的卡片或者圖書等一系列紙質(zhì)圖片，用攝像頭對(duì)準(zhǔn)圖片進(jìn)行掃描，屏幕上就會(huì)出現(xiàn)提前設(shè)定好的模型動(dòng)畫。

二、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育方面的應(yīng)用

（一）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)的優(yōu)勢

在科技迅速發(fā)展的今天，使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)向?qū)W生展示教學(xué)信息，能夠更生動(dòng)形象地呈現(xiàn)學(xué)科知識(shí)，使學(xué)生們能夠更愉快地接受知識(shí)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的信息是新穎的，能夠?yàn)閷W(xué)生提供多種感官刺激。這樣既可以增加學(xué)生的興趣，又能提高學(xué)生的思維能力。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠給教學(xué)環(huán)境提供一個(gè)三維場景，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的使用可以將學(xué)習(xí)體驗(yàn)從2D時(shí)代提升到3D時(shí)代，能夠準(zhǔn)確表述視覺世界的色彩、形狀、空間的感覺和表達(dá)能力，可以培養(yǎng)學(xué)生的三維空間思維能力和辨別空間物體間的信息能力等。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為新興技術(shù)，給人以強(qiáng)烈的視覺感受。在新的教學(xué)模式下，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)有很大的發(fā)展空間。

（二）利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)革新教學(xué)模式

在信息化時(shí)代下，傳統(tǒng)教育教學(xué)模式發(fā)生翻天覆地的變化。在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)創(chuàng)設(shè)的教學(xué)環(huán)境中，學(xué)生可以和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)支持的信息進(jìn)行人機(jī)交互，有助于提升學(xué)生對(duì)知識(shí)的建構(gòu)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者，可以通過顯示器豐富的信息來刺激學(xué)生的感官，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，學(xué)生亦可以進(jìn)行交互式操作。

課堂教學(xué)通過多媒體呈現(xiàn)的感官刺激、交互操作、合作交流，既是一種反饋，又可以提高學(xué)習(xí)效率。相信未來的教學(xué)模式一定將科技、網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)等整合在一起。

（三）利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)強(qiáng)化課堂教學(xué)。

以往的傳統(tǒng)教學(xué)，以在教室進(jìn)行直接教學(xué)為主，由教材、教師、學(xué)生組成簡單的教學(xué)系統(tǒng)，這種傳統(tǒng)教學(xué)模式的缺點(diǎn)亦是顯而易見的。教師的表達(dá)方式、組織課堂的能力起著決定作用。在一般的教學(xué)模式下，學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)的興趣大部分是源于教師的表達(dá)能力及活課堂氣氛所決定的。如果教師不能夠調(diào)動(dòng)起學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)的熱情，學(xué)習(xí)的積極性不高，那么這節(jié)課所講的內(nèi)容就不能被學(xué)生消化理解，自然學(xué)習(xí)效率也就不會(huì)高。

多媒體技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用廣泛，使得教學(xué)效率可以大幅度增加。伴隨時(shí)間的推移，多媒體教學(xué)僅僅能在視覺上和聽覺上強(qiáng)化教學(xué)信息，還缺少教學(xué)信息和學(xué)生之間的互動(dòng)。

將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入到課堂教學(xué)，可以減少教師由于表達(dá)不明確、語言組織能力缺陷等因素造成的課堂效率低的問題。課堂中如果引進(jìn)智能互動(dòng)的攝像裝置，讓學(xué)生們進(jìn)入大屏幕中的虛擬世界，可以直接在屏幕中看到自己，有著身臨其境的感覺，會(huì)增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)效率也會(huì)隨之增加。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有良好的互動(dòng)性和展示效果，可以讓學(xué)生們的注意力集中，同時(shí)還可以培養(yǎng)他們的興趣。

三、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于教育的挑戰(zhàn)

諸多的科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于學(xué)習(xí)中具有很大的發(fā)展前景。但也不難看出，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于教育教學(xué)中是一個(gè)新鮮事物，并且有的研究存在著諸多缺陷，還需要時(shí)間去解決。

教師將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與教育教學(xué)相結(jié)合，改變?cè)究菰锏慕虒W(xué)模式，丟掉備課筆記，重新構(gòu)建一套完整的教學(xué)方案等，這些都將有助于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)走進(jìn)教育教學(xué)。

四、結(jié)語

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)把大家?guī)胍粋€(gè)新的數(shù)字化時(shí)代，它不僅給我們提供一個(gè)簡單的互動(dòng)平臺(tái)，更多的是帶給我們一種新型的教學(xué)模式和方法。在未來幾年，將會(huì)是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)的時(shí)代?？萍荚谶M(jìn)步，人類在發(fā)展。在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)這個(gè)大的環(huán)境下，順應(yīng)時(shí)代發(fā)展趨勢，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)將會(huì)在教育界大放光彩。endprint