AR技術(shù)給教育方式帶來的新思路

段再超，楊樹元，鄭亞男，呂曉晴（通訊作者）

（河北師范大學(xué)匯華學(xué)院 河北 石家莊 050000）

1 傳統(tǒng)教育方式的現(xiàn)狀

1.1 教學(xué)模式

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是以聽教師講授為中心，依托教師講授、學(xué)生聽課的班級授課組織模式。以教師為中心，突出的是一個“教”字。它強調(diào)教師的主導(dǎo)作用的發(fā)揮，教師對課堂教學(xué)的組織管理，運用班級授課制大規(guī)模地向全體學(xué)生進行教學(xué)，整個教學(xué)過程都已經(jīng)設(shè)定好，什么時間講課，什么時間提問，給學(xué)生多少時間回答問題等都設(shè)計好。教師根據(jù)學(xué)生反饋的信息并據(jù)此調(diào)整教學(xué)策略以達到預(yù)期的教育目的。

1.2 學(xué)習(xí)模式

學(xué)生的學(xué)習(xí)模式是以聽教師講授為主，消化、理解教師講授的內(nèi)容。通過測試和考試的形式把對所學(xué)知識的理解和掌握反饋給教師。學(xué)生學(xué)習(xí)方式單一、被動，課堂上缺少自主探索、合作交流、獨立獲取知識的機會，打擊了學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心和積極性，使學(xué)生對于自身個人的優(yōu)劣勢不能清楚的認識，阻礙了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的訓(xùn)練發(fā)和優(yōu)秀品質(zhì)的養(yǎng)成，影響了學(xué)生的個性化發(fā)展。

2 AR技術(shù)的特征

增強現(xiàn)實，是一種全新的人機交互技術(shù)，利用這樣一種技術(shù)，可以模擬真實的現(xiàn)場景觀，它是以交互性和構(gòu)想為基本特征的計算機高級人機界面。使用者不僅能夠通過虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)感受到在客觀物理世界中所經(jīng)歷的“身臨其境”的逼真性，而且能夠突破空間、時間以及其它客觀限制，感受到在真實世界中無法親身經(jīng)歷的體驗。[2]增強現(xiàn)實將真正改變我們觀察世界的方式。AR系統(tǒng)具有以下三個突出的特點：

2.1 真實世界和虛擬的信息集成。

它將計算機世界里的內(nèi)容延伸到真實的環(huán)境中，把虛擬的場景疊加到現(xiàn)實場景中，對于現(xiàn)實世界里面的物體來說，通過疊加虛擬景象產(chǎn)生類似于X光透視的效果。比如：通過將地圖信息直接疊加到現(xiàn)實世界中來指導(dǎo)司機的駕駛。

2.2 具有實時交互性。

它能夠使人很自然的融入到虛實結(jié)合的場景中。人在場景中能夠跟所處的虛實結(jié)合的場景中進行交流和互動。

2.3 在三維尺度空間中增添定位虛擬物體。

它可以使人與三維物體根據(jù)實際場景或者互動的需要，將虛擬場景疊加到真實場景中。

3 構(gòu)建AR技術(shù)下教育方式的新思路

它能使虛擬信息疊加到現(xiàn)實世界中。能夠把教學(xué)中不容易理解的內(nèi)容轉(zhuǎn)換為立體的、生動的的形象，從而提高學(xué)生們對事物的興趣，從而能夠主動的進行學(xué)習(xí)。像特殊地理地貌、歷史人物事件、不容易接觸到的事物等都可以通過AR技術(shù)展現(xiàn)在學(xué)生面前。

AR技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，首先，通過AR技術(shù)的特性制作AR圖書，把原來印刷的的紙質(zhì)書，轉(zhuǎn)換成立體的、生動的形象，疊加到現(xiàn)實世界中，呈現(xiàn)到我們的眼前，提升小朋友對事物的興趣，吸引他們參與到教學(xué)中，以一種探究的方式去探查研究一些更深層面的內(nèi)容。其次，融入AR技術(shù)的教育形式比之傳統(tǒng)的教育具有更強的表現(xiàn)力，它可以將教學(xué)中一些枯燥（如：特殊地理地貌、歷史人物事件、以及大多數(shù)不容易接觸到的事物）通過AR技術(shù)以圖片、視頻、動畫等形式直觀易懂的方式展現(xiàn)。最后，AR本身便是持有互動性的，這種特有的優(yōu)勢可以讓小朋友用眼看、用耳聽、動手做、用腦想，真正實現(xiàn)多元化教育。

這些應(yīng)用改變了傳統(tǒng)教育的教育方式中的教學(xué)模式與學(xué)習(xí)模式，無論教師教學(xué)模式還是學(xué)生獲取知識學(xué)習(xí)模式都發(fā)了很多的變化，下面從教學(xué)模式與學(xué)習(xí)模式兩個方面進行闡述：

3.1 教學(xué)模式

首先，教師將成為AR技術(shù)下教育教學(xué)的設(shè)計者。在教學(xué)過程中，教師是以知識體系的構(gòu)建者的身份出現(xiàn)，通過精心設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容、環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力，引導(dǎo)他們對于知識進行主動學(xué)習(xí)，從而提高解決問題的能力。其次，教師的教授不受時間、地域、語言的限制，能夠讓每個人享有優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，打破了教育的不平衡性。最后，實踐教學(xué)課程在虛擬現(xiàn)實體驗實訓(xùn)過程，提高學(xué)生操作技能。通過對現(xiàn)實場景的精確建模和對真實道具的追蹤定位，還原真實的實訓(xùn)操作過程，幫助學(xué)生實現(xiàn)真實的操作訓(xùn)練，降低的實驗的風(fēng)險，同時能夠量化記錄全操作過程，數(shù)據(jù)量化考核并進行指導(dǎo)。

3.2 學(xué)習(xí)模式

將增加現(xiàn)實技術(shù)運用于傳統(tǒng)教育中，通過增加學(xué)習(xí)情境的真實性和交互性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，推動教育的方式進一步變革，提高教育的質(zhì)量。

首先，學(xué)生通過觸摸利用AR技術(shù)特性制作的3D模型，增強體驗效果。并且從多個不同維度來觀察3D模型，深刻的理解了現(xiàn)實事物?；贏R技術(shù)的及時性、互動性的特性從視覺、聽覺、觸覺等方面設(shè)計出來的教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)知識的興趣，提高了學(xué)習(xí)的效果。其次，移動AR系統(tǒng)可以不受時間和空間的限制，學(xué)生的學(xué)習(xí)可以在任意的時間和地點，利用AR技術(shù)的特性，隨時隨地的進行情境式的學(xué)習(xí)，還能夠跟其他地區(qū)的人員進行合作式的學(xué)習(xí)。這樣突破學(xué)習(xí)中空間和時間的限制，使學(xué)生的學(xué)習(xí)交流達到了一種新的狀態(tài)。最后，使用自然方式交互學(xué)習(xí)對象，將虛擬場景疊加到真實場景中。老師在教學(xué)過程中利用AR技術(shù)能夠提供的虛實的場景，把學(xué)生帶到這個場景中，學(xué)生通過身臨其境的感受，理解和實踐學(xué)習(xí)內(nèi)容，極大的提高的教學(xué)效果。

AR技術(shù)在傳統(tǒng)教育中的應(yīng)用，利用AR技術(shù)，共享全球名校名師課程，實現(xiàn)時間碎片化管理；實現(xiàn)個性化教學(xué)，進行因材施教。對傳統(tǒng)教育進行補充、革新了教育方式，給我們教育方式帶來了新的思路。