增強現(xiàn)實技術(shù)在手機課堂的應用探索

王永斌 劉瑋 徐昱

【摘要】增強現(xiàn)實技術(shù)是將虛擬現(xiàn)實信息與真實世界相疊加，對現(xiàn)實世界的信息進行強化的技術(shù)。隨著其研究的深入，在教育教學中的應用領(lǐng)域也不斷拓展。本文以常州紡院《搜索引擎營銷》課程為例，研究了增強現(xiàn)實技術(shù)在課程教學中的應用。

【關(guān)鍵詞】增強現(xiàn)實；手機課堂；搜索引擎營銷；在線課程

虛擬現(xiàn)實（VirtualReality，簡稱VR），是將計算創(chuàng)造虛擬的3D世界通過VR設備呈現(xiàn)在用戶眼前，讓用戶享受身臨其境的體驗。分析其在教育領(lǐng)域的應用，不難發(fā)現(xiàn)，由于其從設計的初衷上已經(jīng)將用戶從真實的世界中割裂出去，這顯然不利于教育工作的進行。

而VR的另一分支———增強現(xiàn)實（AugmentedReality，簡稱AR），是將經(jīng)計算處理之后的信息與現(xiàn)實世界疊加，對現(xiàn)實世界作出擴展。目前AR技術(shù)面臨著視覺呈現(xiàn)方式、目標追蹤定位等瓶頸，社會關(guān)注程度也遠不及VR，但長遠看，隨著移動互聯(lián)、移動計算以及新的識別技術(shù)、傳感技術(shù)的發(fā)展，其前景廣闊，更能方便地與教學結(jié)合。

一、增強現(xiàn)實技術(shù)的教育應用

（一）AR技術(shù)應用的特點

AR技術(shù)將各種數(shù)據(jù)和信息應用到現(xiàn)實世界中，使其與真實世界共同存在。再通過相關(guān)的軟硬件系統(tǒng)，使用戶在現(xiàn)實世界中活動時，能自然地使用這些信息，實現(xiàn)與虛擬世界的交互。與一般的VR技術(shù)應用相比，AR具有以下特點。

（1）將虛擬世界的信息與現(xiàn)實世界進行疊加，具有更高的真實性；

（2）隨著技術(shù)的進步，AR正逐漸擺脫設備的限制，一個攝像頭、一臺定位儀，甚至是一臺手機，就能實現(xiàn)其應用，實用性更高。

（3）由于實現(xiàn)了虛擬信息與現(xiàn)實世界的同步顯示，互動性更強、實時性更好。

（二）AR在教學中應用的特點

目前，AR的應用領(lǐng)域與VR尚難清晰區(qū)分，在軍事、醫(yī)學、航空航海、娛樂等領(lǐng)域應用廣泛。有學者認為，AR在教材、技能培訓、情景教育等方面將對教育的發(fā)展產(chǎn)生深遠影響。筆者認為，在當前智慧教室的支撐下，AR技術(shù)及其理念已經(jīng)可以在教學中采用，去改善教學活動，能對教學活動產(chǎn)生以下幫助。

（1）更好地支持情景式教學，幫助學生和老師融入場景，加深學生的學習印象。

（2）學習中可以更有效地向?qū)W生提供支撐材料和資料，如過程、變化、微觀世界等展現(xiàn)更加充分。

（3）學生的學習活動更加自然，更容易得到系統(tǒng)響應，實時獲得學習評價，有利于知識的掌握。

（4）學習內(nèi)容吸引力更強，也方便引導學生在學習中合理使用包括手機在內(nèi)的移動設備，讓移動設備成為課堂的助力，而不是阻力。

二、AR技術(shù)在課堂中的應用探索

（一）《搜索引擎營銷》課程教學中存在的問題

《搜索引擎營銷》是筆者所在學校電子商務專業(yè)的重要課程，教學內(nèi)容包括搜索引擎原理、優(yōu)化、推廣等內(nèi)容，多屬于營銷學和網(wǎng)絡的結(jié)合，又不能簡單地用網(wǎng)絡營銷來進行概括。在引入手機課堂之前，存在以下問題。

1.手機成為課堂大敵

隨著科技的進步和經(jīng)濟的發(fā)展，手機成為生活必須品，即使學校課堂也無法避免手機的入侵。學生在課堂上用手機上網(wǎng)、看書、游戲，嚴重干擾了教學活動的正常進行。老師、家長、專家紛紛出言，支持“無手機課堂”。手機儼然已經(jīng)成為課堂大敵。然而，社會在發(fā)展，科技在進步，學習也在變化?！盁o手機課堂”初衷是好的，但在實際實行中很容易引起學生的抵觸，甚至影響學生的學習主動性，更不符合發(fā)展的趨勢。

2.教學資料分發(fā)困難，利用度不高

老師收集和整理了大量課程相關(guān)的資料，如營銷方案、實施案例、過程相關(guān)資料（文字、圖片、視頻）、國內(nèi)外院校的課程錄像或?qū)＜抑v座等。受教學環(huán)境、教材資料、教學方式的限制，學生只能通過老師的介紹、分發(fā)獲得有限的部分，無法按使用需要獲取資料。

3.學生參與主動性不高，教學互動少

盡管在教學中較多得采用了分組學習，包括分組討論、任務、匯報、測評等形式，但教師精力有限，在引導、講解、考核、測評等環(huán)節(jié)投入較多，而小組學習過程中無法有效兼顧各個小組的情況，難免關(guān)注不足，師生互動交流、小組間的交流相對較少。

4.“大課堂”和“因材施教”的矛盾

本課程多采用合班教學，即教學進度和教學要求相同的兩個或兩個以上自然班一起上課，導致教學班人數(shù)多、學生情況復雜。如高中時的文科生和理科生、高中起點和中專起點的學生在同一個教學班等，學生個人的學習特點和能力差別明顯。傳統(tǒng)的教學方式很難進行有效的差別化教學，實現(xiàn)因材施教。

（二）AR在課堂上的應用

為解決以上問題，筆者嘗試性開展基于手機APP的“輕翻轉(zhuǎn)課堂”教學嘗試，較多地采用了AR的相關(guān)技術(shù)和理念，起到了很好的效果，如以下三個案例。

案例1：二維碼實現(xiàn)擴展資料的提供

搜索引擎原理部分，知識內(nèi)容抽象，部分學生可以很容易地理解教學內(nèi)容，但對于僅僅了解了計算機基本操作，對計算機和網(wǎng)絡原理幾乎一無所知的文科生來說，理解困難。為此，在分組任務書的相關(guān)資料部分，將所需的材料（包括直接的文字、視頻資料，也包括互聯(lián)網(wǎng)上的資料鏈接）分層次、分類別地在資源庫中組織為專題頁，以二維碼的形式放置在任務書中。而頁面中的資源均進行了標定，凡通過此頁面進行訪問的，會記使用時間、使用進度等信息。既方便學生找資料，不至于無從下手；另又方便教師掌握學習資料的使用情況，進而分析出學生的基礎知識掌握情況。

案例2：嵌入式資源推送替代檢索

在結(jié)合節(jié)日的搜索引擎營銷方案設計教學中，在教學視頻、教學動畫、教學文檔等的適當位置嵌入相關(guān)資源或鏈接，實現(xiàn)準確推送，提供學習資料，幫助學生快速找到所需的參考材料，需要時直接點擊鏈接進即可跳轉(zhuǎn)，省去了到搜索引擎或者資源庫中去檢索的過程，方便了學生的使用，大大提高了資源的使用效率。

案例3：錄播系統(tǒng)實現(xiàn)實景交互

在課程搜索引擎推廣實踐部分，為加深學生理解，利用錄播教室的遠程交互功能，與企業(yè)教員進行互動，通過企業(yè)畫面讓學生實時了解企業(yè)的工作場景和相關(guān)操作的實施過程，也讓校外教員方便地參與到教學活動中來，實現(xiàn)了教室和企業(yè)實景交互。

此外，還做了以下AR理念的嘗試。

1.教學實時錄播。

錄制包括講課、討論、分組匯報、實踐操作等教學實況，存儲到教學資源庫中，支持學生對任意內(nèi)容的回看。不管是學生在課后對尚未理解的知識的繼續(xù)學習，還是對自己表現(xiàn)的分析，或者教師去分析自己的授課情況以及學生的學習狀態(tài)，都有重要價值，對課程資源庫的建設也有幫助。

2.適合手機應用的教學資源庫建設。

以往教學網(wǎng)站和資源庫的建設中，多針對PC設備。而隨著平板、手機等移動設備的普及，移動智能設備對學生的影響已經(jīng)遠超PC。移動設備使用簡單、攜帶方便、無需電源、無線連接等相比于PC更加方便，教育應用前景廣闊。但移動設備訪問基于pc的網(wǎng)站，展現(xiàn)效果、使用效果、資源、檢索等存在著不少問題。本實踐中嘗試了基于手機的課程教學資源庫建設，能更好地適應移動設備的使用需要，對課程教學起到了很好的輔助。

3.仿真的實踐教學環(huán)境。

以往教學中，設計大于操作，且學生設計的方案、掌握的方法很難進行實操，難以看到實施的結(jié)果。本課程采用了全仿真的實驗系統(tǒng)，與企業(yè)實際應用平臺在操作過程、管理方法、實施效果等方面完全相同，平臺還同時構(gòu)建了一個基于真實網(wǎng)絡環(huán)境的模擬沙箱，用一個獨立搜索引擎系統(tǒng)，將實踐教學的成果進行應用。通過一個仿真的系統(tǒng)讓學生真實地掌握相關(guān)操作、分析和解決工作過程中的各種問題，對提高學生的知識技能的靈活運用非常有利。

三、引入AR后課堂的變化

通過分析課程教學中學生的變化，可以看出，AR在教學中應用主要產(chǎn)生了以下效果。

（1）通過AR技術(shù)，諸如搜索引擎原理、蜘蛛程序的運行機制、索引庫的形成機制等原本非常抽象的概念，很方便地通過動畫和游戲?qū)W生進行了展現(xiàn)，信息呈現(xiàn)更加直觀、描述更加形象，能很好地吸引學生的注意力，同時也淡化了因相關(guān)領(lǐng)域知識掌握情況不同對這些知識理解時的差異。

（2）實景互動的教學設計，很好地滿足了學生迫切需要了解所學知識在企業(yè)實際工作中的作用和實施方法，走進未來的工作場景。同時，與過去所采用的帶領(lǐng)學生進行企業(yè)考察或?qū)嵙曄啾?，時間和經(jīng)濟上更加節(jié)省，也減少了相關(guān)管理上的投入，具有極高的性價比。

（3）通過AR技術(shù)理念，對學生所需的學習資料能在一定程度上實現(xiàn)“按需”提供，不同層次的學習資料，能更好地滿足不同層次的學生學習使用，雖然還無法完全實現(xiàn)因材施教的教育理念，但一定程度上在教學中體現(xiàn)了對不同學生的差異化對待，學生的學習效果更好。

（4）全仿真模擬實踐教學系統(tǒng)的運用，讓學生實踐操作更接近于實際應用的同時，也讓學生切身感受來自市場的要求和影響，使得學生在學習過程中精力更加集中、興奮度也更高，實踐教學的效果和學生實踐操作的能力相比于過去都有了顯著的改善。

四、結(jié)語

筆者在參考了國內(nèi)外眾多教育工作者將AR技術(shù)應用教學活動的經(jīng)驗后，在進行手機課堂教學嘗試過程中，將AR技術(shù)的相關(guān)理念以一些較為簡便、易于實現(xiàn)的方式實施于教學過程中，可取得較好的效果。從技術(shù)來看，所應用的技術(shù)都很簡單，并沒有使用諸如沉浸式場景、VR顯示等高科技，但在理念上借鑒了AR技術(shù)，將網(wǎng)絡教學環(huán)境、模擬教學系統(tǒng)與通過手機實現(xiàn)的在線課堂很好地進行了結(jié)合。這一嘗試，對高職院校信息化教學改革具有一定的借鑒意義。

參考文獻

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作者簡介：王永斌（1979—），男，漢族，遼寧大連人，碩士，講師，工程師，研究方向：教學信息化、教育技術(shù)裝備等；劉瑋（1983—），女，漢族，江蘇南京人，學士，研究實習員，研究方向：教學管理和管理信息化；徐昱（1981—），男，漢族，江蘇高郵人，工程師，研究方向：現(xiàn)代教育技術(shù)。