全息投影技術(shù)在科普學(xué)習(xí)機(jī)上的設(shè)計(jì)應(yīng)用

李清月 鄒雅琢

摘要：本文對全息投影技術(shù)與兒童學(xué)習(xí)機(jī)相結(jié)合進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。用細(xì)小水粒子為投象載體，呈象立體效果，作直觀表達(dá)。創(chuàng)新的表達(dá)在兒童學(xué)習(xí)機(jī)器上的設(shè)計(jì)應(yīng)用，致力于改變現(xiàn)在的學(xué)習(xí)課堂模式，將課本文化知識數(shù)據(jù)化，沉浸式課堂的氛圍新表達(dá)，可以提高兒童的學(xué)習(xí)興趣，以此對傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式進(jìn)行革新，引領(lǐng)未來學(xué)習(xí)課堂的智能化。

關(guān)鍵詞：全息投影技術(shù);學(xué)習(xí)機(jī);設(shè)計(jì)應(yīng)用

一、全息投影技術(shù)的普及應(yīng)用

全息技術(shù)是通過記錄被攝物體反射（或透射）光波中全部信息（振幅、相位）實(shí)現(xiàn)3D視覺效果"。

當(dāng)空氣中含有顆粒時(shí)，依據(jù)三視圖的原理，在一個位置分別從正面、左面和上面向中心投射物體的正視圖、側(cè)視圖與俯視圖，使得中心位置成的像比其他位置都要強(qiáng)，在中心位置實(shí)現(xiàn)3D成像的效果，這是運(yùn)用空氣中的小顆粒進(jìn)行呈象。

空氣投影與交互技術(shù)可以將交互圖像投射到氣流形成的墻面上，這項(xiàng)技術(shù)是基于海市蜃樓的概念。圖像在空中呈現(xiàn)，不需要通過屏幕顯示等。它的原理基本上就是把空氣吸進(jìn)機(jī)器，然后轉(zhuǎn)變其成像特性，再重新射出，并在轉(zhuǎn)變后的空氣從下向上投影圖像，從而使圖像浮在空中，可以讓人們在不同角度都看到圖像。全程完全沒有采用有害氣體或液體。

二、全息投影技術(shù)的未來發(fā)展

全息投影技術(shù)能夠廣泛的應(yīng)用到工業(yè)、國防等領(lǐng)城且可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，對于提升行業(yè)的社會效益具有重要的影響。由于其視覺效果震撼，靈活多變，制作方便，在市場上有極高的適應(yīng)能力和生存空間，全息投影成像可以揭示一個現(xiàn)象、演示一個規(guī)律、解釋一個科學(xué)原理、講解一段故事、樹立企業(yè)形象、介紹一種產(chǎn)品、分析數(shù)據(jù)曲線，以及一些危險(xiǎn)環(huán)境下的不適宜人進(jìn)入的場景等。因此全息投影技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，并被不斷應(yīng)用到新的領(lǐng)域中。鑒于以上的優(yōu)點(diǎn)，對于教育行業(yè)的未來發(fā)展方式上可以提供補(bǔ)充和優(yōu)化的作業(yè)。在本文中，將著重介紹全息投影在科普學(xué)習(xí)機(jī)上的使用。

三、市場學(xué)習(xí)機(jī)的調(diào)查研究

教育孩子的過程中，兒忙于工作的父母對于孩子的教育疏忽成了在孩子成長階段的一大弊病。基于這樣的局面，兒童學(xué)習(xí)機(jī)類的產(chǎn)品問世。解決幫助輔導(dǎo)孩子的學(xué)習(xí)，為了緩解當(dāng)前兒童教育事業(yè)的不利局面，我們決定對此類產(chǎn)品創(chuàng)新性深人研究，在此之前，做了一個簡短精煉的調(diào)查。

首先針對人群，分為三類，兒童本身，家庭互動式和學(xué)?；邮?。而就目前技術(shù)而言，兒童學(xué)習(xí)機(jī)的模式多種多樣，但產(chǎn)品定位不清晰，使之產(chǎn)品的功能不能充分的發(fā)揮它的價(jià)值。國內(nèi)兒童教育電子產(chǎn)品雖然在市面上種類繁多，但是其功能同質(zhì)化嚴(yán)重，技術(shù)普遍滯后。各種學(xué)習(xí)機(jī)的功能仍然停留在比如MP3播放、感應(yīng)點(diǎn)讀、黑白屏幕顯示等這些方面，而且內(nèi)容更是缺乏新意，幾乎所有的內(nèi)容都是仿照課本，忽略了對學(xué)齡前兒童的多元化啟蒙教育。在外觀上，學(xué)習(xí)機(jī)分點(diǎn)讀筆、學(xué)習(xí)機(jī)、觸摸類。在兒童使用過程中，或效果性或使用性都不能達(dá)到最佳效果。產(chǎn)品市場得不到重視，以及得不到半數(shù)以上受眾高度的的需求是亟待解決的主要問題。

第一，在創(chuàng)新方面，一定要增加學(xué)習(xí)機(jī)的可玩性。第二，對于教育方面，我們注重的是在于學(xué)習(xí)的主動上，智力的開發(fā)上，能力的訓(xùn)練上。第三，在外形方面，是否可以區(qū)別同類產(chǎn)品且區(qū)分出男孩與女孩的不同的外觀設(shè)計(jì)，或者開發(fā)出對外觀進(jìn)行私人定制。

通過問卷對目標(biāo)人群調(diào)研結(jié)果最終顯示，大部分的受訪者對兒童學(xué)習(xí)機(jī)還是抱持著不溫不火的態(tài)度，我們歸結(jié)了一部分原因應(yīng)該來源于市場上的類似產(chǎn)品在現(xiàn)階段無法滿足大眾的需求。此外，還需要在設(shè)計(jì)外表上對小朋友們的喜好再次做一個細(xì)致化的調(diào)查，提高受眾群體對我們產(chǎn)品的接受。以及產(chǎn)品的功能單一，創(chuàng)意性底下，不能滿足孩子拓展知識面的多元化，要打破局限性，改變傳統(tǒng)方式，結(jié)合全息技術(shù)是個很好的選擇。

四、利用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的全息化

教學(xué)內(nèi)容的實(shí)時(shí)化互聯(lián)網(wǎng)上的信息具有實(shí)時(shí)性，知識更新較快，信息技術(shù)可以幫助教師根據(jù)學(xué)生的個體差異需要，提供更為自由的選擇空間，更為便捷的交互渠道，加強(qiáng)了因材施教和個性化教學(xué)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的班級授課的缺陷，結(jié)合學(xué)習(xí)機(jī)使用，可以避免此類問題。

教育內(nèi)容的多元化，利用信息技術(shù)，能夠幫助教師通過互聯(lián)網(wǎng)站等，將學(xué)習(xí)者的課程學(xué)習(xí)內(nèi)容以多媒體課件、超文本、電子郵件交互等方式進(jìn)行集成、加工信息處理，轉(zhuǎn)化為可數(shù)字化的教學(xué)信息資源，使教學(xué)資源達(dá)到共享。使學(xué)生所獲得信息量更為豐富，探索空間更為寬廣，思路更為開闊。

教學(xué)內(nèi)容表現(xiàn)形式多樣化，利用信息技術(shù)把由原來的文本性、線性結(jié)構(gòu)的純紙張形式轉(zhuǎn)換成包含文本、圖形、聲音動畫錄像甚至模擬的三維景象的超鏈接的電子化的結(jié)構(gòu)形式。對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了合理的重組改造，豐富學(xué)生的感官感受和激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、促進(jìn)知識建構(gòu)的同時(shí)。對教學(xué)內(nèi)容的一種結(jié)構(gòu)化動態(tài)化、形象化的表示。

獲取知識方法的轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)課堂教學(xué)中學(xué)生單一的從課堂獲得知識，或是書本。課堂上教師的教授內(nèi)容也比較落后和單一。學(xué)生的思維和創(chuàng)造力受到一定壓制。在數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境中，信息資源的豐富性和共享性，使學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)方式實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)變，從單一、被動的學(xué)習(xí)方式，向多樣化的學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變。使學(xué)生由被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，真正成為學(xué)習(xí)的主人。

五、設(shè)計(jì)與應(yīng)用

當(dāng)普通的學(xué)習(xí)機(jī)結(jié)合立體全息（空氣、水汽）投影技術(shù)，用3D立體呈象投影替換掉普通的二維平面圖片來進(jìn)行科普知識，勢必可以帶來教育方式上的一種革新。

將普通的用文字科普（以地理學(xué)科為例）知識轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合拼圖的圖形和立體影像進(jìn)行講解，讓學(xué)習(xí)知識趣味化。替換掉傳統(tǒng)意義上的使用書籍文字學(xué)習(xí)，將課本書籍?dāng)?shù)字化，沉浸代入式課堂教學(xué)。利用全息投影技術(shù)，將平面文字傳達(dá)的信息可以直觀的放映在孩子面前，具有立體直觀的感受，同時(shí)適時(shí)的加入手勢操作技術(shù)，提高使用體驗(yàn)，將學(xué)習(xí)情景化，增加孩子探索知識興趣的同時(shí)，也提高孩子的自主學(xué)習(xí)能力。對于學(xué)習(xí)者而言，由于信息技術(shù)的介入，不論是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)還是獲取知識的方法、學(xué)習(xí)方式等都得到了根本性的改變，為全息化教育提供了保障。

要實(shí)施教育的全息化，學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的重心不再僅僅放在學(xué)會知識上，而是轉(zhuǎn)到學(xué)會學(xué)習(xí)、掌握方法和培養(yǎng)能力上。幫助學(xué)生對學(xué)習(xí)過程和結(jié)果進(jìn)行評價(jià)，并促進(jìn)評價(jià)的內(nèi)在化。

在教育領(lǐng)域，全息投影技術(shù)可以突破有限的空間，用動態(tài)的、具有時(shí)間性和故事性的虛擬影像將歷史文化展示出來，并使學(xué)生參與體驗(yàn)，寓教于樂。對于提升教師的教學(xué)能力、解決傳統(tǒng)教學(xué)的局限性并發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造性思維也具有巨大潛在的優(yōu)勢。教師可以利用這一新興信息技術(shù)領(lǐng)域的先進(jìn)媒介形式創(chuàng)設(shè)出強(qiáng)啟發(fā)性的教學(xué)情境，學(xué)生則享有思考的自由和學(xué)習(xí)的主動性。學(xué)生的個體差異得到了關(guān)注，師生之間實(shí)現(xiàn)了良好的互動。

六、總結(jié)

現(xiàn)代教育技術(shù)與教育信息化相輔相成、結(jié)合了全息投影技術(shù)，共同促進(jìn)，如果能夠?qū)崿F(xiàn)這兩者的有效組合，那么就能夠真正推動我國教育信息化水平的提升，在教學(xué)實(shí)踐的過程之中，以學(xué)習(xí)機(jī)作為載體，直觀的表達(dá)知識點(diǎn)，提高兒童的學(xué)習(xí)興趣。根據(jù)以上分析的技術(shù)支撐，可以很好的結(jié)合表達(dá)衍生出新的產(chǎn)品，顛覆以往的教學(xué)模式，開啟沉浸式教學(xué)開端，來推動學(xué)生的全方位成長。

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（作者單位：大連交通大學(xué)）