巧用AR技術(shù)　靈動課堂教學(xué)

摘 要：基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的交互手段給幼兒園教學(xué)現(xiàn)場提供了新的教學(xué)方式，AR技術(shù)的整合給每個(gè)幼兒營造一個(gè)更為獨(dú)立的學(xué)習(xí)環(huán)境，幫助幼兒發(fā)現(xiàn)其自身在知識結(jié)構(gòu)中的不足，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)幼兒的自主學(xué)習(xí)，更能與傳統(tǒng)意義上的教學(xué)環(huán)境相融合。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)上的應(yīng)用，拓寬了教育技術(shù)應(yīng)用研究的渠道，豐富了技術(shù)支持的教育應(yīng)用的內(nèi)涵，使研究更加具體化，更有針對性。本文以AR技術(shù)應(yīng)用課例為背景，介紹AR技術(shù)是如何在教學(xué)活動中應(yīng)用的，再從虛實(shí)互動、實(shí)景呈現(xiàn)交互式學(xué)習(xí)、多樣實(shí)操自主學(xué)習(xí)與幼兒園科學(xué)活動深度融合三個(gè)方面，具體闡述幼兒園智慧課堂在AR技術(shù)的應(yīng)用下的生動與有效，吸引幼兒參與到教學(xué)中，以互動的方式探查、研究獲得更深層次的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，真正實(shí)現(xiàn)多元化的自主學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：AR技術(shù);幼兒園;課堂教學(xué);應(yīng)用

Augmented Reality，簡稱AR，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，也被稱為混合現(xiàn)實(shí)。它通過電腦技術(shù)，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)地疊加到了同一個(gè)畫面或空間同時(shí)存在?；谠鰪?qiáng)現(xiàn)實(shí)的交互手段給幼兒園教學(xué)現(xiàn)場提供了新的教學(xué)方式，AR技術(shù)在教學(xué)中的整合給幼兒營造一個(gè)“將不可能變成可能”的充滿驚喜和新奇的學(xué)習(xí)環(huán)境，能夠模擬“實(shí)物再現(xiàn)眼前”的效果支持幼兒的自主探索，而不局限在圖片、視頻等事物觀察的平面圖文。不僅能夠?qū)崿F(xiàn)幼兒的自主學(xué)習(xí)，更能與傳統(tǒng)意義上的教學(xué)環(huán)境相融合，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程中不同環(huán)境的無縫切換，推動教學(xué)過程在不同的技術(shù)層面間構(gòu)建起一個(gè)完整的體系。

AR技術(shù)如何有效應(yīng)用于幼兒園教學(xué)活動？對于3～6歲的幼兒，在學(xué)習(xí)探索中以直接形象思維為主，善于在與材料、環(huán)境互動中獲取知識，積累經(jīng)驗(yàn)。帶著思考和探索，我們尋找教學(xué)素材，設(shè)計(jì)、開展豐富的教學(xué)活動，在實(shí)踐中探求新方法，開辟幼兒園教學(xué)新視野。借助課例幼兒園大班科學(xué)活動《恐龍世界》，談?wù)勅绾螌R技術(shù)巧妙地運(yùn)用于幼兒園教學(xué)活動，靈動課堂的同時(shí)，激發(fā)幼兒的探索欲望，擴(kuò)展幼兒的知識經(jīng)驗(yàn)。

一、 AR技術(shù)在課例中的應(yīng)用設(shè)計(jì)

（一）動態(tài)呈現(xiàn)AR實(shí)境，激發(fā)幼兒參與活動興趣

在活動一開始，教師提出“你們都認(rèn)識哪些恐龍？有一只暴龍寶寶要來到我們的現(xiàn)場，它可是會真的出現(xiàn)在我們的教室里，它在尋找什么呢？我們一起來看看?！彪S后，教師用手機(jī)運(yùn)行iCarltonAR App，運(yùn)用希沃授課助手投屏至大屏幕，屏幕中出現(xiàn)了活動室、暴龍、幼兒的虛實(shí)合體，教師操作畫面的角度，“一只能隨意走動到幼兒面前與之互動的暴龍”在畫面中與幼兒“虛擬接觸”，孩子們驚呼“是真的暴龍啊，來我的身邊……”一時(shí)起，幼兒進(jìn)入與暴龍互動談話的好奇與興奮之中。

（二）借助AR實(shí)境互動，引導(dǎo)幼兒觀察暴龍和迅猛龍的外形特征

在“觀察暴龍及迅猛龍的外形特征”的環(huán)節(jié)中，教師改變傳統(tǒng)的圖片觀察、視頻觀察的方式，用AR技術(shù)實(shí)現(xiàn)“實(shí)境互動”。教師用手機(jī)運(yùn)行iCarltonAR App，運(yùn)用希沃授課助手投屏至大屏幕，鼓勵幼兒主動提出想要觀察的局部，教師操作設(shè)備在大屏幕上呈現(xiàn)那個(gè)部位，滿足幼兒的自主觀察，并能隨時(shí)切換角度或者放大縮小，在互動觀察、討論探究的基礎(chǔ)上，激發(fā)幼兒大膽表述自己的發(fā)現(xiàn)與猜想，激發(fā)幼兒繼續(xù)深入探究的動力與熱情。

（三）融入AR實(shí)境與劍龍互動拍照，激發(fā)幼兒持續(xù)探究的好奇心

在活動的最后環(huán)節(jié)，教師用手機(jī)運(yùn)行iCarltonAR App，運(yùn)用希沃授課助手投屏至大屏幕，引導(dǎo)幼兒觀察劍龍，用iCarltonAR App中的拍照功能組織幼兒與“劍龍”合影，從而激發(fā)幼兒繼續(xù)探究的興趣。在一張張幼兒與恐龍各種互動的合影中，非常逼真地創(chuàng)建了一個(gè)虛擬“恐龍”與真實(shí)幼兒互動游戲的畫面，給幼兒帶來非常不一樣的探究體驗(yàn)，為各自繼續(xù)探究有關(guān)恐龍的知識提供了一定的興趣支持。

二、 AR技術(shù)在教學(xué)應(yīng)用中的融合創(chuàng)新

（一）虛實(shí)互動助力個(gè)性化環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，有效激發(fā)求知興趣

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（簡稱AR）支持虛擬情境與現(xiàn)實(shí)實(shí)景的有效重疊，制造富有沖擊的視覺效果，有效激發(fā)幼兒的求知興趣。AR技術(shù)將虛擬對象準(zhǔn)確的“放置”在真實(shí)環(huán)境中，讓使用者處于一種融合環(huán)境中，使用者所感知到的只是一個(gè)真實(shí)和虛擬相融合的唯一存在的世界，并能與之交互。它主要有三個(gè)特點(diǎn)：虛實(shí)融合、實(shí)時(shí)交互、三維跟蹤（即三維空間中定位增添虛擬物體）。

基于AR技術(shù)的呈現(xiàn)特點(diǎn)，巧妙設(shè)計(jì)導(dǎo)入環(huán)節(jié)。區(qū)別于傳統(tǒng)的導(dǎo)入活動方式（例如：談話導(dǎo)入、情境導(dǎo)入等等），教師將導(dǎo)入環(huán)節(jié)一改常態(tài)，借助AR技術(shù)，在設(shè)疑、猜測的情景中，引領(lǐng)幼兒走進(jìn)探索世界，抓住視角，設(shè)置懸念，為探索活動埋下伏筆。例如：幼兒園大班科學(xué)活動《恐龍世界》，教師精心設(shè)計(jì)引題環(huán)節(jié)，以觀看“教師與恐龍互動視頻”導(dǎo)入活動，在視頻中，龐大、動態(tài)的恐龍?jiān)谟變簣@操場上出現(xiàn)，現(xiàn)實(shí)實(shí)景中的教師，遇到了虛擬情境的“恐龍”，這種特別的開場模式、神奇的經(jīng)歷立刻吸引孩子，“施老師，你是怎樣遇到恐龍的？太神奇了！”“為什么恐龍會出現(xiàn)在我們學(xué)校？”“這是什么恐龍？”……

利用虛擬情境與現(xiàn)實(shí)場景互動，借助錄頻功能，巧妙設(shè)計(jì)應(yīng)用場景，有效激發(fā)幼兒的求知欲，為后面的活動埋下伏筆。

（二）實(shí)境呈現(xiàn)豐富交互式學(xué)習(xí)新體驗(yàn)，改變觀察方法提升實(shí)效

在幼兒園增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用的教學(xué)環(huán)境之下，思考“如何借助AR技術(shù)，引領(lǐng)幼兒開展有效觀察？”，我們應(yīng)該尊重幼兒的生理發(fā)展特點(diǎn)，遵循幼兒直觀形象的自然學(xué)習(xí)規(guī)律，根據(jù)幼兒的需求和教學(xué)內(nèi)容適宜的連接點(diǎn)展開AR技術(shù)的應(yīng)用與學(xué)習(xí)。

借助AR技術(shù)，系統(tǒng)、自由的呈現(xiàn)被觀察物。在課例《恐龍世界》中，我們借助AR技術(shù)3D實(shí)境呈現(xiàn)特點(diǎn)，使遙遠(yuǎn)抽象的恐龍?zhí)剿髯兊谜鎸?shí)生動，教師在手機(jī)上安裝并運(yùn)行iCarltonAR，運(yùn)用希沃授課助手投屏到大屏幕，呈現(xiàn)3D實(shí)鏡，引導(dǎo)幼兒自主觀察恐龍的主要特征，個(gè)性化地表達(dá)自己的發(fā)現(xiàn)。通過移動行動裝置，可以超近距離、放大細(xì)節(jié)、360度自由觀察欣賞整只恐龍，角度可隨孩子的關(guān)注點(diǎn)而暫停、調(diào)轉(zhuǎn)，帶給學(xué)習(xí)者沉浸式的直觀體驗(yàn)，提高學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)學(xué)習(xí)知識。

適時(shí)引導(dǎo)，提升觀察經(jīng)驗(yàn)。剛開始情緒高漲的幼兒，觀察顯得零散、無序且混亂，“往上一點(diǎn)，我看到它的前肢了”“往后、再往后，我看到它的尾巴了”“我想看看它的頭”“我想看看的它的趾爪”……;在首次觀察后，教師適時(shí)引導(dǎo)幼兒調(diào)整觀察方式，“孩子們，剛才的觀察有些零亂，其實(shí)我們在觀察物體時(shí)，可以進(jìn)行有序觀察，例如從上往下，或者由前往后，有序的觀察能幫助我們看得更仔細(xì)，這樣會帶給我們更多發(fā)現(xiàn)哦！”通過教師的引導(dǎo)，幼兒開始有序觀察，在觀察中講述自己的發(fā)現(xiàn)，并能將兩次觀察結(jié)果進(jìn)行歸納對比，有效借助3D實(shí)境，適時(shí)提升幼兒觀察能力。

巧用課件，引發(fā)猜想解惑。教師運(yùn)用希沃白板5制作課件，應(yīng)用思維導(dǎo)圖，蒙層，放大鏡，聚光燈等功能，引導(dǎo)孩子歸納對比，建構(gòu)系統(tǒng)的知識體系，在觀察中設(shè)問，在疑惑中尋找答案，在傾聽中獲取知識經(jīng)驗(yàn)，在探究中驗(yàn)證猜測，逐步引領(lǐng)幼兒揭開謎團(tuán)，逐層解惑，激發(fā)幼兒探索的興趣，從而促進(jìn)幼兒觀察能力、傾聽能力、表達(dá)能力的發(fā)展。

（三）多樣實(shí)操支持自主學(xué)習(xí)，精準(zhǔn)解惑豐富經(jīng)驗(yàn)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持沉浸學(xué)習(xí)和移動學(xué)習(xí)，這是它與傳統(tǒng)教學(xué)手段的最大區(qū)別。將技術(shù)整合到正式學(xué)習(xí)環(huán)境中，能夠?qū)崿F(xiàn)課程的數(shù)字化學(xué)習(xí)，可以將課程學(xué)習(xí)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)資源，實(shí)現(xiàn)資源共享;能夠提供界面友好、形象直觀、虛實(shí)結(jié)合的學(xué)習(xí)環(huán)境，有利于激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，置身其中，幼兒可以從多個(gè)方面參與學(xué)習(xí)活動。

利用AR技術(shù)帶給我們虛擬情境，如何推動幼兒進(jìn)一步深入了解？如何滿足幼兒的探索需求？技術(shù)的運(yùn)用，能否不同程度地滿足幼兒的需求？如何彌補(bǔ)技術(shù)所不能達(dá)到的部分缺失？帶著這些思考，我們探索、研究、實(shí)踐，運(yùn)用多種操作方式滿足幼兒的不同求知需求。

操縱模式多樣，滿足幼兒探索需求。在引導(dǎo)幼兒觀察后，通過多樣的實(shí)操方式，逐步引領(lǐng)幼兒解惑，拓展知識經(jīng)驗(yàn)。幼兒可自主運(yùn)行iCarltonAR，單龍模式下，遙控恐龍自由行走于現(xiàn)實(shí)情境，帶給孩子驚奇的游戲體驗(yàn);雙龍模式下可自主設(shè)置恐龍進(jìn)行互斗，觀察不同種類恐龍的捕食、攻擊方式，將知識經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化遷移到游戲中，提升關(guān)于恐龍的知識結(jié)構(gòu)。

自主操作軟件，多維觀察獲取經(jīng)驗(yàn)。運(yùn)行iCarltonAR，開啟“真龍模式”，在操作中觀察、對比、歸納，獲取知識經(jīng)驗(yàn)。轉(zhuǎn)變操作角度，改變觀察視角，推動鏡頭，獲取不同感受，滿足幼兒好奇心，支持多角度重復(fù)操作，探尋答案、驗(yàn)證猜想，學(xué)習(xí)過程中的交互性強(qiáng)，有助于提高幼兒動手實(shí)踐的能力。

拍照互動，續(xù)存探究欲望。AR技術(shù)的App中，往往都具有“拍照”“實(shí)時(shí)保存/上傳”功能，支持幼兒隨時(shí)更換拍照素材（即可選擇不同種類的恐龍等），隨意轉(zhuǎn)換實(shí)時(shí)場景，幼兒對此功能樂此不疲，在活動中，他們不斷對比拍照結(jié)果，樂于與同伴分享拍照結(jié)果，實(shí)時(shí)推廣拍照經(jīng)驗(yàn)，對每個(gè)新活動都充滿期待。

AR技術(shù)的交互手段使幼兒園教學(xué)現(xiàn)場更加靈動，知識越來越具有交互性、流動性和情境性。融入增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)后，以圖片、視頻、動畫等多種方式表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，更直觀更易懂。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)特有的互動體驗(yàn)，讓幼兒用眼看、用耳聽、動手做、用腦想，真正實(shí)現(xiàn)多元化教育。

在當(dāng)今數(shù)字化的時(shí)代，市面AR產(chǎn)品種類眾多，適合幼兒園教學(xué)的素材豐富多樣，但也需要根據(jù)教學(xué)需要進(jìn)行篩選運(yùn)用，開發(fā)AR產(chǎn)品中的知識鏈接和可整合的元素與教學(xué)目標(biāo)有機(jī)地融合，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有產(chǎn)品為教學(xué)服務(wù)?；蛘吒鶕?jù)教學(xué)需要利用簡單的AR軟件或App，在美術(shù)活動的作品展示環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)繪畫作品與虛擬情境的融合，把幼兒繪畫的“汽車”摳圖出來，在虛擬的“馬路上賽車”，滿足幼兒將作品實(shí)現(xiàn)動畫的成就感體驗(yàn)。諸如此類，在幼兒園其他領(lǐng)域活動的教學(xué)中也是可以靈活應(yīng)用的。巧妙使用AR技術(shù)使教學(xué)現(xiàn)場更加靈動，給予幼兒不同體驗(yàn)，從而促進(jìn)幼兒較高層次能力的提升，獲取知識經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，讓幼兒獲得全面的發(fā)展。我們將通過繼續(xù)研究，探索幼兒園AR教育應(yīng)用教學(xué)模式和AR環(huán)境的設(shè)計(jì)原則，為新型的虛實(shí)融合學(xué)習(xí)環(huán)境提供指導(dǎo)。融入增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，吸引幼兒參與到教學(xué)中，以互動的方式探查、研究獲得更深層次的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，從而真正實(shí)現(xiàn)多元化的自主學(xué)習(xí)。

作者簡介：

施艷琳，福建省福安市，福建省福安市第二實(shí)驗(yàn)幼兒園。

本文系福建省電化教育館2018年度教育信息技術(shù)研究課題《AR技術(shù)與幼兒園教學(xué)深度融合的實(shí)踐研究》（課題立項(xiàng)號FJDJ1820）的課題研究階段成果。