AR技術(shù)在初中信息技術(shù)教學(xué)創(chuàng)新中的應(yīng)用研究

陳雨婷

【摘要】? ? AR（Augmented Reality），即增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，它是一種將虛擬信息與真實(shí)世界巧妙融合的技術(shù)。近年來(lái)，隨著人們生活水平的提高，AR技術(shù)越來(lái)越受到關(guān)注，把AR技術(shù)廣泛應(yīng)用到課堂教學(xué)中，將是未來(lái)教育發(fā)展的必然方向。初中信息技術(shù)課程作為一門(mén)提升學(xué)生信息素養(yǎng)的課程，有必要將AR技術(shù)加入教學(xué)內(nèi)容之中，進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新。

【關(guān)鍵詞】? ? AR? ? 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)? ? 信息技術(shù)? ? 教學(xué)創(chuàng)新

一、理論綜述

AR（Augmented Reality），即增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，它是一種將虛擬信息與真實(shí)世界巧妙融合的技術(shù)，廣泛運(yùn)用了多媒體、三維建模、實(shí)時(shí)跟蹤及注冊(cè)、智能交互、傳感等多種技術(shù)手段，將計(jì)算機(jī)生成的文字、圖像、三維模型、音樂(lè)、視頻等虛擬信息模擬仿真后，應(yīng)用到真實(shí)世界中，兩種信息互為補(bǔ)充，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)世界的“增強(qiáng)” [1]。

近年來(lái)，隨著人們生活水平的提高，AR技術(shù)逐漸走進(jìn)人們的學(xué)習(xí)、生產(chǎn)、生活中，越來(lái)越受到人們的關(guān)注，我國(guó)也開(kāi)始重視AR技術(shù)的研究和應(yīng)用。將AR技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)，其優(yōu)勢(shì)就是將不易觀察的事物或現(xiàn)象通過(guò)虛擬模型在真實(shí)環(huán)境體現(xiàn)出來(lái)，使一些抽象的內(nèi)容形象化，無(wú)法體驗(yàn)的內(nèi)容變得可視化，復(fù)雜的過(guò)程變得簡(jiǎn)單化，解決了傳統(tǒng)教學(xué)中，文字、圖片讀物枯燥、難理解、無(wú)互動(dòng)的問(wèn)題，通過(guò)創(chuàng)設(shè)虛實(shí)結(jié)合的現(xiàn)實(shí)情境，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的互動(dòng)性，學(xué)習(xí)內(nèi)容的趣味性與學(xué)習(xí)對(duì)象的真實(shí)存在感 [2]。

在初中階段已有一些實(shí)踐，如“妙懂初中地理”，它是一款A(yù)R教育軟件，它將所有初中地理知識(shí)難點(diǎn)逐個(gè)轉(zhuǎn)化成淺顯易懂、生動(dòng)有趣的AR或3D等多媒體內(nèi)容，可以給學(xué)生以視覺(jué)沖擊，極大的增加了課堂教學(xué)的互動(dòng)性，可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極主動(dòng)性，進(jìn)而提高課堂教學(xué)效果和效率[3]。

把AR技術(shù)廣泛應(yīng)用到課堂教學(xué)中，將是未來(lái)教育發(fā)展的必然方向[4]。在初中階段的一些學(xué)科中（如地理），AR技術(shù)已有一些實(shí)踐，但卻不廣泛，絕大多數(shù)學(xué)生在使用這項(xiàng)技術(shù)之前、甚至使用之后，對(duì)于AR技術(shù)都是不了解的。初中信息技術(shù)課程以培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)為目標(biāo)，具有文化教育意義;在面向?qū)嶋H應(yīng)用的過(guò)程中，要求學(xué)生掌握信息技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能，關(guān)注前沿技術(shù)，為培養(yǎng)能適應(yīng)信息社會(huì)發(fā)展的創(chuàng)造性人才打下基礎(chǔ)。

故此，在初中信息技術(shù)課堂上，將AR技術(shù)加入教學(xué)內(nèi)容之中，讓學(xué)生了解、學(xué)習(xí)、嘗試運(yùn)用AR技術(shù)，是很有必要的。這可能將為AR技術(shù)在其它學(xué)科教育教學(xué)中的應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、 教學(xué)理念設(shè)計(jì)

“初識(shí)AR”本課體現(xiàn)的信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)是：

1.了解AR的含義、原理及特點(diǎn)，了解AR技術(shù)相關(guān)的應(yīng)用，了解AR技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展、科技進(jìn)步以及個(gè)人生活與學(xué)習(xí)的影響（信息意識(shí)）。

2.能根據(jù)需要，選用數(shù)字化工具開(kāi)展自主或協(xié)作學(xué)習(xí)，創(chuàng)造性地解決問(wèn)題（數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新）。

3.能在網(wǎng)絡(luò)交流中形成對(duì)自己所發(fā)布信息的責(zé)任意識(shí)（信息社會(huì)責(zé)任）。

“初識(shí)AR”本課教學(xué)主要隸屬于信息技術(shù)學(xué)科“信息的加工與表達(dá)”模塊的內(nèi)容：能使用一種信息集成軟件，根據(jù)主題表達(dá)的需要集成文字、圖片等素材，設(shè)計(jì)與創(chuàng)作多媒體作品。對(duì)作品進(jìn)行展示與評(píng)價(jià)，并思考作品所用的各種形式的信息在表達(dá)主題上的效果。

本課的教學(xué)目標(biāo)主要有兩個(gè)：一是讓學(xué)生體驗(yàn)到AR技術(shù)的魅力;二是讓學(xué)生嘗試初步制作一個(gè)AR作品，感受到AR技術(shù)并不是那么遙不可及。

“初識(shí)AR”本課教學(xué)對(duì)象是初中學(xué)生，他們?cè)谛W(xué)時(shí)使用過(guò)“WPS文字”、“WPS演示”軟件制作過(guò)主題文檔和演示文稿，有初步的多媒體作品制作經(jīng)歷。他們對(duì)事物充滿(mǎn)了好奇心，易于接受新技術(shù)。

初一年級(jí)的課程將更進(jìn)一步學(xué)習(xí)應(yīng)用文檔設(shè)計(jì)與制作、演示文稿設(shè)計(jì)與制作，也會(huì)學(xué)習(xí)圖片加工與制作、音視頻加工與制作。

本課可作為對(duì)初一年級(jí)多媒體制作相關(guān)課程的補(bǔ)充。教學(xué)環(huán)境需要：網(wǎng)絡(luò)多媒體教室、“視+AR”平臺(tái)、iPad、多媒體素材。

學(xué)生通過(guò)視頻和實(shí)例，理解AR技術(shù)的含義、原理、特點(diǎn)及發(fā)展。通過(guò)案例欣賞和互動(dòng)體驗(yàn)，了解AR技術(shù)在社會(huì)、生活、學(xué)習(xí)中的一些應(yīng)用實(shí)例和影響，感受AR技術(shù)的魅力。通過(guò)教師演示、自主練習(xí)、小組合作，掌握通過(guò)“視+AR”平臺(tái)的模板創(chuàng)建AR作品的方法與過(guò)程。

三、教學(xué)過(guò)程

教學(xué)環(huán)節(jié)一：情境引課

問(wèn)題引領(lǐng)：教師播放《頭號(hào)玩家》電影片段后，展示VR眼鏡，提問(wèn)：大家知道老師手里的是什么嗎？

生：VR眼鏡

師：VR是什么？

學(xué)生回答，PPT展示：Virtual Reality虛擬現(xiàn)實(shí)

視頻導(dǎo)入：教師播放《鋼鐵俠》片段，問(wèn)：鋼鐵俠戴的是什么眼鏡呢？

生：……

引入課題：它是AR眼鏡，這節(jié)課讓我們一起走近AR吧！

設(shè)計(jì)意圖：層層設(shè)問(wèn)，引入學(xué)習(xí)主題。通過(guò)微視頻，讓學(xué)生進(jìn)入情境。VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）技術(shù)對(duì)于現(xiàn)在的學(xué)生來(lái)說(shuō)已不陌生，在生活中或多或少都有一定的了解，通過(guò)VR引出和它具有一些相似性的本課主題——AR。

教學(xué)環(huán)節(jié)二：新知探究

活動(dòng)1：AR是什么？

教師提問(wèn)：AR的中文含義是（ ）現(xiàn)實(shí)？AR畫(huà)面中（ ）的場(chǎng)景和（ ）的場(chǎng)景同時(shí)存在？在AR中，能“自動(dòng)識(shí)別跟蹤物體”，還是“要手動(dòng)指出”？

學(xué)生活動(dòng)：觀看微視頻并在其中找到以上問(wèn)題的答案，回答問(wèn)題。

教師提問(wèn)：教師展示出5幅場(chǎng)景圖片（包含AR場(chǎng)景和VR場(chǎng)景），提問(wèn)哪些場(chǎng)景是AR場(chǎng)景？

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生帶著問(wèn)題有目的地觀看微視頻，了解AR的含義、原理及特點(diǎn)。以“練一練”找出AR場(chǎng)景的方式，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)AR概念的理解和記憶。

活動(dòng)2：AR離你有多“遠(yuǎn)”？

學(xué)生活動(dòng)：欣賞視頻片段《孫楊打破世界記錄》，得出結(jié)論，AR離我們不遠(yuǎn)，很近。

教師引導(dǎo)：想想看，你們?cè)谏钪泻翁幗佑|過(guò)AR技術(shù)呢？（學(xué)生回答）

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生代表體驗(yàn)AR拍照軟件“Faceu激萌”。

小組活動(dòng)：學(xué)生分小組每人嘗試體驗(yàn)AR學(xué)習(xí)軟件“妙懂初中地理”中的地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)、中國(guó)的地形等AR效果。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)視頻欣賞和AR拍照軟件體驗(yàn)，讓學(xué)生感受到AR距離我們很近。通過(guò)體驗(yàn)AR學(xué)習(xí)軟件，讓每個(gè)學(xué)生親自感受AR效果，體驗(yàn)AR的獨(dú)特魅力，了解AR在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)讓學(xué)生了解到AR的識(shí)別圖概念，為后續(xù)制作AR作品做鋪墊。

教學(xué)環(huán)節(jié)三：小組合作，創(chuàng)建AR作品

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生欣賞之前學(xué)生的AR作品，嘗試用iPad去自己查看效果。

教師演示：教師打開(kāi)iPad上的“視+”APP，輸入邀請(qǐng)碼后，通過(guò)攝像頭掃描識(shí)別圖，AR效果同步投屏并廣播至學(xué)生屏幕，教師介紹素材庫(kù)功能，演示使用模板創(chuàng)建AR作品的制作方法和過(guò)程。

教師引導(dǎo)：同學(xué)們，我們一起來(lái)查看幾則AR 作品模板，我們?cè)囍鴣?lái)分析看看不同的模板適合制作什么類(lèi)型的作品。（學(xué)生回答）教師給出優(yōu)秀AR作品的標(biāo)準(zhǔn)，提醒：在作品最終發(fā)布前，不論最終是否允許推薦作品到熱門(mén)作品，都要對(duì)自己所發(fā)布的信息負(fù)責(zé)任。

小組合作：各組組員分工合作，創(chuàng)建AR 作品，使用iPad查看AR作品效果。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)學(xué)生作品欣賞，了解邀請(qǐng)碼和識(shí)別圖的作用，提升審美情趣，開(kāi)闊思路。通過(guò)了解素材庫(kù)，引導(dǎo)學(xué)生利用素材庫(kù)協(xié)同工作，完成小組任務(wù)。通過(guò)模板分析，引導(dǎo)學(xué)生選擇合適的模板更好地表達(dá)主題。通過(guò)教師演示和小組合作，掌握使用“視+AR”平臺(tái)的模板創(chuàng)建AR作品的方法。在作品創(chuàng)建和發(fā)布過(guò)程中，教師引導(dǎo)學(xué)生承擔(dān)信息責(zé)任，對(duì)作品負(fù)責(zé)，自覺(jué)維護(hù)健康正能量的信息環(huán)境。

學(xué)生活動(dòng)：每個(gè)小組的代表展示和闡述每組的作品。全體學(xué)生投票，評(píng)選出最佳小組作品。

設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力。通過(guò)欣賞其它小組創(chuàng)建的作品，提升學(xué)生的審美，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)散思維，取長(zhǎng)補(bǔ)短。

教學(xué)環(huán)節(jié)四：總結(jié)與提升

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生觀看AR技術(shù)的最新發(fā)展情況視頻《國(guó)內(nèi)首例AR手術(shù)在西安完成》、《武漢成為全球首個(gè)AR城市》，對(duì)AR技術(shù)作思考和暢想。

教師總結(jié)：本課學(xué)習(xí)情況。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生了解AR技術(shù)的發(fā)展及前景，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)于信息技術(shù)創(chuàng)新所產(chǎn)生的新觀念和新事物，具有積極學(xué)習(xí)的態(tài)度、理性判斷和負(fù)責(zé)行動(dòng)的能力。

四、 教學(xué)反思

在初中信息技術(shù)課堂上，應(yīng)用AR技術(shù)可以塑造多維空間的場(chǎng)景，學(xué)生不再是簡(jiǎn)單地聽(tīng)老師講課，還實(shí)現(xiàn)了多感官結(jié)合。

在對(duì)學(xué)生的教育中，應(yīng)用AR技術(shù)需要做好課程資源建設(shè)工作，軟件設(shè)施和硬件設(shè)施都要齊備，更重要的是要帶動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和探索知識(shí)，把握住知識(shí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。這對(duì)教師的專(zhuān)業(yè)技術(shù)能力提出了更高的要求，能夠根據(jù)教學(xué)對(duì)AR技術(shù)合理運(yùn)用，才能獲得良好的教學(xué)效果，教師使用AR技術(shù)，信息技術(shù)應(yīng)用能力得到提高，對(duì)于推動(dòng)信息技術(shù)與教學(xué)的深度融合，起到了重要的作用，所以教師要注重自身能力的培養(yǎng)，滿(mǎn)足新技術(shù)新媒體環(huán)境下的教學(xué)要求。

AR技術(shù)的發(fā)展及前景會(huì)越來(lái)越廣闊，它不單單是教學(xué)工具，更會(huì)結(jié)合VR技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)形成一種新型的教學(xué)模式和教學(xué)方法。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]徐子譯，崔虹云. 國(guó)內(nèi)外增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在教學(xué)領(lǐng)域的現(xiàn)狀分析[J]. 廣東化工， 2019，v.46;No.399（13）：211-212.

[2]曾曉亮，邱潔. 試論VR與AR技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用策略[J]. 計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通，2020，（06）：181+184.

[3]劉秀娟，梁立鋒，米小建. AR技術(shù)在地理教學(xué)中的應(yīng)用初探——以“地球的運(yùn)動(dòng)”為例[J]. 教育教學(xué)論壇，2020，No.459（13）：250-251.

[4]丁海燕. “妙懂初中地理”驅(qū)動(dòng)地理教學(xué)創(chuàng)新的實(shí)踐研究——以“中國(guó)的地形”為例[J]. 中學(xué)教學(xué)參考，2020，No.409（13）：87-89.