科技與美的邂逅
——小學(xué)AR美術(shù)教學(xué)初探

□南京市金陵中學(xué)浦口分校 劉欣竹

小學(xué)低年級(jí)學(xué)生大部分對(duì)美好的藝術(shù)都有強(qiáng)烈的興趣，在傳統(tǒng)的美術(shù)課堂中，學(xué)生與藝術(shù)作品之間還有一定的距離，僅停留于對(duì)藝術(shù)作品的平面欣賞，這樣的局限性尤其體現(xiàn)在立體的藝術(shù)作品欣賞中，如對(duì)雕塑與工藝品的欣賞，學(xué)生很難對(duì)作品進(jìn)行立體的感知。在小學(xué)低年級(jí)的美術(shù)教學(xué)中，由于低年級(jí)小學(xué)生注意力較為低下，一線美術(shù)教師一直以來(lái)使用的情境創(chuàng)設(shè)等教學(xué)方式雖能夠吸引小學(xué)生注意力，但利用音視頻等多媒體形式創(chuàng)設(shè)的情境所營(yíng)造的真實(shí)感與沉浸感有限，學(xué)生的注意力難以長(zhǎng)時(shí)間保持。如今，科技化席卷全球，新時(shí)代的孩子正在接受更多數(shù)字化、智能化、多樣化的交互式學(xué)習(xí)體驗(yàn)，AR 技術(shù)作為一種新技術(shù)能讓學(xué)生近距離感受藝術(shù)作品的內(nèi)容、色彩與質(zhì)感，使美術(shù)教學(xué)更加直觀，加強(qiáng)美術(shù)學(xué)習(xí)活動(dòng)的綜合性和探索性，提高審美品位和審美能力。AR 技術(shù)在課堂情境創(chuàng)設(shè)中的運(yùn)用能增加教學(xué)情境的真實(shí)感，從而提升學(xué)生的課堂專(zhuān)注度，使學(xué)生在積極的情感體驗(yàn)中發(fā)展觀察能力、想象能力和創(chuàng)造能力，形成創(chuàng)造美好生活的愿望和能力。筆者作為小學(xué)美術(shù)教師，希望通過(guò)實(shí)踐探索小學(xué)低年級(jí)美術(shù)教學(xué)中AR 技術(shù)的運(yùn)用，讓科技助力美的教育。

一、AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）技術(shù)的教育優(yōu)勢(shì)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Augmented Reality）是一種通過(guò)計(jì)算，運(yùn)用圖像、視頻、3D 模型等真實(shí)世界信息和虛擬世界信息實(shí)時(shí)地進(jìn)行“無(wú)縫”集成的新技術(shù)，使人能感知原本在現(xiàn)實(shí)生活中受時(shí)空限制而無(wú)法體驗(yàn)到的實(shí)體信息，例如，視覺(jué)信息、聲音、味道、觸覺(jué)等，從而獲得超越現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)。相比虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，AR技術(shù)不僅能讓用戶(hù)看到現(xiàn)實(shí)世界，還能將虛擬對(duì)象疊加于真實(shí)環(huán)境中，例如，圖片、文字、視頻和動(dòng)畫(huà)等，實(shí)現(xiàn)了使用者、真實(shí)對(duì)象與虛擬對(duì)象之間的即時(shí)交互，這為人們創(chuàng)造了認(rèn)知周?chē)挛锊⑴c之互動(dòng)的全新方式。雖然基于AR 技術(shù)的虛擬學(xué)習(xí)在教育領(lǐng)域是一個(gè)新生事物，但它在教育領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)是非常突出的，主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。

（一）抽象學(xué)習(xí)內(nèi)容可視化、形象化，提高學(xué)習(xí)效率

通過(guò)AR 技術(shù)，學(xué)習(xí)者可利用虛擬創(chuàng)建的3D 模型，使抽象的學(xué)習(xí)內(nèi)容形象化，幫助學(xué)習(xí)者理解一些抽象的概念，同時(shí)打破學(xué)習(xí)環(huán)境的局限性。例如，磁場(chǎng)是一種看不見(jiàn)、摸不著但卻客觀存在的現(xiàn)象。Cai，Chiang，Sun，Lin，Lee 利用 AR 技術(shù)和 Kinect 設(shè)備，將初中物理中教授的磁場(chǎng)與磁感線可視化、形象化，制作了一款體感教學(xué)軟件，學(xué)習(xí)者通過(guò)手勢(shì)可以與磁場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的自然交互。研究結(jié)果表明，這款基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的體感教學(xué)軟件，能有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)興趣。

（二）情境式學(xué)習(xí)，提升直覺(jué)和專(zhuān)注度

AR 技術(shù)為學(xué)生提供的基于現(xiàn)實(shí)環(huán)境的多形式虛擬數(shù)字內(nèi)容，例如，音頻、3D 立體動(dòng)畫(huà)等，不僅為學(xué)生提供虛實(shí)結(jié)合的情景式學(xué)習(xí)環(huán)境，這種沉浸式的學(xué)習(xí)能有效集中學(xué)生的注意力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)專(zhuān)注度，并能激活學(xué)習(xí)者在體驗(yàn)中的直覺(jué)反應(yīng)。學(xué)習(xí)者在AR 虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中擁有更多的控制權(quán)，這樣既符合皮亞杰“把實(shí)驗(yàn)室搬到課堂中去”的設(shè)想與實(shí)踐，又符合建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論中“學(xué)習(xí)是一種真實(shí)情境的體驗(yàn)”。

（三）自然方式交互，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)與直觀體驗(yàn)

行為主義教育理論認(rèn)為學(xué)習(xí)是刺激與反應(yīng)（S-R）的聯(lián)結(jié)，由刺激得到反應(yīng)而完成學(xué)習(xí)。在利用AR 技術(shù)學(xué)習(xí)的過(guò)程中，學(xué)習(xí)者與AR 虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行自然的交互，根據(jù)迅速得到的反饋結(jié)果決定下一步的操作，學(xué)生在體驗(yàn)了玩游戲的臨場(chǎng)感的同時(shí)，也建立了知識(shí)和反應(yīng)之間的鏈接。這不僅增強(qiáng)了學(xué)生動(dòng)手操作能力，也提升了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和體驗(yàn)，推動(dòng)學(xué)習(xí)者在自主探究中進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

（四）正式學(xué)習(xí)與非正式學(xué)習(xí)結(jié)合，連接知識(shí)與生活

AR 技術(shù)與移動(dòng)設(shè)備技術(shù)結(jié)合后還能被很好地應(yīng)用于非正式學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)習(xí)者得以將在學(xué)校中學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于社會(huì)活動(dòng)當(dāng)中，更好地將學(xué)習(xí)生活與社會(huì)生活聯(lián)系在一起。AR 技術(shù)虛擬學(xué)習(xí)的這一特點(diǎn)，正與美國(guó)實(shí)用主義教育家杜威的學(xué)生陶行知先生曾提出的“生活即教育，教育即生活”的教育觀相契合。

二、小學(xué)低段美術(shù)教學(xué)運(yùn)用AR技術(shù)可能性的探討

小學(xué)低年級(jí)（1～2 年級(jí)）學(xué)生的感知帶有明顯的無(wú)意性、隨意性與情緒性，感知活動(dòng)通常受興趣控制，而很少受目的控制。同時(shí)，6～8 歲兒童的注意以無(wú)意注意為主，有意注意正在發(fā)展當(dāng)中，還不完善。他們的想象力通常建立在表象的基礎(chǔ)上，情境性較強(qiáng)，目的性較差；思維以形象思維為主，并且離不開(kāi)具體形象的幫助，很難掌握較抽象的概念。

美術(shù)學(xué)習(xí)活動(dòng)要根據(jù)學(xué)生的身心發(fā)展水平，分學(xué)段設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)。根據(jù)以上低年級(jí)學(xué)生的感知特點(diǎn)，《義務(wù)教育美術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011 年版）》中針對(duì)第一學(xué)段學(xué)生提出：對(duì)低年級(jí)學(xué)生應(yīng)以游戲、觀察與體驗(yàn)等多種形式開(kāi)展，鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手嘗試多種美術(shù)媒材，引發(fā)豐富的想象，大膽、自由地表達(dá)自己的觀察、感受和想象，激發(fā)學(xué)生對(duì)美術(shù)創(chuàng)作與欣賞的興趣。傳統(tǒng)的美術(shù)教學(xué)通過(guò)教師情境式或游戲化的教學(xué)環(huán)節(jié)、與學(xué)生之間的互動(dòng)交流、投影儀或板書(shū)示范等手段，可以使學(xué)生積極參與到學(xué)習(xí)中，激發(fā)學(xué)生對(duì)美術(shù)學(xué)科的興趣。而借助AR 技術(shù)，教師與學(xué)生雖身處于教室，但獲取的教學(xué)資源卻被極大豐富了，美術(shù)教學(xué)的可能性也得以拓寬，學(xué)生在更加真實(shí)的感知中積累對(duì)美術(shù)作品的視覺(jué)經(jīng)驗(yàn)，美術(shù)課程的視覺(jué)性、實(shí)踐性、人文性和愉悅性得以凸顯。

（一）借助AR 技術(shù)，學(xué)生得以全方位參與觀察與創(chuàng)造

在小學(xué)低段美術(shù)教學(xué)的“造型與表現(xiàn)”領(lǐng)域，學(xué)生通過(guò)看看、畫(huà)畫(huà)、做做等方法表現(xiàn)所見(jiàn)所聞、所感所想，體驗(yàn)造型活動(dòng)的樂(lè)趣。囿于教學(xué)資源呈現(xiàn)的方式有限，傳統(tǒng)的美術(shù)教學(xué)通常采用幻燈片、照片或?qū)嵨镎故镜姆绞焦W(xué)生觀察，以了解繪畫(huà)對(duì)象的形狀和色彩。由于班級(jí)人數(shù)較多，無(wú)法使每一個(gè)學(xué)生都觀察到他想觀察的角度。而基于AR 技術(shù)的美術(shù)教學(xué)，則可以直接將個(gè)性化的繪畫(huà)對(duì)象以虛擬3D模型的形式呈現(xiàn)在每一個(gè)學(xué)生的面前，供學(xué)生全方位地觀察；還可以使學(xué)生在觀察的同時(shí)，自由地在虛擬3D 模型上進(jìn)行描繪與塑造。這不僅能有效地提升學(xué)生的觀察力與參與度，強(qiáng)化學(xué)生的直觀體驗(yàn)，也能體現(xiàn)義務(wù)教育美術(shù)課程“面向全體學(xué)生”的基本理念。

（二）運(yùn)用AR 技術(shù)增強(qiáng)情境式教學(xué)的沉浸感

低段美術(shù)教學(xué)中經(jīng)常采用情境式美術(shù)教學(xué)，運(yùn)用視頻動(dòng)畫(huà)、圖片、音樂(lè)與教師表現(xiàn)相結(jié)合的方式，將學(xué)生帶入一個(gè)預(yù)設(shè)的情境中，吸引學(xué)生的注意力，再引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、積極探索。而AR 技術(shù)的融入，可以為情境式美術(shù)教學(xué)提供具有真實(shí)感與沉浸感的情境效果，學(xué)生可以以哈利·波特的魔法書(shū)為靈感，制作相應(yīng)的動(dòng)態(tài)繪本；還可以將世界名畫(huà)制作成虛擬3D 的環(huán)境，由此得以獲得沉浸式的欣賞體驗(yàn)，更易激發(fā)學(xué)生對(duì)名畫(huà)的感受與理解。對(duì)6～8 歲的兒童，注意力的保持時(shí)間大約在20 分鐘左右，具有沉浸感的AR 情境式教學(xué)，能夠極大提高學(xué)生的注意力，并激發(fā)學(xué)生對(duì)美術(shù)世界的興趣。

（三）憑借AR 技術(shù)實(shí)現(xiàn)師生實(shí)時(shí)交互與個(gè)性化反饋

一、二年級(jí)學(xué)生對(duì)美術(shù)教學(xué)中的游戲通常都有著濃厚的興趣，在游戲過(guò)程中，學(xué)生與教師、學(xué)生與學(xué)生之間的互動(dòng)是推動(dòng)學(xué)生在游戲中發(fā)展認(rèn)知的一大動(dòng)力。傳統(tǒng)美術(shù)教學(xué)的互動(dòng)方式較為單一，主要為師生問(wèn)答和小組討論。在基于AR 技術(shù)的美術(shù)教學(xué)中，學(xué)生與教師、學(xué)生與學(xué)生則可以在數(shù)字設(shè)備上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的交互，教師還可以在備課時(shí)對(duì)虛擬3D 對(duì)象的交互性質(zhì)進(jìn)行修改，使學(xué)生在做出不同的動(dòng)作時(shí)，及時(shí)地獲得來(lái)自教師個(gè)性化的反饋與評(píng)價(jià)。

（四）利用AR 移動(dòng)學(xué)習(xí)拓寬美術(shù)學(xué)習(xí)環(huán)境

小學(xué)低段美術(shù)教學(xué)注重學(xué)生對(duì)文化與生活的關(guān)注，美術(shù)教育不應(yīng)該局限于教室，應(yīng)拓寬至學(xué)校、家庭與社會(huì)。傳統(tǒng)的小學(xué)美術(shù)教學(xué)對(duì)社會(huì)生活的關(guān)注通常停留在課堂上的交流中，而擁有AR 技術(shù)支持的移動(dòng)學(xué)習(xí)，則會(huì)極大豐富學(xué)生了解人類(lèi)社會(huì)文化的教育機(jī)會(huì)，學(xué)生在課堂之外的廣闊天地（例如，校園、博物館、科技館、街道等地點(diǎn)）里，可以運(yùn)用AR 數(shù)字移動(dòng)設(shè)備，完成教師布置的探索任務(wù)或自我探索，并能獲得教師的及時(shí)反饋。這在增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的同時(shí)，也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

三、融合AR 技術(shù)的小學(xué)美術(shù)教學(xué)應(yīng)用實(shí)例

本文介紹的三個(gè)應(yīng)用實(shí)例來(lái)源國(guó)內(nèi)外團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的在兒童美術(shù)教育領(lǐng)域下基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境的實(shí)證研究和筆者本人將AR 技術(shù)付諸低段美術(shù)教學(xué)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。期望通過(guò)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用實(shí)例的介紹與教育技術(shù)研究工作者共同探討AR 技術(shù)與兒童美術(shù)教育的深度融合應(yīng)用。

（一）基于colARmix 軟件的小學(xué)美術(shù)課堂：“填色游戲”

寧夏大學(xué)的路玲玉老師在借鑒迪克·凱瑞（W.Dick &L.Carey）教學(xué)設(shè)計(jì)模型的基礎(chǔ)上，以西夏區(qū)第十小學(xué)二年級(jí)學(xué)生作為研究對(duì)象，借助AR 技術(shù)，教授人教版美術(shù)教材二年級(jí)上冊(cè)的“填色游戲”一課。教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，自由地完成傳統(tǒng)的填色活動(dòng)，再將自己的作品通過(guò)colARmix 軟件制作成疊于現(xiàn)實(shí)環(huán)境之上的3D 動(dòng)畫(huà)效果，并與教師、其他學(xué)生交流對(duì)各個(gè)3D 作品的感受與評(píng)價(jià)。在該實(shí)例中，教師將AR 技術(shù)融入美術(shù)課堂的“展示與評(píng)價(jià)”階段，豐富了學(xué)生視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)上的體驗(yàn)，新穎的方式也引起了學(xué)生極大的關(guān)注，在對(duì)學(xué)生作品進(jìn)行3D動(dòng)畫(huà)演示時(shí)，學(xué)生的積極性有了顯著性的提高。

（二）AR 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)繪本：《魔法學(xué)院系列——AR 神奇繪本》

6～8 歲的學(xué)生大多喜愛(ài)形象化的繪本讀物，加入了AR 技術(shù)的傳統(tǒng)紙媒，必將給學(xué)生的童年帶來(lái)新的幻想空間和可能性。由濟(jì)南出版社出版的《魔法學(xué)院系列——AR 神奇繪本》，是將AR 技術(shù)與兒童紙質(zhì)繪本相結(jié)合的完美產(chǎn)物。這本4D 互動(dòng)立體填色繪本結(jié)合了AR 技術(shù)，兒童在繪本中的涂鴉繪畫(huà)作品可以立即變?yōu)樘黾埫娴?D 立體動(dòng)畫(huà)，有聲、有色、能互動(dòng)，集視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)多感體驗(yàn)于一身，觸發(fā)了兒童無(wú)限的藝術(shù)靈感。相較于傳統(tǒng)紙質(zhì)繪本，4D 互動(dòng)立體的繪本使兒童變“被動(dòng)教育”為“主動(dòng)學(xué)習(xí)”，從根本上轉(zhuǎn)變了兒童讀者的學(xué)習(xí)能動(dòng)性，這種生動(dòng)的教育互動(dòng)方式，能有效調(diào)動(dòng)兒童自身的藝術(shù)潛能，并增強(qiáng)兒童的自信心。

（三）《讓文物活起來(lái)》AR 互動(dòng)進(jìn)課堂

筆者在教授蘇少版二年級(jí)下冊(cè)美術(shù)教材“玉石文化”一課中，就曾運(yùn)用《讓文物活起來(lái)》畫(huà)冊(cè)及其配套移動(dòng)設(shè)備軟件，與學(xué)生一起對(duì)新石器時(shí)代的玉人像進(jìn)行全方位觀察。借助AR 軟件呈現(xiàn)的3D 立體模型，師生得以近距離、清晰地看到玉石人像上的各種精美神秘的圖形紋飾，學(xué)生通過(guò)點(diǎn)擊相關(guān)紋飾，還能自主地學(xué)習(xí)圖形紋飾的名稱(chēng)、歷史來(lái)源及內(nèi)在寓意，甚至也可以將自己所設(shè)計(jì)的玉器平面圖變?yōu)?D 立體的模型，供同伴與教師欣賞。有了這樣一種新穎的科技融入，整節(jié)課學(xué)生都表現(xiàn)出對(duì)古代文物的濃厚興趣，這有效提升了學(xué)生對(duì)古代玉器的整體感知和對(duì)局部細(xì)節(jié)的感受力。

四、實(shí)踐中的感悟

筆者在教學(xué)實(shí)踐中深切地感受到，小學(xué)低段美術(shù)教學(xué)在融入AR 技術(shù)后，煥發(fā)出了極大的光彩。在運(yùn)用AR 技術(shù)教學(xué)過(guò)程中，每一個(gè)學(xué)生都能夠真正同等地參與到觀察與創(chuàng)作之中，學(xué)生的積極性也因此有了顯著的提高，呈現(xiàn)出主動(dòng)、積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)。AR 技術(shù)使學(xué)校教育中的美術(shù)課堂不再局限于教室，能將全球、全互聯(lián)網(wǎng)的美術(shù)教學(xué)資源（例如，博物館中的繪畫(huà)、雕塑及世界建筑等）以3D 立體的形式呈現(xiàn)在學(xué)生的眼前，使師生雖身處小小的教室，但得以與世界上的任何藝術(shù)進(jìn)行親密的接觸，有著世界性的視野。小學(xué)低年級(jí)學(xué)生大部分對(duì)美好的藝術(shù)都有著強(qiáng)烈的興趣，在傳統(tǒng)的美術(shù)課堂中，學(xué)生與藝術(shù)作品之間還有一定的距離，但借助AR 技術(shù)，學(xué)生能夠近距離地感受藝術(shù)作品的內(nèi)容、色彩與質(zhì)感，有了這樣直觀性的美術(shù)教學(xué)，相信對(duì)小學(xué)低年級(jí)學(xué)生的藝術(shù)啟蒙，將會(huì)是錦上添花一般的效果。但作為一個(gè)融入學(xué)校美術(shù)教育的新興教育技術(shù)，如何基于AR 技術(shù)系統(tǒng)地建立一個(gè)教學(xué)體系，還需要一線教師與教育研究者的共同努力，通過(guò)大量的實(shí)踐與研究，來(lái)探索出一套適應(yīng)于學(xué)校教育的方案。

五、結(jié)語(yǔ)

在科技化席卷全球的今天，新時(shí)代的學(xué)生正在接受來(lái)自世界瞬息萬(wàn)變的信息，數(shù)字化、智能化、多樣化的交互式學(xué)習(xí)體驗(yàn)已經(jīng)成為兒童教育產(chǎn)品的必然發(fā)展趨勢(shì)。教育產(chǎn)品如此推陳出新，學(xué)校教育技術(shù)也一定不會(huì)停滯不前。連接虛擬和現(xiàn)實(shí)的AR 技術(shù)，賦予了學(xué)校教育更多的可能性，它“橋接”了教與學(xué)，使教學(xué)過(guò)程變成了一個(gè)全新的互動(dòng)交流方式，基于AR 技術(shù)的教育應(yīng)用和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)有著許多潛在的、無(wú)法估量的價(jià)值。融入AR 技術(shù)的小學(xué)美術(shù)教育，也必將被注入新的血液，煥發(fā)出新的光彩。而完善與創(chuàng)新“AR 教育”，思考如何將這一新興技術(shù)融入學(xué)校教育中，是處在教育一線的教師責(zé)無(wú)旁貸的使命。