增強現(xiàn)實技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計課程的教學(xué)應(yīng)用與實證研究

關(guān)鍵詞：增強現(xiàn)實；學(xué)習(xí)成果；產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計；準(zhǔn)實驗研究；教學(xué)活動設(shè)計

引言

在科技進步和現(xiàn)代教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的背景下，現(xiàn)代教育技術(shù)已實現(xiàn)顯著發(fā)展，其快速融入教學(xué)過程成為不可避免的趨勢，教師正在面臨著如何有效整合現(xiàn)代教育技術(shù)以優(yōu)化教學(xué)實踐的挑戰(zhàn)。當(dāng)前，教師可通過引入新興技術(shù)如虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實和人工智能等，來提升課堂教學(xué)質(zhì)量，促進知識的傳授與學(xué)生的理解掌握。相關(guān)研究表明，增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)在教學(xué)和學(xué)習(xí)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力與應(yīng)用前景[1]。然而，在教育實踐中，尤其是在設(shè)計教育領(lǐng)域，關(guān)于AR 技術(shù)在教學(xué)活動設(shè)計的系統(tǒng)研究仍相對匱乏。針對這一研究缺口，本研究旨在探討增強現(xiàn)實技術(shù)在《產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計》課程中的應(yīng)用，并通過實證研究分析其教學(xué)活動設(shè)計的效果。

一、增強現(xiàn)實的介紹

（一）增強現(xiàn)實的概念

增強現(xiàn)實技術(shù)作為一種被廣泛認(rèn)為具有教學(xué)應(yīng)用潛力的技術(shù)，其發(fā)展備受關(guān)注。術(shù)語“增強現(xiàn)實”（Augmented Reality）最初由波音公司的研究員托馬斯·考德爾（Thomas Caudell）于1992 年提出，主要指在三維空間或現(xiàn)實的物理世界上疊加一層由計算機生成的輔助信息的技術(shù)[2]。波音公司率先在裝配工的頭部安裝頭戴式顯示器，以輔助員工在機械裝配工作中更準(zhǔn)確、更安全地完成建造和組裝任務(wù)（如圖1 所示）。隨著技術(shù)的進步，增強現(xiàn)實技術(shù)已從航空、軍事領(lǐng)域擴展至醫(yī)療、教育、娛樂、文化、產(chǎn)品、旅游等多個領(lǐng)域，并在這些領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。

增強現(xiàn)實技術(shù)理論基礎(chǔ)主要包括兩個核心概念，第一個概念是由多倫多大學(xué)教授Milgram 于1994 年提出的現(xiàn)實- 虛擬連接的理論（如圖2 所示），該理論將現(xiàn)實環(huán)境和虛擬環(huán)境之間的連接劃分為增強現(xiàn)實（AR）和增強虛擬（AV）兩個層面。增強現(xiàn)實接近現(xiàn)實世界，而增強虛擬則更接近虛擬環(huán)境[3]。此外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)使用戶完全沉浸在一個完全虛擬的環(huán)境中，而增強現(xiàn)實則是虛擬與現(xiàn)實的混合體，是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的延伸。

第二個概念是由Azuma 在1997 年提出的將增強現(xiàn)實定義為一個滿足3 個基本特征的系統(tǒng)：1. 真實和虛擬世界的融合；2. 實時交互；3. 虛擬和真實物體在3D 空間中的精確注冊[4]。該理論強調(diào)了增強現(xiàn)實技術(shù)的關(guān)鍵組成部分是由虛擬融合技術(shù)、系統(tǒng)顯示技術(shù)與用戶交互技術(shù)和跟蹤定位技術(shù)組成。

綜合來看，增強現(xiàn)實技術(shù)的核心在于在真實世界環(huán)境中疊加虛擬元素，如三維模型、動畫、視頻、圖片、聲音和文本等。這些虛擬元素的添加使得用戶能夠在現(xiàn)實環(huán)境背景下通過AR 設(shè)備觀看到虛擬生成的模型，并通過點擊、觸摸等操作與虛擬模型進行實時交互，從而極大地增強了感官體驗。

（二）增強現(xiàn)實應(yīng)用的分類

目前，增強現(xiàn)實技術(shù)需要借助相關(guān)設(shè)備將計算機生成的虛擬環(huán)境與用戶周圍的現(xiàn)實環(huán)境相結(jié)合。這些設(shè)備包括計算機、可穿戴式AR 眼鏡、平板電腦和智能手機等。為了更深入地理解當(dāng)前AR 應(yīng)用的分類，本研究結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)研究成果，將AR 應(yīng)用基本劃分為基于圖像的AR 和基于位置的AR 兩大類。

1. 基于圖像的AR

基于圖像的AR 主要依賴于對現(xiàn)實場景中圖像特征的識別，以確定設(shè)備的位置與姿態(tài)。這種注冊方法主要分為兩類：基于人工標(biāo)記物的方法和基于自然圖像特征的方法。人工標(biāo)記物是指人為設(shè)計的圖像標(biāo)志，如二維碼、棋盤格或特定圖像，用于跟蹤設(shè)備的位置[5]。在Sevda Küük 的研究中，學(xué)習(xí)解剖學(xué)的學(xué)生通過手機攝像頭掃描書本上的人工標(biāo)記（如圖3 所示），手機屏幕上會自動生成虛擬模型作為學(xué)習(xí)材料，這種方式是目前應(yīng)用較為廣泛的基于人工標(biāo)記物的AR 技術(shù)。自然特征則是指現(xiàn)實環(huán)境中存在的物體，而非人為創(chuàng)造的圖像標(biāo)志。例如建筑、風(fēng)景、生活用品等都可以作為自然特征。例如，“神奇AR”是一款基于AR 技術(shù)開發(fā)的應(yīng)用程序，支持用戶根據(jù)自然特征進行識別和定位，旨在為用戶提供獨特的AR 感官體驗（如圖4 所示）。

2. 基于位置的AR

基于位置的AR 也稱為無標(biāo)記的增強現(xiàn)實，是一種利用GPS、Wi-Fi、蜂窩數(shù)據(jù)或其他定位技術(shù)以高精度識別用戶的具體位置，并根據(jù)位置在現(xiàn)實世界中疊加虛擬內(nèi)容的技術(shù)。當(dāng)前，基于位置的AR廣泛應(yīng)用于游戲和教育產(chǎn)品之中。例如，Pokemon GO 是一款口袋妖怪系列的增強現(xiàn)實手機游戲（詳見圖5），該游戲于2016 年7 月在全球推出后，迅速成為當(dāng)時最成功的，基于位置的增強現(xiàn)實手機游戲。在教育領(lǐng)域，基于位置的AR 也被廣泛應(yīng)用于教育游戲的開發(fā)之中。例如，Chiang，Yang 和Hwang[6] 開發(fā)了一款基于位置的增強現(xiàn)實教育產(chǎn)品，學(xué)生根據(jù)AR 的指示前往不同的區(qū)域探索生物科學(xué)知識（如圖6 所示），這種基于位置的AR 教育產(chǎn)品給學(xué)生帶來了獨特的虛實感受和交互體驗，并有效提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（三）增強現(xiàn)實在教育領(lǐng)域的應(yīng)用

在教育技術(shù)領(lǐng)域，隨著數(shù)字化進程的加速，增強現(xiàn)實技術(shù)正逐漸成為一種備受關(guān)注且功能多樣的教育工具[7]。盡管AR 技術(shù)在易用性、經(jīng)濟負(fù)擔(dān)以及用戶技能要求等方面仍存在挑戰(zhàn)，但相關(guān)研究已表明，作為一種教學(xué)和學(xué)習(xí)輔助工具，AR 能夠有效提升教師的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)成效[8]。

國際上，對AR 技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用研究起步較早。例如，Ibanez 等人[9] 在高中電磁學(xué)課程中采用了AR 技術(shù)，通過前測和后測來評估學(xué)生對基本原理的理解程度，研究發(fā)現(xiàn)AR 技術(shù)能夠增強學(xué)生對知識的理解和問題解決能力；Sevda Küük 等人[10] 在解剖學(xué)課程中對比了使用AR 教學(xué)材料和傳統(tǒng)課本材料的學(xué)生，結(jié)果顯示使用AR 材料的學(xué)生在解剖學(xué)知識掌握上表現(xiàn)更佳，這主要得益于AR 技術(shù)能夠讓學(xué)生以多角度、近距離的方式觀察解剖器官模型，從而提高學(xué)習(xí)效率；Amaya Cote 等人[11] 開發(fā)了AR 應(yīng)用程序用于音樂教學(xué)，并將其應(yīng)用于實驗組，以探究AR 技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)方法在音樂課程上的差異。

在國內(nèi)，對AR 技術(shù)在教育領(lǐng)域的探索也在不斷增加。例如，張浩等人[12] 對幼兒園學(xué)生進行了AR 應(yīng)用于美術(shù)教育活動的準(zhǔn)實驗研究；趙書建[13] 以高中物理《牛頓第三定律》課程為例，通過“訊飛幻境AR 智慧課桌”進行教學(xué)設(shè)計，探討了AR 技術(shù)在高中物理教學(xué)中的潛在益處；李文欣[14] 提出了AR 教育游戲的設(shè)計策略，并以古詩詞學(xué)習(xí)為游戲目標(biāo)進行了教學(xué)實踐。這些研究為AR 技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用提供了寶貴的經(jīng)驗和參考。

綜上所述，越來越多的學(xué)者、教育專家和研究人員對增強現(xiàn)實在教育領(lǐng)域的作用產(chǎn)生了濃厚的研究興趣，并將其廣泛應(yīng)用于K-12教育以及高等教育。在設(shè)計教育領(lǐng)域，增強現(xiàn)實技術(shù)正迅速發(fā)展，為教育帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。然而，關(guān)于AR 技術(shù)在設(shè)計教育中的應(yīng)用還缺乏廣泛的實證研究，其對學(xué)習(xí)成果的影響也值得進一步深入探討。因此，本研究旨在將增強現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于《產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計》課程的教學(xué)中，通過比較兩組學(xué)生在AR 整合課程環(huán)節(jié)和傳統(tǒng)教學(xué)法課程環(huán)節(jié)中學(xué)習(xí)成果的差異，為AR 技術(shù)融入設(shè)計教育領(lǐng)域提供了一定的參考價值。

二、教學(xué)工具

在探討增強現(xiàn)實（AR）教學(xué)工具在教育領(lǐng)域的應(yīng)用時，本研究發(fā)現(xiàn)兩種主要的AR 教學(xué)工具應(yīng)用路徑。第一種路徑涉及運用專業(yè)的Unity 3D 軟件開發(fā)環(huán)境，結(jié)合Vuforia SDK 和EasyAR SDK 等增強現(xiàn)實軟件開發(fā)工具包（SDKs），以實現(xiàn)教育增強現(xiàn)實（Ed-AR）產(chǎn)品的定制化開發(fā)。第二種路徑則側(cè)重于采納市場較為成熟的Ed-AR產(chǎn)品來促進教學(xué)互動，如“AR 涂涂樂Ⅱ”“物理實驗室AR”以及“AR在線制作平臺”等。

本研究采納了KIVICUBE AR 這一在線制作平臺作為教學(xué)干預(yù)工具。KIVICUBE AR，由中國MIZHI 科技公司研發(fā)，目前提供限時免費服務(wù)，該平臺利用基于標(biāo)記的增強現(xiàn)實技術(shù)，允許教育工作者和學(xué)生利用多種媒介素材，包括文本、圖像、視頻、動畫和三維模型來創(chuàng)作AR 教學(xué)資源。選擇AR 在線制作平臺進行教學(xué)實驗的決策，基于以下3 個考量因素：首先，采用市場驗證的Ed-AR 產(chǎn)品能夠有效減輕教師的教學(xué)設(shè)計與實施壓力，即減輕了教師的教學(xué)準(zhǔn)備工作量；其次，AR 在線制作平臺提供的直觀用戶界面和無需編程技能的可視化編輯功能，使得教師和學(xué)生能夠便捷地通過3個階段性流程（詳見附圖7）快速構(gòu)建互動式的AR 學(xué)習(xí)環(huán)境；最后，通過參與AR 作品的創(chuàng)作過程，學(xué)生不僅能夠掌握增強現(xiàn)實技術(shù)的理論與實踐知識，而且能夠促進其高階思維能力的發(fā)展，這與產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計課程的教學(xué)目標(biāo)和對學(xué)生能力培養(yǎng)的要求相符合。

三、教學(xué)活動設(shè)計

增強現(xiàn)實已被廣泛應(yīng)用到教學(xué)設(shè)計之中，盡管這項技術(shù)已經(jīng)在教育領(lǐng)域顯示出潛在的能力，但是在實際的教學(xué)過程中，仍然缺少設(shè)計教育領(lǐng)域的相關(guān)教學(xué)活動設(shè)計方案。因此，本研究把增強現(xiàn)實融入了教學(xué)活動中，以Y 大學(xué)產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)《產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計》課程為例，通過整合教學(xué)設(shè)計和教學(xué)策略，探討增強現(xiàn)實應(yīng)用對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果影響，在本課程教學(xué)過程中，筆者把學(xué)生分為對照組（班）和實驗組（班），并設(shè)計了6 個教學(xué)部分，具體如下：在本研究中，教學(xué)設(shè)計的初始階段為前測。在課程正式展開之前，教師將對實驗組與對照組的學(xué)生實施一項能力測試，旨在驗證兩組學(xué)生在知識水平上是否維持相對均衡。該測試內(nèi)容嚴(yán)格遵循教學(xué)大綱的規(guī)定，要求每位學(xué)生獨立完成一個針對產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計的主題性快題方案。測試完成后，教師將依據(jù)Y 大學(xué)《產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計》課程的評價標(biāo)準(zhǔn)，對學(xué)生的表現(xiàn)進行評分與綜合評估。

在教學(xué)設(shè)計的第2 部分，將探討學(xué)科知識的學(xué)習(xí)過程。在此研究中，筆者設(shè)立了對照組與實驗組，兩組學(xué)生將分別采用不同的教學(xué)策略來學(xué)習(xí)設(shè)計理念、設(shè)計方法、設(shè)計流程和創(chuàng)新思維等核心知識。

具體而言，對照組將采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法進行學(xué)科知識的學(xué)習(xí)；而實驗組的學(xué)生則將通過手機掃描增強現(xiàn)實教學(xué)材料來完成課程學(xué)習(xí)。研究表明，AR 教學(xué)材料的應(yīng)用有望提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

第3 階段為核心的教學(xué)內(nèi)容，即產(chǎn)品設(shè)計過程，其構(gòu)成了本研究準(zhǔn)實驗干預(yù)的核心環(huán)節(jié)。此階段旨在培育學(xué)生的創(chuàng)意設(shè)計能力，并引導(dǎo)他們深入思考設(shè)計對用戶及社會可能產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響。教學(xué)內(nèi)容強調(diào)設(shè)計與實際應(yīng)用之間的緊密聯(lián)系，并凸顯了當(dāng)前教學(xué)活動與未來學(xué)習(xí)路徑的相關(guān)性。整個設(shè)計過程包含6 個連續(xù)的步驟，其中實驗組與對照組在前4 個步驟中保持一致。然而，實驗組的學(xué)生需獨立完成步驟五和六的內(nèi)容（具體步驟詳見表1）。

在產(chǎn)品設(shè)計過程中學(xué)習(xí)活動的實施階段，實驗組學(xué)生獨立完成的步驟主要劃分為以下4 個部分內(nèi)容：1.AR 在線制作平臺的登錄界面注冊與介紹；2. 用戶界面的學(xué)習(xí)與管理；3. 操作界面的設(shè)置與操作；4. 以及作品的發(fā)布與后期管理。

首先，登錄界面注冊與介紹環(huán)節(jié)（詳見圖8），AR 在線制作平臺的登錄界面主要提供賬戶注冊、產(chǎn)品信息、用戶案例、教程和資源等模塊，旨在輔助新用戶的學(xué)習(xí)和選擇過程。目前，該平臺面向用戶免費開放在線注冊功能。

其次，用戶界面的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)（詳見圖9），用戶界面由兩部分構(gòu)成：左側(cè)為用戶基本信息區(qū)域，右側(cè)為AR 作品創(chuàng)作區(qū)域。在創(chuàng)作區(qū)域，平臺向用戶提供了6 種AR 作品的創(chuàng)作方法，用戶可選擇任一方式以完成AR 作品的創(chuàng)作。在本研究中，教師指導(dǎo)學(xué)生采用“圖像AR”方法進行作品創(chuàng)作，創(chuàng)作完成后，學(xué)生可通過用戶界面管理器對作品進行編輯和管理。

再次，操作界面的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)（詳見圖10），學(xué)生可通過操作界面訪問多種功能。例如，左側(cè)區(qū)域允許用戶上傳包括模型、視頻、動畫和音樂在內(nèi)的設(shè)計素材；中間區(qū)域提供模型外觀、顏色和燈光效果的修改功能，以支持個性化AR 作品的創(chuàng)作；右側(cè)區(qū)域則用于素材的數(shù)據(jù)編輯，確保AR 作品的順利完成。

最后，發(fā)布界面的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)（詳見圖11），學(xué)生完成AR 作品制作后，需按照要求進行作品的發(fā)布測試。AR 在線制作平臺為用戶提供了兩種作品發(fā)布方式，用戶可自由選擇其一進行發(fā)布和展示。發(fā)布后，作品可通過用戶管理器進行后續(xù)的編輯和重新發(fā)布，從而為作品的持續(xù)優(yōu)化提供了可能。

第4 部分為設(shè)計成果的展示階段。在此階段，對照組學(xué)生將通過圖像、文字和視頻等傳統(tǒng)媒介來展示其作品，而實驗組學(xué)生則需通過WeChat 或Web 平臺發(fā)布其AR 作品。這種差異化的成果展示方式旨在檢驗兩種教學(xué)形式的效果差異，并為作品的評估與優(yōu)化提供依據(jù)。

第5 部分涉及評價與反饋機制。本課程的考核體系根據(jù)教學(xué)內(nèi)容與形式的多樣性，對不同的評價對象進行綜合考評。課程評價分為理論部分、實踐操作和創(chuàng)新設(shè)計實踐3 個維度，采用學(xué)生自評、學(xué)生互評和教師評價的多元化評價方法。這種綜合評價機制確保了學(xué)生能夠接收到真實而全面的反饋，有助于作品的進一步完善，提升作品的完整度，并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

第6 部分為后測階段。在課程結(jié)束后，教師將對兩組學(xué)生實施后測，測試內(nèi)容要求每位學(xué)生獨立完成一個主題性的產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計方案。后測的考核重點在于設(shè)計過程和結(jié)果的評估，評價標(biāo)準(zhǔn)遵循Y大學(xué)《產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計》課程的教學(xué)大綱評價體系。

四、實驗數(shù)據(jù)分析

（一）人口樣本與抽樣技術(shù)

1. 人口樣本量

在本研究中，采用了準(zhǔn)實驗的定量研究設(shè)計，旨在探究增強現(xiàn)實技術(shù)在《產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計》課程中對學(xué)習(xí)成果的影響。為了滿足研究的需求，本研究采用目的性抽樣技術(shù)，從Y 大學(xué)產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)二年級中選取了74 名學(xué)生，他們被分為兩個班級進行對比研究。具體而言，1 班共有36 名學(xué)生，被指定為對照組；2 班則有38 名學(xué)生，被指定為實驗組。兩個班級在人數(shù)和性別比例上均相似（詳見表2）。

2. 抽樣技術(shù)

在教育學(xué)領(lǐng)域研究中，抽樣技術(shù)是研究方法體系中的核心組成部分，為研究者提供了從研究總體中高效且精確地選取樣本的手段。抽樣技術(shù)之所以重要，在于其能夠幫助研究者從特定的研究單元或要素中收集到相關(guān)數(shù)據(jù)，確保研究的可靠性和有效性。抽樣技術(shù)的目的在于揭示目標(biāo)人群中某一變量的分布與研究樣本中同一變量的分布之間的關(guān)系，從而對目標(biāo)人群的屬性進行推斷。

目前，抽樣技術(shù)主要分為兩大類：概率抽樣和非概率抽樣。非概率抽樣技術(shù)在準(zhǔn)實驗研究中尤為適用，其中目的性抽樣是其中的一種。目的性抽樣允許研究者根據(jù)研究目的和具體問題有針對性地選擇研究對象，其操作靈活多樣，能夠適應(yīng)多種研究領(lǐng)域的需求。鑒于這些優(yōu)勢，本研究選擇了目的性抽樣技術(shù)來確保樣本的代表性和研究的科學(xué)性。

（二）數(shù)據(jù)分析

本研究的數(shù)據(jù)收集涉及前測與后測兩個階段。在前測與后測階段，產(chǎn)品設(shè)計作品的評價由3 位教師依據(jù)《產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計》課程的評價標(biāo)準(zhǔn)進行評分與評估。數(shù)據(jù)分析采用SPSS 分析軟件進行獨立樣本T 檢驗，以驗證兩組結(jié)果的差異性。T 檢驗是一種統(tǒng)計方法，用于比較兩組樣本平均值的差異，適用于本研究中實驗組和對照組結(jié)果的分析。

通過將對照組和實驗組的設(shè)計作品前測結(jié)果進行比較（詳見表3），可以發(fā)現(xiàn)，對照組在學(xué)科知識、設(shè)計過程、設(shè)計結(jié)果的得分分別為46.0、51.6、54.0，而實驗組的得分分別為42.2、50.4、52.4。兩組數(shù)據(jù)的T 檢驗分析結(jié)果分別為0.138、0.312、0.145，且在統(tǒng)計學(xué)上均無顯著意義（P ＞ 0.005）。這表明兩組學(xué)生在上述方面不存在顯著差異，從而證實了兩組學(xué)生在課程開始前具有相對一致的知識水平。

根據(jù)表4 中的兩組前測與后測差異描述性統(tǒng)計可以看出，對照組在學(xué)科知識、設(shè)計過程、設(shè)計結(jié)果的提升均值分別為36.6、32.1、33.3，實驗組提升均值分別為47.5、37.5、38.4 結(jié)果表明兩組學(xué)生不管使用何種教學(xué)活動，在經(jīng)過系統(tǒng)的教學(xué)活動授課后，學(xué)生的學(xué)習(xí)成績都有不同程度的提高。

采用獨立樣本T 檢驗比較對照組和實驗組學(xué)生在后測中學(xué)習(xí)成績提升的差異。對照組的學(xué)科知識、設(shè)計過程、設(shè)計結(jié)果成績分別為82.7、83.7、87.4，實驗組的后測成績分別為91.7、87.9、90.8 分，平均差異為9.07、4.17、3.48，在統(tǒng)計學(xué)上具有意義（P ＜ 0.005），表明實驗組在提升學(xué)習(xí)成績效果方面優(yōu)于對照組（詳見表5）。

五、結(jié)果與討論

通過深入分析實驗組和對照組的數(shù)據(jù)結(jié)果，本研究發(fā)現(xiàn)，在《產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計》課程中，采用增強現(xiàn)實技術(shù)融入教學(xué)活動的實驗組，相較于采用傳統(tǒng)教學(xué)方法的對照組，學(xué)生在學(xué)習(xí)成果方面顯示出顯著的提高。這一發(fā)現(xiàn)與Sevda Küük 的研究結(jié)論相吻合。具體來看，這種優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下3 個方面：1. 學(xué)科知識掌握：通過AR 學(xué)習(xí)材料的形式，教師將產(chǎn)品創(chuàng)意設(shè)計的學(xué)科知識導(dǎo)入教學(xué)活動，讓學(xué)生在教學(xué)活動過程中體驗到視、聽、說、觸等多感官學(xué)習(xí)體驗，對于仿生、情感化、模塊化、游戲化等設(shè)計方法有了直觀的理解與掌握。2. 產(chǎn)品設(shè)計過程：AR 技術(shù)為學(xué)生提供了一個增強現(xiàn)實環(huán)境，讓學(xué)生能夠體驗?zāi)Ｐ秃涂臻g的變化，相較于傳統(tǒng)課堂，這種技術(shù)應(yīng)用能夠增強學(xué)生對產(chǎn)品模型、尺寸、顏色和空間等方面的理解，從而提升了學(xué)習(xí)體驗。3. 設(shè)計結(jié)果豐富性：學(xué)生在AR 作品制作過程中添加模型、視頻、聲音、動畫等設(shè)計元素，進一步豐富了設(shè)計結(jié)果的內(nèi)容與形式?？偠灾瑢嵶C研究結(jié)果表明，在教學(xué)中應(yīng)用增強現(xiàn)實教學(xué)活動比傳統(tǒng)教學(xué)活動更能積極有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，學(xué)生在學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出了較高的熱情和信心，這表明AR 應(yīng)用在設(shè)計教學(xué)領(lǐng)域具有潛在優(yōu)勢。

此外，通過教學(xué)過程的觀察與交流，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在使用AR 在線制作平臺時，對于技術(shù)的易用性非常關(guān)注。因此，選擇易于操作的AR應(yīng)用對于教學(xué)效果會產(chǎn)生一定影響。在本研究中，教師指導(dǎo)下的學(xué)生能夠較快地掌握AR 在線制作平臺的操作流程，并創(chuàng)作出個人的AR 作品，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出較高的學(xué)習(xí)熱情和使用意愿，但具體的使用意愿還需進一步研究驗證。最后，利用AR 應(yīng)用結(jié)合創(chuàng)意知識、作品制作等內(nèi)容進行教學(xué)設(shè)計，能夠進一步豐富產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計課程內(nèi)容，有效促進教學(xué)質(zhì)量的提升。

結(jié)語

本文闡述了增強現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展歷程及其在教育領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。通過對AR 技術(shù)在教學(xué)活動中的潛在優(yōu)勢進行分析，提出了將AR 技術(shù)融入產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)課堂教學(xué)活動設(shè)計的策略，旨在促進學(xué)生在產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域的專業(yè)能力發(fā)展，激發(fā)創(chuàng)新設(shè)計靈感，并提供豐富的學(xué)習(xí)體驗。在研究中構(gòu)建了AR 融入產(chǎn)品設(shè)計教育的教學(xué)活動設(shè)計框架，并探討了AR 技術(shù)資源的應(yīng)用以及教學(xué)評價體系的建立，為AR 技術(shù)在設(shè)計教學(xué)領(lǐng)域的推廣提供了理論基礎(chǔ)和實踐案例。然而，增強現(xiàn)實在設(shè)計教育領(lǐng)域的應(yīng)用還處于初期階段，面臨著優(yōu)質(zhì)教育資源稀缺、AR 定位精度不高、學(xué)習(xí)者差異等問題與挑戰(zhàn)[15]。在未來的研究中，可以考慮將AR 技術(shù)應(yīng)用到更廣泛的學(xué)科領(lǐng)域，如建筑設(shè)計、平面設(shè)計和服裝設(shè)計等，并通過大規(guī)模的用戶調(diào)研來評估教學(xué)設(shè)計的合理性和有效性。此外，AR 技術(shù)的教學(xué)模式也可被推廣到遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域，以利用遠(yuǎn)程教育技術(shù)優(yōu)勢，讓更多學(xué)生體驗到AR 教學(xué)的創(chuàng)新性。