基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的高職微課程設(shè)計(jì)*

盧麗君，付曉軍（仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院，湖北仙桃433000）

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基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的高職微課程設(shè)計(jì)*

盧麗君，付曉軍
（仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院，湖北仙桃433000）

基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的微課程設(shè)計(jì)是將教材與微課程結(jié)合的一種產(chǎn)物，讓紙質(zhì)的教材“活”起來(lái)，分散的微課程系統(tǒng)化。學(xué)生在參考教材時(shí)，遇到不懂的知識(shí)點(diǎn)，把知識(shí)點(diǎn)的識(shí)別圖放在攝像頭下，打開(kāi)配套軟件，在屏幕上就可以看到相應(yīng)的微課程，并伴隨聲音、講解、說(shuō)明、演示的三維模型豐富教學(xué)。文章首先介紹了微課程和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，然后根據(jù)高職教育特點(diǎn)提出了高職系統(tǒng)化微課程設(shè)計(jì)，從而得出了基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)微課程設(shè)計(jì)的步驟，最后根據(jù)步驟給出案例分析。

微課程；增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)；高職教育

隨著移動(dòng)智能終端的大規(guī)模應(yīng)用，人們利用等車(chē)、乘車(chē)、排隊(duì)等碎片化的時(shí)間學(xué)習(xí)，催化微課程迅速崛起，成為教育領(lǐng)域的新寵兒，而高職教育的發(fā)展，平衡受教育者既要滿(mǎn)足社會(huì)需求的綜合職業(yè)能力，又要滿(mǎn)足全面發(fā)展的扎實(shí)文化基礎(chǔ)［1］，亟需信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)融合，將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與微課程相結(jié)合，受教育者根據(jù)教材學(xué)習(xí)時(shí)，可以隨時(shí)隨地拿起手機(jī)，通過(guò)微課程進(jìn)行重難點(diǎn)學(xué)習(xí)，而且可以重復(fù)的學(xué)習(xí)，這樣提供受教育者靈活自主的學(xué)習(xí)環(huán)境、豐富實(shí)用的課程教學(xué)，為高職新教育思想找到一條實(shí)踐創(chuàng)新路。

一、微課程和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

“微課程”是指按照新課程標(biāo)準(zhǔn)及教學(xué)實(shí)踐要求，以8-10分鐘教學(xué)視頻為主要載體，反映教師在課堂教學(xué)過(guò)程中針對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節(jié)而開(kāi)展教與學(xué)活動(dòng)的各種教學(xué)資源的有機(jī)組合。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，簡(jiǎn)稱(chēng)AR），將真實(shí)世界信息和虛擬世界信息“無(wú)縫”集成的新技術(shù)。現(xiàn)實(shí)世界難以體驗(yàn)的實(shí)體信息如聲音、圖像、味道、觸覺(jué)等，通過(guò)信息技術(shù)手段，使得真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)疊加到同一個(gè)畫(huà)面或空間同時(shí)存在［2］。

基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的高職微課程設(shè)計(jì)，以學(xué)科教材為主，將各章節(jié)知識(shí)重點(diǎn)難點(diǎn)制作成微課程，采用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，讓微課程在紙質(zhì)教材上“活”起來(lái)。采用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的紙質(zhì)教材看上去和普通教材一樣，當(dāng)讀者看到有標(biāo)記識(shí)別圖的某個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，把該頁(yè)的識(shí)別圖放在攝像頭下，打開(kāi)配套軟件，在屏幕上就可以看到相應(yīng)的微課程，并伴隨聲音講解、說(shuō)明、演示的三維模型豐富教學(xué)。

二、高職系統(tǒng)化微課程設(shè)計(jì)

一門(mén)課程應(yīng)該由許多個(gè)微課程組成，稱(chēng)之為微課程群，微課程與微課程之間既相互獨(dú)立，又存在一定的聯(lián)系，具有松散耦合性，它們共同服務(wù)于一門(mén)學(xué)科。設(shè)計(jì)微課程既要考慮知識(shí)模塊的邏輯關(guān)系，又要兼顧系統(tǒng)性和完整性［3］［4］。基于以上思考，根據(jù)高職項(xiàng)目化教材，從任務(wù)出發(fā)，按照循序漸進(jìn)的知識(shí)點(diǎn)為主線，以 “學(xué)”、“做”、“練”、“評(píng)”四個(gè)方面作為微課程的基本框架，進(jìn)行微課程的設(shè)計(jì)，這種組織結(jié)構(gòu)與現(xiàn)行高職教材一致，便于學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)、理解、查找自己感興趣的微課程。其微課程學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　微課程學(xué)習(xí)架構(gòu)

從圖1可以看出，系統(tǒng)化微課程組織分為五層，第一層為課程名稱(chēng)；第二層為項(xiàng)目模塊，按照基于工作過(guò)程為導(dǎo)向的項(xiàng)目化教學(xué)模式，各門(mén)課程的學(xué)習(xí)遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，選取由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的幾個(gè)項(xiàng)目；第三層為任務(wù)模塊，項(xiàng)目實(shí)施時(shí)，將各項(xiàng)目劃分為若干個(gè)任務(wù)，各任務(wù)有相應(yīng)的教學(xué)重難點(diǎn)；第四層為微課程群，解決各任務(wù)的重難點(diǎn)知識(shí)，制作微課程。有的任務(wù)簡(jiǎn)單，不需要制作微課程，有的任務(wù)復(fù)雜，可能需要制作一個(gè)或兩個(gè)以上的微課程；第五層為微課內(nèi)容，微課內(nèi)容除了主要的微視頻以外，還包括教案、學(xué)習(xí)清單、互動(dòng)討論。

三、基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)微課程設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程

按照高職系統(tǒng)化微課程設(shè)計(jì)，將基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)微課程設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)分為以下六個(gè)步驟：

步驟一：選取適合于利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作的教材。建議選取校本教材，突出學(xué)校的特色，尤其是一些理論講解枯燥乏味、知識(shí)點(diǎn)抽象的學(xué)科課程。

步驟二：學(xué)科教材內(nèi)容的框架重構(gòu)及制定。根據(jù)教學(xué)需求，以任務(wù)或項(xiàng)目導(dǎo)向的教學(xué)理念重構(gòu)教材編寫(xiě)的思路，并確定支撐學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)及對(duì)應(yīng)的多媒體資源展示方式，進(jìn)而確定教材的邏輯結(jié)構(gòu)。

步驟三：版面及風(fēng)格設(shè)計(jì)。根據(jù)教材及課程的現(xiàn)有情況，設(shè)計(jì)符合教材的風(fēng)格及樣式，確定好風(fēng)格后，動(dòng)畫(huà)資源及版面都基于該設(shè)計(jì)風(fēng)格開(kāi)發(fā)。

步驟四：溝通教材文字內(nèi)容及動(dòng)畫(huà)資源內(nèi)容需求。根據(jù)教學(xué)大綱，編寫(xiě)符合本校學(xué)生特點(diǎn)和接受程度的教材文本內(nèi)容，并同時(shí)規(guī)劃出需要開(kāi)發(fā)的數(shù)字化資源。

步驟五：微課程制作。根據(jù)教材知識(shí)點(diǎn)和高職學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，開(kāi)發(fā)配套的數(shù)字化資源作為微課程制作素材，數(shù)字化資源包括二維、三維動(dòng)畫(huà)、視頻、三維模型、可交互仿真系統(tǒng)等。有了素材，我們就可以進(jìn)行微課程的制作。

步驟六：交互設(shè)計(jì)。根據(jù)學(xué)科特色，設(shè)計(jì)具有針對(duì)性的軟件界面及交互方式。

四、基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)微課程設(shè)計(jì)案例

案例選取高職機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)中的《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》這門(mén)課程，課程特點(diǎn)是通過(guò)軟件程序控制硬件工作，軟件程序復(fù)雜難懂，硬件電路電信號(hào)無(wú)法直接觀測(cè)，知識(shí)學(xué)習(xí)晦澀難懂，適合利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作教材。

1.教材內(nèi)容重構(gòu)

圖2　單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)內(nèi)容重構(gòu)

根據(jù)教材內(nèi)容，遵循高職學(xué)生記憶、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造的認(rèn)知規(guī)律，將《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》這門(mén)課程分為六個(gè)項(xiàng)目，如圖2所示。

項(xiàng)目與項(xiàng)目之間按照認(rèn)識(shí)單片機(jī)、學(xué)習(xí)單片機(jī)內(nèi)部資源、學(xué)習(xí)單片機(jī)外圍電路應(yīng)用的內(nèi)部邏輯劃分，既考慮了知識(shí)模塊間的邏輯關(guān)系，又兼顧了系統(tǒng)性和完整性。

2.項(xiàng)目任務(wù)設(shè)計(jì)

項(xiàng)目知識(shí)與技能的完成，是由所選擇的項(xiàng)目任務(wù)決定的，將項(xiàng)目所完成的知識(shí)與技能小粒度分割成幾個(gè)獨(dú)立的知識(shí)技能模塊，每個(gè)任務(wù)負(fù)責(zé)一個(gè)模塊的學(xué)習(xí)，且任務(wù)與任務(wù)之間有從簡(jiǎn)單到綜合的內(nèi)在邏輯關(guān)系，但各任務(wù)之間又相互獨(dú)立，不存在顯示的聯(lián)系，便于微課程的設(shè)計(jì)，如圖3所示。

圖3　項(xiàng)目任務(wù)劃分

從圖3可以看出，將項(xiàng)目二分為三個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)解決相應(yīng)的重難點(diǎn)知識(shí)，根據(jù)重難點(diǎn)進(jìn)行微課程的制作。

3.微課程設(shè)計(jì)

每個(gè)微課程又是由多個(gè)微活動(dòng)構(gòu)成，這些微活動(dòng)包括學(xué)習(xí)清單、微視頻、微教案、在線討論、在線作業(yè)、在線評(píng)價(jià)、在線測(cè)試等，每個(gè)微課程學(xué)測(cè)評(píng)一體化，且是一次完整的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。如圖4所示，制作“任務(wù)一：一個(gè)發(fā)光二極管的閃爍控制”微課程，其內(nèi)容為學(xué)習(xí)清單、微視頻、微教案、在線討論、在線作業(yè)。學(xué)習(xí)清單是將自主學(xué)習(xí)的知識(shí)和行為進(jìn)行序化，給出學(xué)習(xí)的流程，對(duì)于簡(jiǎn)單的知識(shí)，要求學(xué)生閱讀教材，理解知識(shí)的重難點(diǎn)，以視頻的方式呈現(xiàn)，學(xué)生可以反復(fù)觀看，滿(mǎn)足學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，并讓學(xué)生提前知道討論的內(nèi)容和將要完成的作業(yè)，學(xué)生在學(xué)習(xí)的時(shí)候就會(huì)有目的的進(jìn)行學(xué)習(xí)；微視頻呈現(xiàn)一個(gè)完整的教學(xué)過(guò)程，有知識(shí)引入、知識(shí)講解、案例實(shí)操、知識(shí)總結(jié)，只是微課程設(shè)計(jì)的一個(gè)重要部分；微教案為微視頻的電子講義，與微視頻配套使用，學(xué)生只需要將注意力集中在學(xué)習(xí)和理解上；在線討論是對(duì)所學(xué)知識(shí)的反饋與評(píng)價(jià)，集大家智慧同化知識(shí)的過(guò)程；在線作業(yè)是鞏固知識(shí)并進(jìn)行創(chuàng)造的過(guò)程。

4.交互設(shè)計(jì)

圖4　微課程組成

根據(jù)項(xiàng)目與任務(wù)，組織相應(yīng)的文字、設(shè)計(jì)風(fēng)格、微課制作等，同時(shí)制作具有增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的軟件界面、APP應(yīng)用。軟件界面、APP應(yīng)用有專(zhuān)門(mén)的公司制作，作為教育者，只需提供設(shè)計(jì)格式，并需要不斷的與研發(fā)人員溝通，以達(dá)到理想的效果。

總之，基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的微課程設(shè)計(jì)是將教材與微課程結(jié)合的一種產(chǎn)物，讓紙質(zhì)的教材“活”起來(lái)，分散的微課程系統(tǒng)化，便于知識(shí)的理解，可隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)。同時(shí)，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)只是微課程設(shè)計(jì)的一種輔助手段，系統(tǒng)化的微課程分析與設(shè)計(jì)才是評(píng)價(jià)好與壞的必要條件，只有在對(duì)自己所教學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)和學(xué)生情況有效分析的基礎(chǔ)上，才能設(shè)計(jì)出一套好的系統(tǒng)化微課程。

［1］楊明.高職教育微課開(kāi)發(fā)綜合討論［J］.職教論壇，2014（6）.

［2］百度百科［EB/OL］.http：//baike.baidu.com/link？url= 87fxfqp48F4gkvrzYhf5CxQm0__0efZeeDQ1jtcAnNTw NMFy5BSaFRnPf6pC4gyaC6a4XQ2oAdwHOff6Mmx 2mq.

［3］劉名卓，祝智庭.微課程的設(shè)計(jì)分析與模型構(gòu)建［J］.中國(guó)電化教育，2013（12）.

［4］梁樂(lè)明，曹俏俏.微課程設(shè)計(jì)模式研究——基于國(guó)內(nèi)外微課程的對(duì)比分析［J］.開(kāi)放教育研究，2013（1）.

［5］可汗學(xué)院［EB/OL］.http：//www.khanacademy.org，2015-10-07.

（編輯：魯利瑞）

G434

A

1673-8454（2016）10-0072-03

*本文系湖北省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2014年度課題《基于信息技術(shù)的高職微課程研究——以單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)為例》（課題編號(hào)：2014B510）、湖北省2015年高等學(xué)校省級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目《微課、MOOCs教育信息化下高職專(zhuān)業(yè)課程立體化教材建設(shè)研究與實(shí)踐》（課題編號(hào)：2015505）部分研究成果。