增強現實技術在教學應用中的探索

【摘 要】增強現實技術是近年來新起的一門新技術，也被稱之為混合現實，它已經在許多領域有了不同程度的運用，比如國際互聯網和全球衛星定位。增強現實技術提供了在一般情況下不同于人類可以感知的信息，它可以同時展現真實世界和虛擬世界的信息，并使兩種信息相互補充、疊加。本文將探討增強現實技術在教學中的應用，以期在教學中能最大化的利用這種技術的優點，推動教育改革。

【關鍵詞】增強現實技術；教學；應用探索

近年來，增強現實技術開始受到不同行業領域人們的普遍關注。這種技術通過電腦將虛擬的信息應用到真實世界，使真實的環境和虛擬的物體能實時疊加到同一個畫面或空間，具有無限魅力，我國對增強現實技術的研究尚處于起步階段，嘗試將這種技術應用在教學中將是教學改革的一大步。

一、增強現實技術的研究現狀

（一）國外研究與教學應用現狀

增強現實技術在我國雖然仍處于起步階段，但在國外已經有了大量的實踐研究。在工程設計方面，工程技術人員在進行機械安裝、維修、調試時，通過頭盔顯示器，可以將原來不能呈現的及其內部結構，以及它的相關信息、數據完全呈現出來。并且可以按照電腦的提示來進行工作，解決技術難題；在醫療方面，醫生可以通過增強現實技術對手術部位進行精確定位；在軍事方面，部隊通過這種技術獲得重要的地理數據。而在教育方面，國外對于增強現實技術的利用主要是三個方面：在課堂教學中融入增強現實技術，觀察增強現實技術是如何促進師生間的互動與合作學習；利用增強現實技術豐富圖書呈現形式，讓圖書內容以動畫形式呈現，增強兒童閱讀興趣；用增強現實技術設計教育游戲，幫助學生在游戲中隨時隨地學習。

（二）國內研究與教學應用現狀

我國研究增強現實技術應用的主力軍為高等科研院校，研究水平尚處于初級，增強現實技術在現實生活中的具體應用非常少，而在教育領域中的應用更少，許多專家對于增強現實技術在教學應用中的研究都屬于單一研究，缺乏系統性，增強現實教學產品幾乎還不被大眾知曉。

二、增強現實技術的特征

20世紀60年代美國哈佛大學一位教授發明的光學透明頭盔顯示器標志著增強現實技術的誕生，20多年后進入初步成長階段，到今天，增強現實技術在國外已有了廣泛應用。增強現實技術利用計算機數字成像的特點將現實中的場景成像與虛擬中的場景成像糅合在一起呈現給觀眾，使觀眾難以區分虛擬與現實的區別，加強視覺體驗，同時還能與觀眾進行個體間的互動。

三、增強現實技術有利于教學發展

如上文所說，增強現實技術已經在國外的醫學、軍事、工程設計等等許多領域中得到了發展，總結出增強現實技術在這些領域中運用的優勢并將其應用到教育中，將極大推動教學改革和創新。

（一）刺激學習者深入學習

增強現實技術能將虛擬的信息融入到真實世界中，如果把增強現實技術應用到教育教學中，把教科書中的內容活靈活現地展現在學生和教師面前，使教師和學生能夠對教科書中的內容進行近距離、形象的、細致的觀察，探索事物的本質和規律，增強現實技術使原先的虛擬知識變成了真實環境，加深了師生對知識的深入感知，刺激學習者深入學習。比如，在地理課上，教師講解寒暖流的問題時，利用增強現實技術將地圖上的內容以三維動畫的方式生動展示出來，使學生印象深刻，過目不忘。

（二）增強學習互動

增強現實技術讓學習者在虛擬和現實結合的環境中學習，加強了真實世界的效果，在虛擬與現實交融的立體環境中，學生可以進行互動和有意義的學習，更容易掌握復雜的知識。

（三）在特殊專業中的應用價值

在一些特殊專業具有一定危險性的課程中應用增強現實技術，具有很高的實用性，比如核工程專業的課程有一部分需要接觸實物，但是這種接觸具有很大的危險性，增強現實技術將虛擬信息化為現實，填補了這一部分的不足，創造了幾乎真實的教學情境，使學生成功學習到之前可能完全無法理解的知識。

四、增強現實技術在教育中的利用優勢

在漫漫歷史長河中，每一項新技術的出現都推動了人類社會及生活的發展。作為新技術，增強現實技術對社會的推動作用也必將日益凸顯，在教學中應用增強現實技術也必將為教育事業的發展注入新鮮血液。

（一）創設新型學習環境。增強現實技術創造了仿真的教學環境，允許學習者實時交互和開展任務協作，而這兩種條件正好是智慧學習環境形成的重要因素。利用增強現實技術讓學習者沉浸在學習活動之中，提升了學習效果。教科書中一些晦澀難懂的、抽象的概念通過增強現實技術展示出來有利于激發學生學習興趣，營造生動、樂于學習的課堂氛圍。

（二）更新教學方法。傳統的教學模式是老師負責教授知識，學生只需接受，這樣的教學模式忽視了學生的主體性。而在增強現實技術支撐下的教學課堂需要學生極大地參與其中，成為教學活動的主體，在增強現實技術創造的課堂上，學生可以自主決定學習方式和路線，同時與其它同學進行互動，進行高效學習。

（三）豐富學習形式。利用增強現實技術，可以使圖書中的內容立體化、生動化，比如將書籍制作成增強現實電子書，在書籍中加入“真實場景”，使得閱讀更加直觀，增強了閱讀的興趣。開發增強現實教育游戲，讓學生隨時隨地都能游戲，并在其中學習知識。

結束語

每一項新技術的出現都將推動人類社會及生活的發展。增強現實技術如今在我國還屬于一門應用不廣泛的新技術，開始受到不同行業領域人們的普遍關注。這種技術通過電腦將虛擬的信息應用到真實世界，使真實的環境和虛擬的物體能實時疊加到同一個畫面或空間，具有無限魅力，鑒于它的種種優勢，增強現實技術對社會的推動作用也必將日益凸顯，盡早開發增強現實技術，并把它運用到各個領域中，對我國教育事業以及科技技術的發展必將大有裨益。

作者簡介：張渝（1982-），男，漢族，重慶萬州人，教師，研究方向：游戲引擎，單位：重慶工程學院。

參考文獻：

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