淺析增強現實技術在教育方面的應用

趙丹丹+郭嘉+趙忠波

【摘 要】伴隨著科技的發展以及智能手機的普及，移動互聯網應用的開發熱度日益升高，以手機為載體的移動應用程序得到了前所未有的發展。在數字化的時代背景下，各種互聯網產品大量涌入國內市場，讓我們體驗到增強現實技術的強大，同時對教育產品有了一個新的認知模式。未來，增強現實類的產品將會占據主導地位。本文主要詳述增強現實技術在教育事業中的應用。

【關鍵詞】增強現實；虛擬現實；教育教學；教學模式

中圖分類號：G42 文獻標志碼：A 文章編號：1007-0125（2017）14-0205-02

把原本在現實世界內很難體驗到的實體信息，通過一些科學技術加工后再疊加到真實世界，被人類感官所知道，從而達到一種超越普通現實的感官體驗，這種技術叫做增強現實技術。傳統教育教學課堂不能夠做到實時互動交流，然而在傳統課堂上加入增強現實技術，即可實現虛擬與真實場景的結合，從而增加互動性，使虛構物體在分解場景中具有切實的存在感和地位感。

一、增強現實

（一）增強現實技術簡介

增強現實技術，簡而言之就是將現實的和虛擬的疊加在一起，是人眼能看到的一種人機交互。首先通過計算機技術，將虛擬的信息真正應用到現實世界，現實的環境和虛擬的物體同時出現在一個空間或者畫面中。其次是通過計算機的軟件和硬件相互協調，使得人們能夠和虛擬現實的景物以一種自然的方式進行交互。這樣，通過計算機技術，將虛擬的信息應用于現實世界，真實的環境和虛擬的物體即出現在了同一個空間。它不僅展示了真實世界的信息，而且虛擬的信息同時加以展現，兩種信息不斷組合、疊加。

（二）增強現實技術在教育方面的發展現狀

增強現實是在虛擬現實的發展過程中應運而生的，增強現實這一概念最早出現在20世紀70年代，自1990年波音公司的研究員創造增強現實技術后，很多研究機構開始研究增強現實技術。譬如，國內曾有北京理工大學、國防科技大學、西安石油學院等高校對增強現實技術進行深入研究；國外研究增強現實技術的高校有美國哥倫比亞大學、澳大利亞Vienna大學等。正因為國內外諸多研究機構都對增強現實技術進行深入研究，使得增強現實技術在近幾年飛速發展。2015年被認為是增強現實產業的元年，2016年增強現實技術類產品再一次席卷全球市場。

傳統教育市場已日趨飽和，努力開發新的教育方向是必然的。與此同時，教育從業人員有了新的機遇。未來教育課程的開發一定是將科技、網絡等整合在一起。在教育方式中開始融入了增強現實技術、虛擬現實技術、體感交互技術等。

目前，國內已經出現了幾款有關教育的增強現實類的產品，它們大多都是針對幼兒教育的，其表現形式是，提前設定好一個程序，以APP的形式安裝在手機、平板或者計算機等帶有攝像頭的設備上，對應其提前設定好的卡片或者圖書等一系列紙質圖片，用攝像頭對準圖片進行掃描，屏幕上就會出現提前設定好的模型動畫。

二、增強現實技術在教育方面的應用

（一）增強現實技術教學的優勢

在科技迅速發展的今天，使用增強現實技術向學生展示教學信息，能夠更生動形象地呈現學科知識，使學生們能夠更愉快地接受知識。增強現實技術的信息是新穎的，能夠為學生提供多種感官刺激。這樣既可以增加學生的興趣，又能提高學生的思維能力。

增強現實技術能夠給教學環境提供一個三維場景，增強現實的使用可以將學習體驗從2D時代提升到3D時代，能夠準確表述視覺世界的色彩、形狀、空間的感覺和表達能力，可以培養學生的三維空間思維能力和辨別空間物體間的信息能力等。增強現實技術作為新興技術，給人以強烈的視覺感受。在新的教學模式下，增強現實技術有很大的發展空間。

（二）利用增強現實技術革新教學模式

在信息化時代下，傳統教育教學模式發生翻天覆地的變化。在增強現實創設的教學環境中，學生可以和增強現實支持的信息進行人機交互，有助于提升學生對知識的建構。增強現實系統的設計者，可以通過顯示器豐富的信息來刺激學生的感官，激發學生的學習動機，學生亦可以進行交互式操作。

課堂教學通過多媒體呈現的感官刺激、交互操作、合作交流，既是一種反饋，又可以提高學習效率。相信未來的教學模式一定將科技、網絡、大數據等整合在一起。

（三）利用增強現實技術強化課堂教學。

以往的傳統教學，以在教室進行直接教學為主，由教材、教師、學生組成簡單的教學系統，這種傳統教學模式的缺點亦是顯而易見的。教師的表達方式、組織課堂的能力起著決定作用。在一般的教學模式下，學生對于學習的興趣大部分是源于教師的表達能力及活課堂氣氛所決定的。如果教師不能夠調動起學生對于學習的熱情，學習的積極性不高，那么這節課所講的內容就不能被學生消化理解，自然學習效率也就不會高。

多媒體技術在教育教學中的應用廣泛，使得教學效率可以大幅度增加。伴隨時間的推移，多媒體教學僅僅能在視覺上和聽覺上強化教學信息，還缺少教學信息和學生之間的互動。

將增強現實技術引入到課堂教學，可以減少教師由于表達不明確、語言組織能力缺陷等因素造成的課堂效率低的問題。課堂中如果引進智能互動的攝像裝置，讓學生們進入大屏幕中的虛擬世界，可以直接在屏幕中看到自己，有著身臨其境的感覺，會增強學生的學習興趣，學習效率也會隨之增加。

增強現實技術具有良好的互動性和展示效果，可以讓學生們的注意力集中，同時還可以培養他們的興趣。

三、增強現實技術應用于教育的挑戰

諸多的科學實驗證明，增強現實技術應用于學習中具有很大的發展前景。但也不難看出，增強現實技術應用于教育教學中是一個新鮮事物，并且有的研究存在著諸多缺陷，還需要時間去解決。

教師將增強現實與教育教學相結合，改變原本枯燥的教學模式，丟掉備課筆記，重新構建一套完整的教學方案等，這些都將有助于增強現實技術走進教育教學。

四、結語

增強現實技術把大家帶入一個新的數字化時代，它不僅給我們提供一個簡單的互動平臺，更多的是帶給我們一種新型的教學模式和方法。在未來幾年，將會是增強現實和虛擬現實的時代。科技在進步，人類在發展。在增強現實和虛擬現實這個大的環境下，順應時代發展趨勢，增強現實技術將會在教育界大放光彩。endprint