AR技術的應用對中學生創新學習的推動和幫助

王一淋

（西北工業大學附屬中學，西安 710072）

現今，隨著現代信息技術的不斷發展，中學生學習對更加直觀、可體驗、互動更強的現代技術的需求日益增強。AR技術以其獨具的應用和特點，受到中學教師和學生的廣泛關注和普遍興趣。其應用推廣對解決諸多的技術性及學術性難題作出積極的探索貢獻，中學階段的基礎性學習同樣也受到信息化網絡技術發展的實際影響。為更好的運用信息化網絡發展趨勢，依照中學生個性學習特點和理論實驗相結合的需要，將AR技術引入中學生創新學習方面尤為必要，是推動中學生創新學習發展及解決中學知識學習和實驗實踐活動聯系不足問題的有效途徑。

1 AR技術應用在中學生創新學習方面的應用概念

（1）信息化學習。它是指通過網絡信息途徑實現對課堂中所學知識內容的深入分析與應用，采用信息化輔助手段提高學習效率。傳統的信息化學習主要采用計算機、智能手機及其它信號網絡終端設備等輔助設備，雖能夠基本滿足中學階段的學習的部分需求，但難以彌補信息化學習體驗性不強、時效性不高及效果有限等問題，對于課堂專業知識學習的交互能力也有一定的實際局限性，為更好的滿足中學生的信息化學習需求，提升中學生學習興趣和創新學習意識，采用現代AR技術做全面的信息化學習交互勢在必行，是提高綜合性學習效益及創造有利信息化學習環境的重要基礎。

（2）AR技術應用。AR技術基于信息化網絡虛擬成像技術開發，利用虛擬空間模擬及信息空間的圖像構架，實現對現實環境與信息環境的有效銜接，通俗而言即是運用網絡圖象技術對現實空間圖像對深入重疊，通過對影像參數的調整，確保計算機錄入內容與空間圖像成像內容保持一致。現階段的AR技術運用總體而言較為成熟，在科研、軍事、醫療、娛樂及建筑等領域應用廣泛，綜合以上技術應用環境，AR技術在中學生創新學習方面也必將成為現代中學教學技術的重要組成部分，對解決諸多的中學理論化及實踐化知識結合難題具有重要意義與價值。

2 AR技術應用特點優勢與中學生創新學習的有機結合

AR技術是在計算機技術基礎發展出來的應用技術，通過各類系統形成虛擬演示環境增強人們對現實環境的感知，能通過軟件系統和硬件系統將現實中的或者實驗過程中虛擬物體、虛擬圖像和圖像指示疊加到目標場景中，提升人們的臨場感和實際感，把現實環境中無法實現的場景通過終端或屏幕展示到人們眼前。

2.1 AR應用技術特點

（1）虛擬與現實的有機結合。通過AR技術可以將現實操作和實驗過程中操作的影像、圖示、指示疊加到教學環境和實驗環境中，中學生可以通過視頻終端或屏幕進行觀看，通過傳感器將學生的操作信號輸入到系統中，實現虛擬影像、圖示、指示的移動、操作和調整，將虛擬信號和場景疊加到學習和教學的真實場景中，提升學生的學習效果和學習興趣。

（2）人機實時互動的特點優勢。AR技術將現實的人與環境的互動完整映射到虛擬環境中，人機操作真實模擬了人與環境的交流，增強了學生的真實感、臨場感，使學生學習融入到了虛擬環境中。交互性系統完全淡化了實際環境中的位置，而虛擬到了整個環境中，符合人類圖像記憶的優勢特點，極大的提升了學生學習的效果和質量。

2.2 AR技術的應用在中學生創新學習中的優勢

（1）難點知識的形象化、直觀化、可視化。中學生的學習過程難點是文字知識的枯燥性和乏味性，記憶難度大。而中學教學課件中大量的圖像資料、實驗操作的可視性資料都是學生感知現實、增強感性知識學習的良好工具。如何發揮這部分知識的學習優勢，增強和加深學生的學習記憶，成為多年來提升中學生學習效果的主要研究課題。而AR技術的出現和廣泛應用，使得這些問題迎刃而解。如前所述，AR技術的特點就可以把這些傳統教學中無法真實展示的現實場景虛擬顯示到學生面前或眼前，迎合了中學生新奇、好動、探索的心理特點，縮小了基礎理論知識和實踐操作的距離，激發了學生的主觀興趣和學習動力。

（2）學習興趣的提升和探索。如何做好中學生教學工作，增強學生的動手能力和實踐操作能力，提升學生的學習興趣，是教育學科長期研究的課題之一。作為一個學生，不是機器，而是活生生的一個個體，人的記憶力、注意力和興趣都是波動變化的。學習過程不能一味的強壓硬灌，學生的學習興趣激發是關鍵。AR技術的實時交互的特點，通過虛擬環境提升了學生動手和操作的能力，促進了學生分析問題和解決問題的能力，對學生的感知思維營造具有很強的促進作用，有利于學生學習興趣的提升和探索。

（3）教學管理和教學方式精煉化。AR技術可以針對不同基礎、不同水平的學生調整參數設置，開展針對性的展示和演示，其難度和深度可以通過設置和調整來掌控，解決了中學教學中因人施教的難題，使得學生教學管理和教學模式更加簡單。部分學生在課堂上沒有領會貫通的知識，課后可以繼續觀看學校教學的視頻解說，概念化的知識掌握后，可以自己通過AR技術搭建的環境，進一步操作和演示，掌握課堂學習中未領會的知識和內容。

3 AR技術應用在中學生創新學習方面的推動與幫助

（1）基于AR技術內容構建信息化學習環境。AR技術終端環境適應性較高，技術密集度控制較為容易，可適用于多種數據傳導環境，且受其特殊的信號傳導介質影響，AR技術運用早已形成完善的網絡構架體系，通過計算機設備可有效控制多臺AR移動終端，視頻信息匹配度較高，基礎技術特點與現代信息化學習需求不謀而合。例如傳統的題目訓練練習，需要首先將題目進行解析并得出結果，將題目解析結果與答案結果對比，答案內容的解析并不全面，僅可對題目計算結果做對比，而未能對計算過程中做全年列舉。而AR技術信息化模擬智能化水平較高，具備一定的技術測算及計算能力，將題目信息錄入AR設備可得出更為詳細的題目運算過程，相比于傳統的題目訓練能夠為中學生創設良好的信息化學習環境。

（2）建立完善的AR技術模塊數據化學習體系。AR計算技術并非單一的軟件管理模板，需要結合硬件系統配置及數據信息庫配置有效的運用于中學生創新學習。數據信息庫建立可根據經常出錯的題目內容，做錯誤內容分析，并將部分有價值的錯誤進行深度整合，根據專業知識學習較弱的一項及多項內容制定有針對性的學習目標，同時可提供錯誤模板比對分析模塊，改善學習過程中題目摸不準及關鍵學習知識節點掌握不全面的實際現狀。傳統的學習環境主要依賴教師的專業化指導，在人為因素影響下對錯誤題目的分析常常易產生一定的疏漏，而AR技術則可有效的解決以上問題，確保題目錯誤分析的實際準確性。

（3）AR技術影響下的學習內容多元化呈現。AR技術模組內容豐富，各個單元內所呈現的信息數據各有不同，在學習方面可以按照自身學習條件及學習能力做科學選擇。早期的課堂信息化學習較為重視對基礎學習單元的運用，忽視了深層學習資源的運用，AR技術具備數據資源整合能力，在課下可將課堂中所學的內容做更為全面的信息反饋，使信息內容的呈現更符合總體創新學習需求。

（4）AR技術運用對中學生學習思維的開拓。傳統的中學課堂學習及課下學習內容銜接緊密，學習數量得以保障，但由于學習負擔較重，難以形成獨立的思考空間，學習質量的平衡過多的依賴書本內容。AR技術在提高學習效率的同時，能夠創設獨立的思考空間，不斷的開拓學習思維，破除傳統課堂教學模式下對獨立思考學習能力的束縛，為未來階段更為深入的了解及掌握所學的知識內容奠定堅實的思維邏輯基礎。

4 結束語

總之，AR技術的應用對于中學生創新學習的推動及幫助不僅僅是理論知識學習層面，在深入知識內涵及解決實踐知識學習難題方面，也時刻發揮積極作用，對培養良好的專業學習思維及獨立思考能力有一定幫助，是未來階段中學信息化學習環境體系構建必不可少的重要輔助學習手段之一。