華騰魔眼（AR）在信息化教學中的應用

劉詠濤 張柏

摘要：在信息化教學手段日益發(fā)展的背景下，以《機械制圖》教學為例，介紹了應用華騰魔眼（AR）手機APP實現(xiàn)信息化教學過程。文章主要介紹了華騰魔眼（AR）掃描生成的可調(diào)整三維實體圖形在課堂中的應用過程，該手段可增強學生的主觀能動性，顯著提升教學效果，并解決學生上課玩手機的問題。

關鍵詞：信息化教學手段；AR；手機APP；三維實體圖形

在當代大學校園里，智能手機作為生活和社交工具，已然成為了大學生的標準配置，大學生“手機控”現(xiàn)象已經(jīng)相當普遍。[1]學生上課玩手機現(xiàn)象對高等教育的傳統(tǒng)教學模式和教學方法提出了新的挑戰(zhàn)。如何提升教學效果，是教育工作者面對的一個重要課題，不同的老師對于課堂有不同的管理辦法。比較常見的有兩種方式：一是禁止學生在課堂上使用手機，比如強制要求關機或者課前收繳手機；二是把手機作為一種輔助教具，在授課過程中要求學生通過手機完成部分課堂授課任務，這樣學生無暇用手機做與學習無關的活動，從而提升教學效果。

一、信息化教學手段

如今信息化教學手段迅速發(fā)展，很多高校教師把現(xiàn)代科技手段融入到課堂中，取得了一定的效果。信息化教學模式是建立在建構(gòu)主義理論基礎之上的，其學習環(huán)境包含情景、協(xié)作、會話和意義建構(gòu)四個要素。[2]信息化教學手段主要是以多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)為依托的一種新型的教學手段，具有傳播方式多，信息流量大、交互性能強，傳統(tǒng)信息化教學手段有視頻、動畫、半實物仿真模型等，比較前沿的信息化手段有VR（虛擬現(xiàn)實）、AR（增強現(xiàn)實）等。應用現(xiàn)代信息化手段，把手機作為一種學習工具，符合學生的思維與行為習慣，特別是用于教學的手機APP傳遞更強的視覺信息，能夠顯著提高教學效果。

二、華騰魔眼（AR）教學軟件

（一）華騰魔眼（AR）簡介

華騰魔眼（AR）是一款基于增強現(xiàn)實技術(shù)（AR）的實用型手機教學軟件。[3]該軟件配合“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新型教材，采用AR技術(shù)構(gòu)建實時互動的教學環(huán)境，把抽象的二維圖形轉(zhuǎn)換成三維模型，便于感官接受。在《機械制圖》課程的教學過程中，AR技術(shù)有助于初學機械制圖的學生快速理解圖形結(jié)構(gòu)及空間坐標。

（二）華騰魔眼（AR）安裝與應用

華騰魔眼（AR）支持Android系統(tǒng)和蘋果IOS系統(tǒng)。智能手機在連網(wǎng)狀態(tài)下，通過掃描華騰教育主頁二維碼在手機上下載安裝華騰魔眼（AR）手機APP。然后打開手機APP進入主界面，點擊進入書架，選擇需要的教材，手機App自動下載教材的三維建模數(shù)據(jù)。下載完成后，手機App自動進入攝像頭掃描狀態(tài)，當攝像頭掃描到帶有AR標記的教材圖片時，即可在手機屏幕上自動生成三維立體圖形，當圖形是多個零件連接時，三維圖形中的零件分別用不同顏色表示。除了在手機屏幕上顯示，華騰魔眼（AR）還可以通過手機接口轉(zhuǎn)接線連接到投影儀，實現(xiàn)手機操作大屏顯示。

三、應用華騰魔眼（AR）教學實例

以半剖視圖教學為例，應用引導法提出問題，讓學生應用華騰魔眼（AR）手機掃描課本上的機件圖例生成三維實體圖形，分析機件處于不同擺放位置時內(nèi)外部結(jié)構(gòu)的形體特征，然后由三維實體圖形推想二維視圖，并最終通過課本上的二維視圖驗證。

（一）提出問題

教師首先提出問題：半剖視圖的內(nèi)外部結(jié)構(gòu)有什么特征？為什么用一半表達內(nèi)部結(jié)構(gòu)，另一半表達外部結(jié)構(gòu)？由于學生已了解剖視圖主要用于表達機件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此對半剖視圖的表達方法產(chǎn)生疑問，即半剖視圖能否完整表達機件的結(jié)構(gòu)。

（二）華騰魔眼（AR）掃描實操

教師指導學生打開華騰魔眼（AR）掃描指定機件的圖片，此時在手機屏幕上生成該機件的三維實體圖形，此三維圖形和實物完全一致。通過手指的觸摸移動，可以使三維實體圖形按任意角度旋轉(zhuǎn)，從而可從各個不同角度觀察機件內(nèi)外部結(jié)構(gòu)。由于三維實體圖形直觀形象，學生容易產(chǎn)生興趣，并接受機件的結(jié)構(gòu)信息。教師在學生掃描過程中給予技術(shù)支持，也可以組織分組討論，讓學生充分發(fā)揮主觀能動性，并指導學生看清楚機件的所有內(nèi)部結(jié)構(gòu)。華騰魔眼（AR）掃描三維效果如下圖所示。

（三）結(jié)果驗證

教師總結(jié)提問：通過掃描可以看到機件有哪些形體特征？是否該機件具有對稱面？對稱的結(jié)構(gòu)可否用一半圖形來表達？學生通過三維實體圖形會理解機件具有對稱結(jié)構(gòu)，因此可用一半圖形來表達機件的內(nèi)部和外部結(jié)構(gòu)。但是在半剖視圖中內(nèi)部和外部如何分界？教師接下來講述半剖視圖的畫法和注意事項，并安排練習。在練習過程中可引導學生通過華騰魔眼（AR）掃描三維實體圖形和半剖視圖交互驗證，從而加深理解。

四、結(jié)語

隨著電子信息技術(shù)的迅速發(fā)展，信息化教學模式必然成為大學教育發(fā)展的趨勢。因此，在大學課堂中引入信息化手段是教學方法改革的重要途徑。以上實例證明，AR技術(shù)的應用，把手機等電子產(chǎn)品作為學習工具，有助于學生對于新事物的理解和記憶，可顯著增強學生學習的主動性，擺脫“手機控”，實現(xiàn)教師引導，學生為主體的學習模式，在很大程度上提升了教學效果。

參考文獻：

[1]王能引.大學課堂“手機控”現(xiàn)象的思考與對策[J].合肥學院學報（社會科學版），2015（6）：125127.

[2]張一春.如何理解信息化教學與教學信息化，新浪微博，20130311.

[3]華騰魔眼（AR）使用指南[EB/OL].https：//mp.weixin.qq.com/s？__biz=MzUyMzY3MjUxNA==&mid=2247486750&；idx=1&；sn=94e7c294239e5a380233bebaed650bff&source=41#wechat_redirect，20170228.