增強現實技術（AR）在高職教育的應用現狀及對策

劉紅霞

摘要??? 增強現實技術廣泛應用于多個領域。通過分析增強現實技術在高職教育中的應用優勢，總結高職教育實際應用中存在的問題：優質資源稀缺、注意力隧道效應、定位及邊界精度欠缺等，提出提高教師信息素養、增強平臺的易用性兼容性、無線網絡、跟蹤注冊等關鍵技術的發展三條建議對策，以提升AR在高職教育中的應用效果。

【關鍵詞】增強現實技術 高職教育 現狀分析 對策

1 增強現實技術（AR）

增強現實技術（Augmented Reality，AR）是虛擬現實技術的延伸與發展，是一種將虛擬物體無縫整合到現實世界的先進技術。AR在國內外都得到了廣泛應用，基于AR的教育在美國逐漸成為一種普及的教育媒體設計方案，我國也正加大對VR/AR的產業扶持，力爭打造VR/AR的產業大國。在教育領域，北京師范大學研發的“未來之書”是增強現實應用在教育領域的典型代表，AR在真實情景上創建更逼真的學習探索情境，克服傳統技術的不足，增強學習者現實體驗，激發了全新的教育教學模式1。然而，高等職業教育有職業性、技術性等特點，如何將AR應用到高職教育，提高教育教學效果，這也是當前高職教育教學改革的當務之急。

2 AR在高職教育領域的發展優勢

2.1 簡單強大的技術支持

AR的技術支持主要包含硬件和軟件兩個方面。硬件方面，相比于VR硬件要求較低，AR用戶通常只需平板電腦或手機等移動設備，或者是一臺配置攝像頭的電腦就可以在適宜的場所使用，不再需要戴沉重的頭盔、手套等設備2。軟件方面，AR系統軟件實現了學習者學習狀態和學習軌跡實時記錄與查看，并根據任務停留時間和操作結果給予提醒，有助于學習者正向刺激，有效防止任務中斷。

隨著AR技術的迅速發展，利用AR技術的可擴展和兼容性，還可以多種學習支持的軟件，如在醫學教學中，神經系統和解剖是教學的重點和難點，為了讓學生更直觀學習了解解剖的過程，教師可以借助AR技術創建解剖的小程序，讓學生在真實情景中更直觀的學習。

2.2 豐富學習資源的表現形式

AR為學習者提供了更加真實的情景，可以將火山爆發、地震、天體運動、電磁場、細胞結構、微觀粒子等現實世界很難獲取或者接觸到的現象、過程表現得真實可見，豐富了學習的資源，這為教師教學和學生的理解提供了極大的便利，使那些難以用語言描述的知識變得生動直觀，給學習者身臨其境的親身感受，直觀再現真實場景，有效提升學習的深度與廣度。AR技術的動感實時交互、真實情景、跨越時空限制等特點增強了學習的趣味性，極大地激發了學習興趣，同時提供的可觸摸、可操作的實踐場景使學習者更愿意自己探索和建構知識3。

2.3 構建真實的學習場景

AR是在真實的情景中進行學習，這使學習感受更加真實，人機互動更加準確高效;在AR學習系統中，進行參數輸入時，我們利用手機或者電腦的真實鍵盤，真實的觸摸感使輸入更加精準。如在高職實訓中，可利用AR技術為學習者立體展現汽車器件的拆卸和組裝的詳細過程，這能夠與教師現場演示的一樣真實。

3 AR的高職教育應用存在的問題及解決方法

AR作為一種新型教育技術，自推廣以來就被各領域廣泛研究應用，在高職教育中呈現上述各種優點，但AR在高職教育應用還存在需要進一步研究、改進的問題。

3.1 優質的教學資源稀缺

AR教育應用正呈現勃勃生機，但要將其大規模地應用到高職教育中，存在的最大問題就是資源問題。現有的AR系統大多數是為某個項目開發的，復制推廣比較困難。而基于AR的教學資源的開發，需要有精通計算機知識的計算機專業人士，也需要有掌握教育教學規律、教學方法、教學內容和因材施教的教育學專家，而同時具備這兩方面知識的人才極少，這是AR教育資源開發的主要阻力，也是AR教育資料稀缺的重要原因。

因此，要解決AR教育資源的問題，一方面可以整合利用如Alchemy VR、Discovery VR等商用系統的資源，另一方面需要增強AR的普及性研究，提高可操作性;同時還需要加強教師的信息素養及計算機能力的培養。

3.2 注意力隧道效應

AR系統的信息展示方式更加豐富、有趣，學習者很容易將注意力集中在內容展示的形式上，忽略了需要學習內容的理解，甚至導致學生不再愿意閱讀單純的文字信息。如此一來，AR系統的作用相當于一個隧道，縮小了學習者的關注面，對學習者形成注意力隧道效應。

要利用AR設計好一堂課程，讓學生既覺得有趣，又能傳道解惑，需要設計者或者教師充分考慮高職學生的學習特點，重點設計AR教學場景的各個功能模塊，突出學生的主體地位、進行體驗、探索學習，實時交互讓學生深入理解教學內容，從而避免三維虛擬場景引發的注意力轉移。

3.3 AR技術定位與邊界精度欠缺

跟蹤注冊作為AR的關鍵技術之一，依賴于無線網絡或GPS實現定位，而定位的精度顯著影響AR系統的工作性能和學習者的使用感受。同時，AR技術的挑戰性在于如何區分虛擬信息與真實物體的邊界問題，虛擬物體與真實物體相互遮擋呈現不同的位置關系，直接影響學習者對事物的理解4。

基于自然標記的AR技術定位精度與邊界問題的解決，一方面依賴于AR跟蹤注冊技術的發展，另一方面依賴于計算機網絡技術的提升，AR教育應用中需要考慮將AR設備放置在易于接收無線或GPS信號的空間內，同時設置識別性強的標識，以提升AR定位的精度和邊界識別性。

4 AR在高職教育應用的對策分析

隨著計算機技術的發展，AR在高職教育中將發揮越來越重要的作用，要提高AR的應用效果，首先需要不斷提高教師相應的專業理論素養和實踐技能，加強教師信息素養的培養，使教師有能力根據教學實際個性化地設計、開發相應的AR教學資源，從而減輕注意力隧道現象的發生。其次，優質的AR教育資源開發需要有穩定的平臺來創建，增強AR平臺的開放性、兼容性和配套工具的廣泛應用，應當增強AR平臺的易用性，操作簡易流暢，三維展示內容選擇合理，注意設置合理的提示提醒，學習者可以選擇自己熟悉的設備進行學習;實現AR資源的個性化設計，以滿足個性化的需求。再次，無線網絡技術的發展和AR關鍵技術的進步，也是提高AR高職教育應用的關鍵因素。

參考文獻

[1]雷浩鵬，辛玲.基于增強現實技術的沉浸式教學方法設計研究[J].計算機教育，2019（01）：130-133.

[2]張菊芳，王海燕.增強現實技術在教育領域的應用現狀及對策研究[J].數字教育，2018，4（05）：60-65.

[3]于翠波，李青，劉勇.增強現實（AR）技術的教育研究現狀及發展趨勢——基于2011-2016中英文期刊文獻分析[J].遠程教育雜志，2017，35（04）：104-112.