AR三維立體彩圖應用于生物教材資源開發

王瓊 王威

摘 ?要：課程資源開發一直是加速教育發展的重要研究方向，AR作為科技發展的先進成果，它所具有的將虛擬疊加于現實的功能對于生物這一需要大量圖片提升課堂效率的科目具有很大的有效性。

關鍵詞：AR;課程資源開發;生物教材

一.什么是AR

AR，是（Augmented Reality）即增強現實。它通過電腦技術，將虛擬的信息應用到真實世界，真實的環境和虛擬的物體實時地疊加到了同一個畫面或空間同時存在。

二.AR的應用現狀

國外已經有許多實際的應用。在德國，工程技術人員，在進行機械安裝、維修、調式時通過頭盔顯示器，可以將原來不能呈現的機器內部結構，以及它的相關信息、數據完全呈現出來。并可以按照電腦的提示，來進行工作，解決技術難題。使我們的工作非常方便、快捷、準確。摒棄了我們以前，需要帶著大量、笨重的資料在身邊，邊工作，邊查閱，一但出現，難題、緊急情況，不知所措的落后的方法和現象。在醫療方面，醫生可以利用AR，輕易地進行手術部位的精確定位。在軍事方面，部隊可以利用AR，進行方位的識別，獲得目前所在地點的地理數據等重要軍事數據。在航空、航海方面，駕駛人員，通過AR系統，能夠輕易、快捷、準確地獲得所處方位的地理、天氣、氣候等相關資料，保證順利地完成航空、航海工作。在旅游、展覽方面，人們在瀏覽、參觀的同時，將接收到途經建筑的相關資料，觀看展品的相關數據資料。

三.已有的可參考教材

在教育方面，在國內近期出版的醫學第九版教材運用了AR技術，通過下載相關 APP掃描圖書內容中的二維碼，提供與紙質圖書內容相契合的各種多媒體資源。包括高清大圖、視頻、PPT、音頻、各類文檔等。尤為突出的是課本中原本是黑白的圖，通過AR技術成為一個立體的三位彩圖。AR虛擬現實應用于教育是教育技術發展的一個飛躍。

四.AR在生物教材中使用的可行性

1.AR提升學習體驗

AR的使用可以將學習體驗從2D時代提升到3D時代，尤其是圖像這類。AR對于那些在空間認知方面將2D概念轉化為3D有困難的學生，尤其有用。生物課是一個充滿動態與過程的課程，傳統的教材用平面的文字和圖片講述過程，難免會晦澀難懂不便與學生的理解與記憶。依照國內已有的AR應用于教材的成果，我們也可以將生物書上的結構圖片以立體的方式展現出來。例如DNA雙螺旋模型，在學習這一章節的時候，很多學生對堿基配對充滿疑惑，立體的圖形給予學生一個直觀的形象，還有在學習細胞膜、細胞器這些需要利用圖去記憶的內容，我們會去制作模型來刺激學生記憶，利用AR技術省時省力，用科技的手段加深學生的記憶。

2. AR激發學生學習興趣、想象空間

生物教學中的絕大部分教學資源來源于生物教材，而傳統的教材枯燥、死板 應該引導學生利用已有的知識與經驗，主動地探索知識的發生與發展過程。學生敢想、敢說、敢做，他們富有個性化的奇異的想法、出人意料的操作、探索，往往超出教師預先的設計。面對學生的“標新立異”、“異想天開”，教師應努力使自己所掌握的課程資源與學生所提供的充滿個性化的課程資源相融合，促進師生之間、生生之間的資源共享，將學生所掌握的信息轉化為課堂教學的現實資源。而AR的使用，可以激發學生無盡的想象，當學生看到書本上的細胞器，DNA以立體的方式呈現給他們，他們可以看到血管和心臟的每一根毛細血管，那么學習的效果將會不言而喻。

3.AR加強與現實世界的聯系

AR無縫的融合了虛擬數字世界和現實世界。AR的一項功能，就是使用過程中的存在感和實體感。在生物的學習中，很多知識我們只能以圖片的形式去呈現，細胞的結構，人體的器官，動物的器官，很多我們日常生活中見到或者見不到的東西，當我們用AR技術將他們以動態立體的形式呈現在我們眼前時，就像是親眼見到了這個實物，這可以幫助學生回想以前有親身經歷的體驗，和之前學到的和以后將要學到的知識建立更深的聯系。

4.AR促進生物教學變革

隨著科技發展和社會的進步，應用于教育的科技也在不斷的進步，社會需要的人才也需要緊跟科技的發展，那么學樣的培養目標也隨之進步。通過AR技術推動傳統的“以教促學”的學習方式代之為學習者通過自身與信息環境的相互作用來得到知識、技能的新型學習方式，使學習者在接受知識的同時，也在感受和學習進步的科技。，促進這種教育方式的創新和教學方法的變革。

五.預期結果

隨著虛擬現實技術的不斷發展和完善，以及硬件設備價格的不斷降低，我們相信，虛擬現實技術以其自身強大的教學優勢和潛力，將會逐漸受到教師的重視和青睞，提升課堂效率予以了充分肯定，并對技術推動教學提出了更多的設想與可延伸的空間。將AR技術融入教育教學，并開發出一系列豐該方案由硬件、軟件、控制系統、教材、教案、試卷等組成，圍繞學科課程、地方課程以及校本課程，實現教學創新、學科融合及延伸，讓學習更有趣、更安全、更主動。但是教師需要強大的支持才能將AR技術整合進課程設計和教學計劃。AR在教育領域的應用會有一個非常陡峭但是令人興奮的學習曲線。

參考文獻

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