AR技術在高校實踐教學應用的研究

摘 要：由于當今時代的不斷發展，AR技術已經被越來越重視，由于其本身具有的高科技元素，和強大的實際應用能力，在各個領域都受到了廣泛的歡迎。AR技術在高校實踐教學中不斷深入。AR技術課程是當下數字媒體專業學科的必修課。本文從AR技術專業課程入手，詳細探討其教育現狀，并更深一步提出AR技術應用的需求和要點。目的是要全面的實際教學過程中提高通過AR 技術的教育效果和質量。

關鍵詞：AR技術;數字媒體;教學應用

AR技術由于其特殊優勢開始被當今高校重視，并且在高效的實踐教學中逐漸應用，AR教育使學生能夠看到現實世界中融合的虛擬對象，并增加了他們對虛擬事物的體驗感。本文主要將介紹AR技術在AR技術引擎過程中的使用。 AR技術作為一種新興的技術手段，高校進行科學教學的必要技術。AR技術本身是一種集抽象與復雜一體的科學技術，它的圖形外形是相對復雜并且實用的。AR技術在本課程中的應用，為信息技術學習增添了樂趣，從而提高了高校教師的教學效率，為學生提供了更直觀、更生動的3D視覺沖擊。AR技術能夠達到時刻跟蹤虛擬技術利用相機完成虛擬世界的建構，并使用相應的成像技術融合現實世界和虛擬世界的信息。該技術能夠將虛擬與現實相融合，達成兩者之間的交互作用，并且通過屏幕擴展或補充技術手段來填充該方面的技術空白。

一、AR技術在高校實踐教學應用的現狀

AR技術課程內容包括場景構建、動畫操作系統、畫圖和實際技術等，Unity基礎、3D Max建模等，也涵蓋在其中，增加了教學工作量教師的工作量和難度。AR技術課程教授了地形系統、空間、粒子系統及其密切關系。教科書包含許多案例供學生學習。AR技術課程的教學操作都是按照3D圖形輪廓進行建設，但教科書圖紙都是2D圖形。換句話說，只是從單純的理論探討無法達到實際的教學水平。沒有很強的圖像識別能力，學生不能夠清楚地識別教科書中的3D圖形結構。AR技術擁有超強的圖形模擬技術和超真實的物理效果。在實際的場景效果中，要進行多步驟執行，比如AR技術為基礎的開發環境，C語言的運行環境，還有對硬件要求很高的空間建模3D Max設備。但是，實際上，許多高校并不能夠滿足提供該課程的實驗室來達到硬件資源要求，因此運行某些AR技術的程序可能會斷斷續續或閃爍。

二、AR技術在高校實踐教學應用的必要性分析

通過AR技術應用的課程所面對的學習對象或理論結構都比較復雜，使學生難以理解學習知識的結構，無法對要學習的知識進行合理的建模，導致在最后程序運行中出現一大堆問題發生。但是，利用AR技術認真表征3D游戲物體模型，有助于學生形成物體結構識別的具體形象，從而跟上現代科技教育的進步，加強課堂教育，充分調動學生的學習興趣。AR技術課程的實際操作需要學生根據教科書的公示方法3D空間內建模并導入AR環境進行編程。目前，中國大部分大學關心的是教學理論表達不明確，而是實際環境硬件配置限制不能滿足實際操作的教育要求，以及保證實際操作的完整教育質量。AR技術促進學生更正確地感受到游戲對象建模，填補傳統動手教育的不足。AR技術課程的傳統教科書的語句表述不清，教育資源有限，擴大了理解難度。但是，現在的AR技術可以補充數字教育資源，彌補短板，擴展數字學習的深度和廣度。這方便了學生去獲取知識，提高了知識獲取的效率。

三、AR/VR技術對高校實踐教學應用的研究內容

如今的教學內容是按照特定的教學流程或者教學步驟進行的教育的每一步都有特定的要求，是一種比較固定沒有特殊原因不能更改的活動過程。一般來說教學實踐內容主要包括具有中心意義的教學思想或者理論，并且有教學內容，教學目標，操作順序，和合理的師生配合，最后再教學結束后對教學進行評價和改進。每種不同的教學實踐內容都有各自的教學目標和教學特色，形成他們特有的教學模式。但是作為合理的教學實踐內容，要整體把握住教學實踐中心思想和各要素之間的合作關系，并且還要突出實踐活動中的可操作性和合理性。AR技術在高校實踐教學應用對特定的教學內容，教學各要素都有很深刻的影響，能夠增加學生對于學習內容的興趣，提高學生的創新能力從而達到提高高校教學效果的目的。

3.1 重新組建合理的教學理念

過去以往的教育理念是老師作為課堂的主體不斷的向學生灌輸知識。現在很多高校的教育就是老師不給與學生自我操作的機會，只負責將理論進行講解，學生沒有辦法通過實際的動手操作來完成對知識的深入了解，而AR /技術是一種能夠帶領學生達到沉浸式、概念性和互動性的科學技術，讓學生在學習中得到情境感知功能。學生能夠通過AR技術來將老師課堂中生澀難懂的知識進行溫習，通過實際操作來加深對理論的了解，與此同時，AR技術能夠打造出來的虛擬環境與現實環境幾乎一樣，學生不存在使用AR后會出現失落感，AR技術中的教育思維不僅僅是告訴要學習的學生知識到底是什么，而是讓他們親身感受知識。從書本上生硬的理解知識到實際環境中體驗知識是學習方式的改變。學生將虛擬與現實相結合并且加之場景互動，將以往傳統的被動學習變為主動探索性學習，改變教育的思維方式。

3.2 將過去的教學目標進行改革

在過去教育中，教育的主要目的是將教師的知識傳授給學生。然而隨著課程的不斷改革，學生通常對老師講述的知識達到一知半解的程度，或者對老師講解的知識毫無頭緒。老師常常在講臺上講的熱火朝天，學生在下面玩的不亦樂乎。真正能夠認真聽講的學生少之又少，故而傳授知識的目標是完全無法實現的。AR技術模式教學可以利用學生之間的互動、或者師生之間的互動等方式鼓勵學生去自行參加課堂學習并且高質量的進行自主學習，其根本目的是學生通過體驗式學習，提高學生對知識的興趣，增加對知識的了解，增加當前課堂的學習效率。

3.3 操作程序的改變

每種教育方法都有相應的操作流程和順序步驟。也就是說，它整體的引導著課堂教師和學生先做什么，然后再做什么。以往的課堂中操作程序大多數是根據教師來決定的，是教師協調和組織課程教學、評價等過程的一種方式。AR 技術模式的課堂課程增強了互動課程過程，可能需要在課堂上與學生共同探討互動才能完成課程內容。課堂檢測等環節操作形式也與傳統課堂發生了顯著變化，整個課堂教育過程已經發生了徹底的改變。

3.4 師生角色轉變

以往的教學的一種常見形式是老師在課堂上主要講課，學生在講臺下聽課。課堂始終以教師為作為中心。在這種形式下，學生容易失去了自我，認為課堂通常與他們無關。在教室里開小差，課堂效率低下。在如今的新模式下，教師可以為每個學生設計不同的內容，滿足于不同學生的需求，這往往要求學生交互完成。如此這般的課堂是根據學生自身開展起來的，學生是課堂的重點，教師是課堂的指引者，通過這種教師和學生角色的轉變，提高了學生在課堂上積極參與學習的能力。

3.6 教學評價方式的改變

在以往的課堂中，教師很難對多個學生進行認真的關注，尤其是個別學生。在AR技術教育環境中，教師可以通過學生互動活動，使用AR技術教育系統達到實現對學生不同的評價。 例如，學習學科專業知識點設置試題，可以讓學生自行選擇，再利用系統對學生的操作進行判斷，為提供學生知識熟練程度的測試。該測試能夠同時提供給所有學生，這就解決了以往課堂教師無法關注到每一位學生的問題。

結語

AR技術是一種高效的教學教材，可以讓教師的課程風格和圖像變得生動有趣。能夠增加學生的對于學習的興趣，使他們能夠在舒適輕松的環境中自主學習。這種通過AR技術進行的探究式學習，可以提高學習效率，增加學習效果，在高校實踐教學中不斷應用，因此，需要從多方面推動和加速這種科技與教育的深度融合。

參考文獻

[1]李佩.基于大數據的計算機網絡技術實踐教學質量評價指標體系研究[J].網絡安全技術與應用.2020-05-15

[2]曹琳.基于校企合作的計算機科學與技術實踐教學模式的思考[C].2021年教育創新網絡研討會論文集.2021-04-21

[3]郭曉玲.基于學生自主學習能力培養的初中信息技術實踐教學[J].教育信息化論壇.2019-10-01

[4]宋小飛;劉惟飛;譚錦才;施召才;馬偉文.問題導向學習法在環境分析技術實踐教學中的應用[J].實驗技術與管理.2019-07-23

[5]馬輝;李文靜.“多模式、梯度性、信息化”的電力電子技術實踐教學體系研究[J].電氣電子教學學報.2020-08-15

作者簡介：

劉挺，講師，江西上饒人，1982年5月，學歷：本科，學位：碩士，研究方向：計算機應用技術，工作單位：上饒幼兒師范高等專科學校。

注：本文系江西省教育廳科學技術研究項目一般項目“AR技術在計算機組裝與維護課程實訓教學中的應用研究”階段性成果（項目編號：191259）