AR技術在初中信息技術教學創新中的應用研究

陳雨婷

【摘要】? ? AR（Augmented Reality），即增強現實技術，它是一種將虛擬信息與真實世界巧妙融合的技術。近年來，隨著人們生活水平的提高，AR技術越來越受到關注，把AR技術廣泛應用到課堂教學中，將是未來教育發展的必然方向。初中信息技術課程作為一門提升學生信息素養的課程，有必要將AR技術加入教學內容之中，進行教學創新。

【關鍵詞】? ? AR? ? 增強現實? ? 信息技術? ? 教學創新

一、理論綜述

AR（Augmented Reality），即增強現實技術，它是一種將虛擬信息與真實世界巧妙融合的技術，廣泛運用了多媒體、三維建模、實時跟蹤及注冊、智能交互、傳感等多種技術手段，將計算機生成的文字、圖像、三維模型、音樂、視頻等虛擬信息模擬仿真后，應用到真實世界中，兩種信息互為補充，從而實現對真實世界的“增強” [1]。

近年來，隨著人們生活水平的提高，AR技術逐漸走進人們的學習、生產、生活中，越來越受到人們的關注，我國也開始重視AR技術的研究和應用。將AR技術應用于教學，其優勢就是將不易觀察的事物或現象通過虛擬模型在真實環境體現出來，使一些抽象的內容形象化，無法體驗的內容變得可視化，復雜的過程變得簡單化，解決了傳統教學中，文字、圖片讀物枯燥、難理解、無互動的問題，通過創設虛實結合的現實情境，增強學生學習過程的互動性，學習內容的趣味性與學習對象的真實存在感 [2]。

在初中階段已有一些實踐，如“妙懂初中地理”，它是一款AR教育軟件，它將所有初中地理知識難點逐個轉化成淺顯易懂、生動有趣的AR或3D等多媒體內容，可以給學生以視覺沖擊，極大的增加了課堂教學的互動性，可以有效激發學生的學習興趣，充分調動學生的積極主動性，進而提高課堂教學效果和效率[3]。

把AR技術廣泛應用到課堂教學中，將是未來教育發展的必然方向[4]。在初中階段的一些學科中（如地理），AR技術已有一些實踐，但卻不廣泛，絕大多數學生在使用這項技術之前、甚至使用之后，對于AR技術都是不了解的。初中信息技術課程以培養學生的信息素養為目標，具有文化教育意義;在面向實際應用的過程中，要求學生掌握信息技術的基礎知識與基本技能，關注前沿技術，為培養能適應信息社會發展的創造性人才打下基礎。

故此，在初中信息技術課堂上，將AR技術加入教學內容之中，讓學生了解、學習、嘗試運用AR技術，是很有必要的。這可能將為AR技術在其它學科教育教學中的應用打下堅實的基礎。

二、 教學理念設計

“初識AR”本課體現的信息技術學科核心素養是：

1.了解AR的含義、原理及特點，了解AR技術相關的應用，了解AR技術對社會發展、科技進步以及個人生活與學習的影響（信息意識）。

2.能根據需要，選用數字化工具開展自主或協作學習，創造性地解決問題（數字化學習與創新）。

3.能在網絡交流中形成對自己所發布信息的責任意識（信息社會責任）。

“初識AR”本課教學主要隸屬于信息技術學科“信息的加工與表達”模塊的內容：能使用一種信息集成軟件，根據主題表達的需要集成文字、圖片等素材，設計與創作多媒體作品。對作品進行展示與評價，并思考作品所用的各種形式的信息在表達主題上的效果。

本課的教學目標主要有兩個：一是讓學生體驗到AR技術的魅力;二是讓學生嘗試初步制作一個AR作品，感受到AR技術并不是那么遙不可及。

“初識AR”本課教學對象是初中學生，他們在小學時使用過“WPS文字”、“WPS演示”軟件制作過主題文檔和演示文稿，有初步的多媒體作品制作經歷。他們對事物充滿了好奇心，易于接受新技術。

初一年級的課程將更進一步學習應用文檔設計與制作、演示文稿設計與制作，也會學習圖片加工與制作、音視頻加工與制作。

本課可作為對初一年級多媒體制作相關課程的補充。教學環境需要：網絡多媒體教室、“視+AR”平臺、iPad、多媒體素材。

學生通過視頻和實例，理解AR技術的含義、原理、特點及發展。通過案例欣賞和互動體驗，了解AR技術在社會、生活、學習中的一些應用實例和影響，感受AR技術的魅力。通過教師演示、自主練習、小組合作，掌握通過“視+AR”平臺的模板創建AR作品的方法與過程。

三、教學過程

教學環節一：情境引課

問題引領：教師播放《頭號玩家》電影片段后，展示VR眼鏡，提問：大家知道老師手里的是什么嗎？

生：VR眼鏡

師：VR是什么？

學生回答，PPT展示：Virtual Reality虛擬現實

視頻導入：教師播放《鋼鐵俠》片段，問：鋼鐵俠戴的是什么眼鏡呢？

生：……

引入課題：它是AR眼鏡，這節課讓我們一起走近AR吧！

設計意圖：層層設問，引入學習主題。通過微視頻，讓學生進入情境。VR（虛擬現實）技術對于現在的學生來說已不陌生，在生活中或多或少都有一定的了解，通過VR引出和它具有一些相似性的本課主題——AR。

教學環節二：新知探究

活動1：AR是什么？

教師提問：AR的中文含義是（ ）現實？AR畫面中（ ）的場景和（ ）的場景同時存在？在AR中，能“自動識別跟蹤物體”，還是“要手動指出”？

學生活動：觀看微視頻并在其中找到以上問題的答案，回答問題。

教師提問：教師展示出5幅場景圖片（包含AR場景和VR場景），提問哪些場景是AR場景？

設計意圖：學生帶著問題有目的地觀看微視頻，了解AR的含義、原理及特點。以“練一練”找出AR場景的方式，增強學生對AR概念的理解和記憶。

活動2：AR離你有多“遠”？

學生活動：欣賞視頻片段《孫楊打破世界記錄》，得出結論，AR離我們不遠，很近。

教師引導：想想看，你們在生活中何處接觸過AR技術呢？（學生回答）

學生活動：學生代表體驗AR拍照軟件“Faceu激萌”。

小組活動：學生分小組每人嘗試體驗AR學習軟件“妙懂初中地理”中的地球自轉和公轉、中國的地形等AR效果。

設計意圖：通過視頻欣賞和AR拍照軟件體驗，讓學生感受到AR距離我們很近。通過體驗AR學習軟件，讓每個學生親自感受AR效果，體驗AR的獨特魅力，了解AR在多個領域的應用價值。同時讓學生了解到AR的識別圖概念，為后續制作AR作品做鋪墊。

教學環節三：小組合作，創建AR作品

學生活動：學生欣賞之前學生的AR作品，嘗試用iPad去自己查看效果。

教師演示：教師打開iPad上的“視+”APP，輸入邀請碼后，通過攝像頭掃描識別圖，AR效果同步投屏并廣播至學生屏幕，教師介紹素材庫功能，演示使用模板創建AR作品的制作方法和過程。

教師引導：同學們，我們一起來查看幾則AR 作品模板，我們試著來分析看看不同的模板適合制作什么類型的作品。（學生回答）教師給出優秀AR作品的標準，提醒：在作品最終發布前，不論最終是否允許推薦作品到熱門作品，都要對自己所發布的信息負責任。

小組合作：各組組員分工合作，創建AR 作品，使用iPad查看AR作品效果。

設計意圖：通過學生作品欣賞，了解邀請碼和識別圖的作用，提升審美情趣，開闊思路。通過了解素材庫，引導學生利用素材庫協同工作，完成小組任務。通過模板分析，引導學生選擇合適的模板更好地表達主題。通過教師演示和小組合作，掌握使用“視+AR”平臺的模板創建AR作品的方法。在作品創建和發布過程中，教師引導學生承擔信息責任，對作品負責，自覺維護健康正能量的信息環境。

學生活動：每個小組的代表展示和闡述每組的作品。全體學生投票，評選出最佳小組作品。

設計意圖：培養學生的語言表達能力。通過欣賞其它小組創建的作品，提升學生的審美，鼓勵學生發散思維，取長補短。

教學環節四：總結與提升

學生活動：學生觀看AR技術的最新發展情況視頻《國內首例AR手術在西安完成》、《武漢成為全球首個AR城市》，對AR技術作思考和暢想。

教師總結：本課學習情況。

設計意圖：讓學生了解AR技術的發展及前景，鼓勵學生對于信息技術創新所產生的新觀念和新事物，具有積極學習的態度、理性判斷和負責行動的能力。

四、 教學反思

在初中信息技術課堂上，應用AR技術可以塑造多維空間的場景，學生不再是簡單地聽老師講課，還實現了多感官結合。

在對學生的教育中，應用AR技術需要做好課程資源建設工作，軟件設施和硬件設施都要齊備，更重要的是要帶動學生主動學習和探索知識，把握住知識的重點和難點。這對教師的專業技術能力提出了更高的要求，能夠根據教學對AR技術合理運用，才能獲得良好的教學效果，教師使用AR技術，信息技術應用能力得到提高，對于推動信息技術與教學的深度融合，起到了重要的作用，所以教師要注重自身能力的培養，滿足新技術新媒體環境下的教學要求。

AR技術的發展及前景會越來越廣闊，它不單單是教學工具，更會結合VR技術與互聯網形成一種新型的教學模式和教學方法。

參? 考? 文? 獻

[1]徐子譯，崔虹云. 國內外增強現實技術及其在教學領域的現狀分析[J]. 廣東化工， 2019，v.46;No.399（13）：211-212.

[2]曾曉亮，邱潔. 試論VR與AR技術在教育教學中的應用策略[J]. 計算機產品與流通，2020，（06）：181+184.

[3]劉秀娟，梁立鋒，米小建. AR技術在地理教學中的應用初探——以“地球的運動”為例[J]. 教育教學論壇，2020，No.459（13）：250-251.

[4]丁海燕. “妙懂初中地理”驅動地理教學創新的實踐研究——以“中國的地形”為例[J]. 中學教學參考，2020，No.409（13）：87-89.