增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)在國(guó)際中文詞匯教學(xué)中的實(shí)踐

◎ 海南省海南師范大學(xué) 王子君

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“AR技術(shù)”）是一種整合計(jì)算機(jī)視覺(jué)、圖像處理和傳感器的人機(jī)交互技術(shù)，可通過(guò)整合音視頻、圖像資源，創(chuàng)造直觀教學(xué)資源，使抽象內(nèi)容可視化，將虛擬信息與真實(shí)世界場(chǎng)景重疊。同時(shí)，它能創(chuàng)造真實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境，整合虛擬與真實(shí)、個(gè)人與社群學(xué)習(xí)空間，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)，豐富學(xué)習(xí)方式。總的來(lái)說(shuō)，AR技術(shù)具有便捷性、情境性、交互性、連通性和個(gè)性化等特點(diǎn)，為教學(xué)提供了新的可能性。

AR技術(shù)的教學(xué)應(yīng)用，能夠構(gòu)建立體、逼真的交互情境，提供多通道、想象豐富和立體感強(qiáng)的學(xué)習(xí)環(huán)境，符合情境認(rèn)知理論。已有多項(xiàng)研究表明，將AR技術(shù)用于外語(yǔ)詞匯教學(xué)，對(duì)學(xué)習(xí)效果有積極影響。然而，將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于國(guó)際中文詞匯教學(xué)方面的研究相對(duì)較少。因此，本研究以增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)國(guó)際中文詞匯教學(xué)資源，并進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)、實(shí)施與評(píng)價(jià)，以研究其在國(guó)際中文詞匯教學(xué)中的應(yīng)用效果。

一、基于AR技術(shù)的國(guó)際中文詞匯教學(xué)資源開(kāi)發(fā)

基于研究背景和研究理論，綜合考慮AR技術(shù)在國(guó)際中文教學(xué)課堂中實(shí)現(xiàn)所需要的硬件資源、軟件資源和其他資源，作者對(duì)選定的國(guó)際中文詞匯教學(xué)資源進(jìn)行了相應(yīng)的AR開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。開(kāi)發(fā)使用的硬件資源為：有較高分辨率攝像頭的電腦、配置安卓系統(tǒng)的智能手機(jī)或平板電腦；核心軟件資源為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)平臺(tái)Unity 3D和增強(qiáng)技術(shù)開(kāi)發(fā)工具Vuforia，以及其他關(guān)鍵資源，如教材識(shí)別圖和用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)教學(xué)資源的生詞音頻。

使用核心資源Unity 3D結(jié)合Vuforia進(jìn)行增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）應(yīng)用開(kāi)發(fā)，主要涉及以下流程：第一是識(shí)別圖像的選擇與準(zhǔn)備。根據(jù)所需要開(kāi)發(fā)的國(guó)際中文詞匯資源，作者選取多個(gè)識(shí)別目標(biāo)圖像，優(yōu)化圖像的質(zhì)量、大小和對(duì)比度，以確保Vuforia能夠準(zhǔn)確識(shí)別。第二是配置Vuforia來(lái)識(shí)別并跟蹤目標(biāo)圖像。將準(zhǔn)備好的目標(biāo)圖像上傳到Vuforia數(shù)據(jù)庫(kù)中，并設(shè)置Vuforia識(shí)別圖像的參數(shù)，以確保穩(wěn)定的識(shí)別。第三是創(chuàng)建AR場(chǎng)景。在Vuforia開(kāi)發(fā)環(huán)境中創(chuàng)建AR場(chǎng)景，包括定義AR攝像頭、設(shè)置光照和環(huán)境，以及添加AR虛擬元素的位置、動(dòng)畫(huà)和音頻。第四是Unity項(xiàng)目的設(shè)置。在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)平臺(tái)Unity3D中創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目，并確保項(xiàng)目設(shè)置與目標(biāo)平臺(tái)（Android）兼容。安裝Vuforia插件并將其集成到Unity中，使得Unity中Vuforia的功能可以正常使用。第五是調(diào)試與設(shè)置。在AR體驗(yàn)創(chuàng)建后，對(duì)創(chuàng)建結(jié)果進(jìn)行調(diào)試和測(cè)試，確保它在實(shí)際使用中能夠正常工作。這包括在模擬器或?qū)嶋H設(shè)備上進(jìn)行測(cè)試，以檢查識(shí)別性能和用戶交互功能。

基于AR技術(shù)的國(guó)際中文詞匯教學(xué)資源開(kāi)發(fā)完成后，教師使用該教學(xué)資源的流程見(jiàn)下文圖1所示。首先，教師需將AR軟件下載至安卓系統(tǒng)的智能手機(jī)內(nèi)。隨后，打開(kāi)Audio AR軟件，即可呈現(xiàn)出攝像頭的實(shí)時(shí)畫(huà)面。接下來(lái)，教師打開(kāi)教材識(shí)別圖，將攝像頭對(duì)準(zhǔn)識(shí)別圖，此時(shí)系統(tǒng)便會(huì)立即捕捉環(huán)境中的圖像，對(duì)教材圖像的特征點(diǎn)和已注冊(cè)的特征點(diǎn)進(jìn)行匹配。一旦匹配成功，系統(tǒng)便從遠(yuǎn)程服務(wù)器加載相應(yīng)的增強(qiáng)信息，并通過(guò)渲染技術(shù)把增強(qiáng)信息疊加到真實(shí)場(chǎng)景中。最終，虛擬與實(shí)際疊加的圖像將通過(guò)手機(jī)或平板的顯示屏呈現(xiàn)在手機(jī)里（見(jiàn)下文圖2所示）。在此基礎(chǔ)上，教師能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的手指操作，自由地實(shí)現(xiàn)圖像的360度旋轉(zhuǎn)、縮放等操作，從而深入探索增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖像的各個(gè)細(xì)節(jié)（見(jiàn)下文圖3所示）。此外，每次點(diǎn)擊屏幕，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)播放相應(yīng)的生詞音頻，為學(xué)習(xí)者提供更豐富的聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)。在線下國(guó)際中文課堂中，教師可通過(guò)將手機(jī)或平板與教室內(nèi)的投影幕布相連接，來(lái)呈現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)影像，使增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)影像投射到幕布上，并借助音響播放相應(yīng)的音頻內(nèi)容。而在線上國(guó)際中文課堂中，教師可通過(guò)示范操作，指導(dǎo)學(xué)生利用自己的電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)資源軟件的操作與使用。

圖1 基于AR 技術(shù)的國(guó)際中文詞匯教學(xué)資源使用及操作流程圖

圖3 圖像的旋轉(zhuǎn)、縮放示意圖

二、基于AR技術(shù)的國(guó)際中文詞匯課堂教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)施

為了驗(yàn)證基于AR技術(shù)開(kāi)發(fā)的國(guó)際中文詞匯教學(xué)資源在實(shí)際教學(xué)中的應(yīng)用效果，作者利用這一資源，設(shè)計(jì)了一堂國(guó)際中文詞匯課，并將課程應(yīng)用于海南師范大學(xué)國(guó)際教育學(xué)院的40名留學(xué)生。在本次課堂設(shè)計(jì)中，教學(xué)目標(biāo)分為三個(gè)主要部分：知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)和情感目標(biāo)。知識(shí)目標(biāo)要求學(xué)生掌握一系列主要詞匯，如“購(gòu)物”“禮物”“筆記本電腦”“氣球”“無(wú)人機(jī)”“鮮花”和“錢(qián)包”，并能進(jìn)行正確的認(rèn)、讀、寫(xiě)。能力目標(biāo)則要求學(xué)生能夠根據(jù)新學(xué)的生詞，運(yùn)用已學(xué)句型進(jìn)行情境對(duì)話，表達(dá)意愿、解釋原因以及詳細(xì)說(shuō)明問(wèn)題。而情感目標(biāo)的關(guān)注點(diǎn)在于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)中文的興趣，增強(qiáng)他們?cè)谟弥形倪M(jìn)行交流、表達(dá)時(shí)的信心和欲望。

本課程的創(chuàng)新之處在于將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)下的國(guó)際中文詞匯教學(xué)資源融入國(guó)際中文詞匯教學(xué)課堂中，主要體現(xiàn)在教學(xué)的新知引入和知識(shí)呈現(xiàn)環(huán)節(jié)。在新知引入環(huán)節(jié)，教師借助增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，向?qū)W生展示了“購(gòu)物”的場(chǎng)景，同時(shí)展示了對(duì)應(yīng)的對(duì)話句型：“A：你要去做什么？B：我要去購(gòu)物。”通過(guò)多次播放增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)資源的音頻，教師引導(dǎo)學(xué)生熟悉新詞匯并練習(xí)句型。在知識(shí)呈現(xiàn)環(huán)節(jié)，教師以前一環(huán)節(jié)內(nèi)容為基礎(chǔ)，提問(wèn)“老師為什么要去購(gòu)物？”引出目標(biāo)句型：“我要去買(mǎi)禮物。”緊接著，教師運(yùn)用AR技術(shù)展示了“禮物”這一生詞，再次通過(guò)多次音頻播放，幫助學(xué)生掌握新詞并進(jìn)行句型練習(xí)：“A：你為什么要去購(gòu)物？B：我要去買(mǎi)禮物。”隨后，教師逐步引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建下一個(gè)句型：“你想買(mǎi)什么禮物？”并借助增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，展示了“筆記本電腦”“氣球”“無(wú)人機(jī)”“鮮花”和“錢(qián)包”等生詞，輔以資源中的音頻播放，幫助學(xué)生鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容并練習(xí)表達(dá)句型：“我想買(mǎi)筆記本電腦/無(wú)人機(jī)/鮮花和氣球/錢(qián)包。”

教師在展示增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)影像時(shí)，通過(guò)將手機(jī)或平板與教室內(nèi)的投影幕布相連接，將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)影像投射到幕布上，并通過(guò)音響播放相應(yīng)音頻內(nèi)容。在每次展示國(guó)際中文詞匯資源時(shí)，教師請(qǐng)不同學(xué)生操作手機(jī)，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、縮放等操作，同時(shí)指導(dǎo)學(xué)生利用手機(jī)掃描教材識(shí)別圖，鞏固和復(fù)習(xí)所學(xué)的生詞。這種互動(dòng)方式激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，使課堂氛圍更加活躍。

三、基于AR技術(shù)的國(guó)際中文詞匯課堂教學(xué)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)

在進(jìn)行了利用AR技術(shù)展示國(guó)際中文詞匯教學(xué)資源的實(shí)際課堂教學(xué)后，研究者對(duì)參與者進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查及訪談，以對(duì)案例應(yīng)用的成果進(jìn)行評(píng)價(jià)和探討。在本研究中，調(diào)查問(wèn)卷采用了張璐編寫(xiě)的“AR軟件接受度調(diào)查問(wèn)卷”，并根據(jù)調(diào)查背景進(jìn)行了一定的改寫(xiě)。問(wèn)卷被分為三個(gè)維度：系統(tǒng)易用性、系統(tǒng)有用性以及使用者對(duì)系統(tǒng)的滿意程度。為了評(píng)估參與者對(duì)于問(wèn)卷問(wèn)題的反饋，采用了李克特五點(diǎn)量表進(jìn)行評(píng)分。該問(wèn)卷經(jīng)過(guò)信效度檢驗(yàn)，各維度及總體Cronbach’s Alpha系數(shù)均在0.7以上，KMO值為0.828，證明該問(wèn)卷信度和效度都較高，適用于本次研究。

這些評(píng)估手段不僅為案例應(yīng)用的效果提供了客觀的量化數(shù)據(jù)，也深化了研究者對(duì)于利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)展示國(guó)際中文詞匯教學(xué)資源實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的認(rèn)識(shí)。通過(guò)問(wèn)卷和訪談，研究者可以更全面地了解學(xué)生對(duì)于這一資源使用的認(rèn)可程度、使用體驗(yàn)以及學(xué)習(xí)效果的感受。同時(shí)，問(wèn)卷的信效度檢驗(yàn)也增強(qiáng)了研究的科學(xué)性和可靠性，為后續(xù)的實(shí)踐應(yīng)用和進(jìn)一步研究提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

問(wèn)卷共計(jì)9道題目，其中系統(tǒng)易用性維度包含3個(gè)具體問(wèn)題：1.我認(rèn)為這個(gè)軟件操作簡(jiǎn)單，不會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)造成負(fù)擔(dān)；2.我已經(jīng)掌握了使用該軟件學(xué)習(xí)漢語(yǔ)詞匯的方法；3.我認(rèn)為該軟件的操作不需要專(zhuān)門(mén)的指導(dǎo)。從問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果可以清晰觀察到，所有的受試者一致認(rèn)為操作增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)軟件的過(guò)程簡(jiǎn)單且不會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)造成任何負(fù)擔(dān)。此外，他們也表示已經(jīng)熟練掌握了運(yùn)用該軟件來(lái)學(xué)習(xí)漢語(yǔ)詞匯的方法，并認(rèn)為使用該軟件無(wú)需另外的專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)。這一結(jié)果進(jìn)一步確認(rèn)了基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)開(kāi)發(fā)的國(guó)際中文詞匯教學(xué)資源軟件在操作上的低難度，以及學(xué)生對(duì)其接受程度較高。因此，從實(shí)際應(yīng)用角度看，這類(lèi)軟件應(yīng)用于國(guó)際中文教學(xué)課堂中具有可行性，學(xué)生能夠較為順利地接受并使用，而且不會(huì)給學(xué)生的學(xué)習(xí)造成過(guò)多的負(fù)擔(dān)。

在系統(tǒng)有用性維度方面，涵蓋了3個(gè)具體問(wèn)題：1.我認(rèn)為軟件中的內(nèi)容很好地輔助了我學(xué)習(xí)生詞；2.我認(rèn)為使用該軟件能夠?qū)崿F(xiàn)更好的學(xué)習(xí)效果；3.我認(rèn)為該軟件所創(chuàng)造的情境十分逼真，能夠協(xié)助我記憶生詞。分析問(wèn)卷結(jié)果，可以觀察到約5%的受試者認(rèn)為軟件中的內(nèi)容在幫助學(xué)習(xí)生詞方面表現(xiàn)不佳，或未能實(shí)現(xiàn)更佳的學(xué)習(xí)效果。通過(guò)訪談了解到，這些受試者認(rèn)為單純依靠軟件進(jìn)行生詞學(xué)習(xí)，與將教師的解釋與軟件內(nèi)容更緊密地結(jié)合相比，學(xué)習(xí)效果稍顯不足。這提示教師應(yīng)將基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)開(kāi)發(fā)的國(guó)際中文詞匯教學(xué)資源與課堂教學(xué)更緊密結(jié)合，有望積極影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

此外，大約6%的受試者表示對(duì)軟件所呈現(xiàn)的情景的真實(shí)體驗(yàn)不夠強(qiáng)烈。通過(guò)訪談了解到，這主要是因?yàn)槭茉囌哒J(rèn)為軟件畫(huà)面的細(xì)節(jié)和真實(shí)度有待提高。對(duì)未來(lái)基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行國(guó)際中文詞匯教學(xué)資源的開(kāi)發(fā)而言，應(yīng)更加關(guān)注用戶的觀感體驗(yàn)，提升畫(huà)面細(xì)節(jié)，創(chuàng)造更真實(shí)的場(chǎng)景和人物，以提升使用者的學(xué)習(xí)效果。

關(guān)于使用者對(duì)系統(tǒng)的滿意程度，涵蓋了3個(gè)具體的問(wèn)題：1.我喜歡使用這類(lèi)軟件來(lái)進(jìn)行詞匯學(xué)習(xí)；2.使用這類(lèi)軟件能夠讓我更積極地參與課堂；3.使用這類(lèi)軟件使我更愿意花時(shí)間學(xué)習(xí)漢語(yǔ)生詞。從調(diào)查結(jié)果可以清晰看出，所有受試者對(duì)于系統(tǒng)的滿意程度均達(dá)到了較高水平。因此，基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的國(guó)際中文詞匯教學(xué)資源開(kāi)發(fā)，若能在國(guó)際中文課堂中頻繁應(yīng)用，可促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的提升，同時(shí)提高課堂教學(xué)效果。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為5G時(shí)代下的產(chǎn)物，因其靈活性、互動(dòng)性、虛實(shí)結(jié)合性等特點(diǎn)，逐漸被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)人類(lèi)的生活產(chǎn)生了積極的影響。以增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)的國(guó)際中文教學(xué)資源，將為學(xué)生帶來(lái)現(xiàn)實(shí)空間與虛擬空間無(wú)縫融合的感官體驗(yàn)，把抽象知識(shí)轉(zhuǎn)換成可視化和形象化的知識(shí)，擴(kuò)大了學(xué)生的知識(shí)范圍，革新了他們的學(xué)習(xí)形式。與此同時(shí)，這類(lèi)資源也為教師提供了全新的教學(xué)輔助工具，增強(qiáng)了課堂的教學(xué)效果，助力課堂教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的國(guó)際中文教學(xué)資源的開(kāi)發(fā)，國(guó)際中文教育將更加緊密地與科技時(shí)代接軌，為探索現(xiàn)代技術(shù)與國(guó)際中文教學(xué)深度融合的智慧教學(xué)之路增添了新的可能性。