基于AR增強現實技術的信息科技項目式學習實踐

摘要：本文遵循“先學知識再做項目”的原則，先搭建項目支架，然后設計并構建基于AR增強現實技術課程的項目學習活動流程，并結合具體的教學案例，探索基于AR增強現實課程的項目學習實踐策略。

關鍵詞：增強現實；AR；項目式學習

中圖分類號：G434"文獻標識碼：A"論文編號：1674-2117（2025）02-0034-04

項目環境

《義務教育課程方案和課程標準（2022年版）》強調“要積極探索新技術背景下學習環境與學習方式的變革，發揮新技術的優勢，服務個性化的學習”。AR技術通過提供豐富的個性化學習資源和環境，可以適應不同學生的學習風格，滿足不同學生的學習需求，有力地推進個性化學習的發展。

筆者所在學校借力“區教改三年行動”，積極構建“智慧學習課堂校本范式”，相繼開設了創意AR與3D設計等各類科技創新型課程，其中，“小天才創意AR”課程項目是在創意AR與3D設計社團課程基礎上的進一步拓展，是在不給教師和學生穿戴或綁定額外硬件設備的前提下，讓學生通過AR工程項目進行作品的創作，為學生提供沉浸互動體驗，培養學生的數字化學習與創新素養。

項目支架

在本項目中，教師遵循“先學知識再做項目”的原則，先在社團課程的教學中為學生搭建支架，這是AR工程項目的腳手架，即將“前置性知識”如素材處理、AR簡介、AR體驗、AR軟件與制作等相關知識有效、合理地組織“建構”成“信息庫”。

教師提前選出了兩個具有代表性的AR編輯器：①電腦端kivicubeAR在線編輯器（網址：https：//www.kivicube.com/），制作識別軟件為微信掃一掃，特點是交互強大、個性化的編輯素材和交互功能。②視網么AR在線編輯器（網址：https：//retinar.cn/），制作識別軟件為手機端App視網么AR，特點是模板素材豐富、特效風格多樣。

在進行項目式學習之前，可以運用實際案例，分課時對這兩個AR在線編輯器平臺進行講授，讓學生在實際場景中體驗觀看AR的方法及制作流程。

項目設計

AR技術應用開發是本項目的最終目標，教師應事先做好項目式學習的整體課程框架設計，其中包括嚴謹的項目架構和實施流程，具體如下。

1.真實情境

以真實世界中的情境為錨點，讓學生在真實情境和問題中探尋“需要知道的”知識。例如，①AR+游戲。“拿出移動終端掃一掃正前方的物體，驚喜在等著你哦！借助AR平臺中的特效模板，我們可以和史前動物恐龍來一個合影。”②AR+春晚。“還記得網上熱議不斷的2024春晚西安分會場節目《山河詩長安》嗎？李白仿佛從書中穿梭而來，這個李白‘很真實’，但‘真實’的背后，其實是AR合成動畫的功勞！”

2.學生需求

AR技術能夠更好地滿足學生的學習需求，學生通過沉浸式的學習體驗以及個性化的學習指導，能夠加深對知識的理解和記憶?，培養創新思維和動手能力。

3.小組合作

創作AR作品內容周期長，學生需要進行小組合作，學會向他人表達自己的想法，學會一起想辦法解決項目中遇到的困難，學會理解合作學習中的規則，學會解決同伴交往中的沖突與矛盾。

4.建立聯系

運用AR在線編輯器工具采集識別圖，整合圖形圖像、視頻、音頻、3D動畫交互模型等AR素材，根據目標選擇工具重組與設計，運用各種數字化學習資源和工具促進問題解決，在跨學科的知識整合中重構學生的理解。

5.個性化表達

項目成果結果表現形式包括：①AR編輯工具APP；②AR識別圖、元空間碼；③項目方案書；④項目成果作品解說視頻；⑤線下設計物料。

項目實施

結合項目式學習活動設計，筆者構建了基于AR課程的項目式學習活動流程，具體表現為設計一個創作AR作品的項目流程時間線，讓學生明確待解決、待制作的問題清單，并根據此流程達成具體的項目目標，如圖1所示。

1.定主題設構思

定主題設構思是AR工程作品的基礎。學生通過小組合作（每個小組6人），確定本小組的作品主題。

活動場景1：“向日葵”小組——“AR漢堡包——趣味學單詞”項目。

“向日葵”小組將主題確定為“學科中的AR應用”維度，A同學建議將AR技術與語文學科結合，選取中國傳統文化做成AR作品。B同學建議將AR技術與美術中的繪畫作品結合，讓學生感受AR立體繪畫的魅力。C同學建議將AR技術與英語學單詞結合……教師指導學生分析“是否有能力進行項目資源的制作”“哪個想法更有新意”“項目切入點會不會太大”等，學生經過排查、篩選、論證，將本小組作品主題確定為“英語學科中的AR”，將作品名稱確定為“AR漢堡包——趣味學單詞”。

2.明分工做資源

明分工做資源是AR工程項目的重點，是學生已有知識經驗建構、建立聯系的階段，圖片（包含識別圖）、模型、音頻、視頻是組成一個創意AR工程最重要的作品元素，學生要將這些素材聯系起來綜合運用，進行創意化的整合與重組。分組時盡量做到組間均衡，各取所長。

活動場景2：“智慧無限”小組項目方案分工表。

場景描述：“智慧無限”小組共6人，根據“AR技術學科應用”主題，小組成員分成了“資源收集小隊”“創意開發小隊”“技術支持小隊”。

項目名稱：AR帶你讀繪本故事之后羿射日。

團隊成員：a、b、c、d、e、f。

項目資源團隊分工如下表所示。

3.思算法理邏輯

思算法理邏輯是AR工程項目的難點。一個AR工程作品完成的關鍵就是理清作品的算法邏輯，該環節考驗學生問題解決的抽象思維、邏輯思維、編程思想，需要教師的強化和引導。具體呈現形式為教師提供可視化支架工具，進行AR工程作品的可視化組織。筆者將教學活動分解如下：①將AR作品場景結構用自然語言描述形式進行初步算法設計（文本思維）；②將自然語言描述的“算法設計”轉變為流程圖（算法思維）。

活動場景3：“勇往直前”小組算法設計和流程圖。

項目名稱：“太陽系八大行星”AR互動科普。

（1）算法設計：文本思維

掃描AR作品識別圖，當場景開始，顯示UI界面“返回”按鈕及4個模塊圖片，即太陽系模型、太陽系科普視頻、太陽系科普網站、八大行星簡介，同時，其他圖片、視頻控制觸發條件功能設置為停止；當觸發條件“八大行星簡介”被點擊，會出現太陽系的八個大行星模型和圖片介紹；當觸發條件“太陽系視頻”被單擊，則“太陽系講解”視頻“重復播放”；當觸發條件“太陽系模型”被單擊，則帶有交互功能的太陽系實時運動3D演示動態模型出現，同時，“音頻控制”模塊功能設置“播放”玄幻背景音樂；當觸發條件“太陽系模型”被單擊，則會打開“太陽系互動科普”網站，通過手勢互動，移動縮放瀏覽。

（2）關鍵流程圖實現：算法思維（如下頁圖2）

4.項目迭代重優化

項目迭代重優化是AR工程的關鍵。教師組織各組成員進行項目的迭代優化以及階段性總結，由項目1.0到項目2.0甚至項目3.0，作品制作的背后需要不斷修改、反復優化，最終呈現完整作品。

活動場景4：“雛鷹飛翔”小組作品優化記錄（部分）。

項目名稱：AR識別——i人和e人。

項目設計：我們對顏色的喜歡，可以反映出你是一個具有什么性格的人，因為對色彩的喜歡和性格有很大的關系。所以，我們小組以“性格色彩測試”為主題，展開素材創作，想和大家一起用AR測一測性格。

項目迭代：從作品考慮的新穎度而言，為什么不在色彩辨性格中加入“i人和e人性格測試”呢？由“色彩—性格”到“色彩—性格—i人和e人”，在準備素材時將WPS演示中的“形狀”制作的9種顏色方格作為背景，直接改為相同大小的i人和e人對應解釋文字，在創作過程中運用AR技術，通過Kivicube平臺在線制作AR場景結構。

5.作品發布云分享

作品發布云分享是AR工程作品的亮點。項目式學習最終要形成公開的有質量的成果，為了讓更多的人看到作品，可以使用二維碼美化工具，優化元空間碼或者識別圖的樣式，以便適用于更多使用場景，如立牌、海報、校園文化墻、書籍扉頁等，引導更多的用戶使用觀看AR內容。

活動場景5：“翱翔藍天”小組產品發布。

項目名稱：非遺探尋|AR“絨花”。

問題描述：在自己的畫作“絨花”中疊加AR技術。學生發現在使用手機拍照采集紙質作品作為識別圖時，隨意拍攝視角可能反光或者變形，通常無法獲得可用識別圖，在作品發布作為線下物料時，如何獲取或者采集可用的AR識別圖呢？

解決方法：上傳的識別圖最好使用原始圖片，使用手機拍照采集注意放平、正視拍攝，減少透視，想要好的識別圖效果可以使用數字設備中的掃描文稿功能。

項目思考

1.項目式學習中的AR課程——重在體驗

本課程重在讓學生感受和體驗AR技術的魅力，AR工程項目的內容是開放的，指向各種“可能性”，學生在項目式學習中可以體驗AR情境下的世界。

2.項目式學習中的AR課程——重在啟發

教師要鼓勵學生在項目解決的過程中像工程師一樣，去分解、思考、解決問題。為充分發揮學生的主動性，教師可引導學生觀看歷年AR作品創作獲獎作品、AR編輯器平臺資源庫，引導學生在讀過的書、日常生活經歷、觀看過的影視作品紀錄片等中尋找思路，啟發思考。

3.項目式學習中的AR課程——重在整合

學生通過項目式學習的方式，可以開展跨學科主題學習活動，使用多樣化的數字化工具和技術進行創作，在整合中完成對知識的動態建構。

4.項目式學習中的AR課程——重在創造

小學生正處于充滿想象力和創造力的年齡，AR作品開放式的內容讓他們可以盡情發揮自己的想象力，進行創造性的思考，主動積極地獲取知識和技能，在將想象變成現實的過程中，感受技術的力量。

結語

以上是筆者在一線教學中基于AR增強現實技術的項目式學習課程的一點“小步嘗試”。未來，如何利用好AR技術為教育教學服務將是筆者繼續探索和研究的課題。

參考文獻：

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[3]董琳雪.核心素養下高中通用技術課程跨學科項目式學習模式構建與實踐——以“智能時鐘”創意設計為例[J].中國信息技術教育，2023（19）：72-76.

作者簡介：楊小勤，一級教師。