（版）AR技术教育教学运用
AR 技术在教育教学
的运用
［摘要］伴随着科学 技术 的不断发展和进步，增强现实（AR）技术 的应用领域越来越广，借助移动平台应用在教育教学 设计中，能在有效提高教学 质量 的基础上，结合教学 特性开展相应 的教学 活动，从而建构更加高效 的课堂体系。本文从增强现实（AR）技术 的技术思维和优势入手，对增强现实（AR）技术在教育教学 中 的设计和应用展开了讨论，以供参考。
［关键词］增强现实（AR）技术；教育教学 ；设计；应用 一、增强现实（AR）技术概述 （一）技术思维。将增强现实（AR）技术应用在教育教学 中，能借助艺术化 的手段建立相应 的教学 体系和教学 机制，确保有效 的教学 设计辅助其建立相应 的教学 结构，并且能完成一定程度上 的教学 类型转换和教学 空间转换，进一步为学 生提供更加多元化 的课堂，提高个性化教学
的实效性。另外，在增强现实（AR）技术应用后，就能建立新媒体框架结构，确保影像风格和文学 结构都能呈现出多元化趋势。也就是说，教师在应用增强现实（AR）技术 的过程中，主要是建构不同视觉效果 的教育教学 模式，为学 生营造更加真实 的课堂体验，促进学 生进一步建立有效 的
知识框架体系。除此之外，在教育教学 中应用增强现实（AR）技术，也是差异化教育表现形态提高课堂教学 效果 的根本保障，能在应用人工智能技术和三维立体技术 的同时，完善教学 流程和教育体系，确保学 生能在互动中获得更多 的学 习体验，真正实现教育教学 信息化 的发展。（二）优势。之所以要全面建立有效 的技术教学 融合体系，主要是由于增强现实（AR）技术具备自身较为突出 的教学 优势。第一，为学 生自主学 习创设空间。在增强现实（AR）技术建立基本教学 框架后，能利用差异化教学 设备，有效整合教学 资源，并且保证网络运营平台和设备运行 的完整性，学 生 的学 习过程无须受到空间和时间 的限制，能有效整合教学 资源，确保学 生能随时随地完成相关内容 的学 习，并且可以随时复习，全面提升学 生对于知识 的内化能力，强化知识巩固和理解 的程度。需要注意 的是，在增强现实（AR）技术逐步开展 的进程中，翻转课堂、微课导学 体系等也逐渐成为重要 的课堂中 的主体，实现了教学 方式 的全面创新［1］。第二，能为学 生深入践行情景化教学 。传统教学 只是借助文字或者是图片进行传递，就算是计算技术融入课堂，也只是视频或者是音频，学 生只能通过观看进行知识点 的识记。而在增强现实（AR）技术中，教师能将知识点以三维立体 的效果展示给学 生，学 生能直观感受到相关情境内容，提升了学 生 的记忆力，也为后续教学
工作 的开展奠定坚实基础。第三，能有效激发学 生 的学 习兴趣。在课堂教学 工作开展进程中，要想保证学 生有效内化相关知识点，就要积极建立健全完整 的兴趣教学 引导策略。传统教学 中教师要对教学 法予以整合，而在利用增强现实（AR）技术后，学 生能借助情境体验和动感交互，更加直观 的感知和互动，自然能激发学 生 的学 习兴趣。学 生在增强现实（AR）技术 的辅助下能感受到新颖 的学 习方式，并且生动 的学 习场景也能有效调动学 生 的积极性。第四，能完善资源 的均衡管理。近几年，对于教育资源分配项目 的研究发现，学 校存在资源分配不均匀 的问题，尤其是经济落后或者是地域较为偏僻 的地区。基于此，各级政府将教育均衡发展作为重要 的发展目标，将增强现实（AR）技术作为重要依据，这样能在一定程度上缓解地域之间 的资源分化问题，提升教育资源 的共享范围。
二、增强现实（AR）技术在教育教学 中 的设计 （一）叙事设计。将增强现实（AR）技术应用在教育教学 过程中，主要是借助空间知识有效提高知识点 的叙述夸张性，并且保证学 生能在良好 的学 习环境中感知到相关知识。需要注意 的是，正是借助这种夸张 的知识呈现方式，学 生能对人物刻画以及环境气氛有更加直观 的理解，真正内化事物相关情节［2］。另外，在课堂教学 体系建立 的过程中，要想有效判定课堂教学 效果 的好坏，课堂 的张力和吸引
力也非常关键。因此，教育心理学 将认知规律和叙事教学 体系结合在一起，教师要想从根本上建构更加系统化 的教学 体系，就要全面打破传统教学 中现实 的生活逻辑，有效应用更加直观且有效 的艺术表达形式为学 生创设良好 的学 习空间，完全发挥增强现实（AR）技术 的优势，减少信息不平衡带来 的教学 难题，为学 生有效填补知识缺点，维护教学 环节 的完整性。并且，教师在为学 生打造高效课堂 的过程中，借助增强现实（AR）技术也能结合学 生 的学 习特征以及个性特征建立相应 的空间控制和设计，确保具体角色 的形象都能更加贴合学 生自身。也就是说，增强现实（AR）技术能结合不同元素进行配置和重新处理，能指导学 生在获得学 习体验 的过程中将相关知识点转换为自己掌握 的内容。值得一提 的是，在增强现实（AR）技术应用 的过程中，不同人物、情节以及环境之间能建立统一 的协调机制，这种方式能在展示知识体系 的基础上，引导学 生在冲突中深度感受虚拟课堂 的优势［3］。（二）空间设计。在教学 流程中应用增强现实（AR）技术不仅仅能建立单一化教学 体系，也能借助相应 的手段完成内容和目标 的融合，真正提高教学 内容设计 的实效性，为后续教学 内容 的进一步开展提供保障。在具体 的设计内容中，主要将涉及具体教学 内容中出现 的活动场所、时代背景以及宏观世界结构等展现出来，从而构建学 生只能通过想象完成 的空
间结构，提高学 生 的课堂代入感。另外，教师借助增强现实（AR）技术能将整个场景展示给学 生，确保学 生能在感受具体环境因素 的过程中有效判定相关知识要点。例如，教师要想为学 生提供具体 的情境，只需要进行镜头调动和运动主体场面调度，就能有效构想出具体 的视点和视距，确保事物之间 的关系都能全部展示出来，更加直观 的呈现在学 生面前，完成资源 的整合，从整体把握设计结构［4］。（三）形态设计。教师要将增强现实（AR）技术应用在教学 中，不仅是为了有效提高教学 效果，也是为了全面整合教学 体系 的完整性。目前，我国国内教学 中应用增强现实（AR）技术 的主要形式有以下几种：第一种，浅度引用。借助增强现实（AR）技术完成课程教学 ，主要是为了显示出技术 的优越性。第二种，中度引用。要将增强现实（AR）技术和课程相关内容结合在一起，但是整个呈现方式依旧存在空间转换 的痕迹。第三种，高度引用。能保证课堂内容和增强现实（AR）技术之间无论是内容还是空间都能保持同步，从而有效提高内容呈现 的完整性。第四种，深度引用。在教学 体系建立 的过程中，能保障技术和课堂教学 内容 的无痕转化。基于此，教师要想有效整合教学 资源，确保教学 流程 的完整性，就要结合教学 目标以及教学 需求，建立健全更加系统化 的技术应用规划［5］。除此之外，增强现实（AR）技术应用在教学 课堂任务设计体系中，要建
立教师任务、团队任务以及学 生任务。（1）教师任务。教师要在应用增强现实（AR）技术 的过程中结合学 生 的基本学 情，转变传统 的教学 思维和教学 结构，在整合教学 资源 的基础上，优化教学 设计，并且要秉持创新 的意识，有效将逻辑思维和形象思维结合在一起，真正提高教学 效果。需要注意 的是，教师在分析教学 目标后，要确定教学
的基本对象，完善教学 结构和教学 心理学
的应用效果，在满足知识点讲解和约束 的基础上，深度完成知识点分解工作。（2）团队任务。要结合教学 知识点进行设计，并且按照教学 任务有效落实问题和故事之间 的转化，完善增强现实（AR）技术编程以及课程设计，真正建立互动化空间运行机制。（3）学 生任务。学 生在完成知识体验 的基础上，能在增强现实（AR）技术创设 的环境中内化相关知识点，并且及时对空间给予教师相应 的感受，以保证教师能有效结合学 生 的基本需求建立相应 的教学 策略［6］。
三、增强现实（AR）技术在教育教学 中 的应用 正是由于增强现实（AR）技术 的优势，因此，将其应用在教学 中具有较大 的潜力，能为学 生创设良好 的教学 情境，能一定程度上完善动感交互学 习，融合不同知识重点。增强现实（AR）技术辅助下 的课堂能有效激发学 生 的学 习兴趣，真正实现教育技术发展 的跨越，为学 生营造更加多元化 的学 习空间，转变传统 的教学 理念和教学 氛围，
应用信息化教学 工具提高学 生对知识 的内化能力，践行教学 改革 的理念，提升学 生核心素养 的培养水平［7］。（一）增强现实（AR）技术在头戴式设备中 的应用。最为常见 的设备就是头戴式虚拟现实设备，配置 的是位置跟踪器以及数据手套等，主要分为移动版 的虚拟现实头盔和分体式虚拟现实头盔，国内外相关技术公司都有相应 的产品。将其应用在课堂中，学 生能有效借助设备体验真实 的感受，并且获取沉浸式学 习体验，学 生能从不同角度感受知识点，对一些情境有更加直观 的认知。例如，将设备应用在地理课堂中，学 生只需要戴上相应 的设备，就能置身于银河系中，近距离观察不同行星 的运行轨迹，甚至能直观 的了解地表形态和内部结构。值得一提 的是，在 2016 年微视曾经推出一款教学 增强现实（AR）技术设备，整合设备能实现一键操作和一键统计，为学 生提供更加个性化 的教学 。相较于传统 的课堂，增强现实（AR）技术建构 的课堂体系能为学 生带来身临其境 的感受，并且从根本上提高学 生 的学 习积极性，创设更加活跃且灵活度高 的课堂结构［8］。除此之外，目前一些科技公司还配套设计了一些和头戴式设备相匹配 的设备，其中，光学 投影系统、耳机、麦克风等都具有较为突出 的教学 价值和意义。学 生甚至能摆脱电脑和手机，就算是键盘也完全可以在空气中完成操作，真正落实 3D 建模设计任务。（二）增强现实（AR）技术在手持
式教学 设备中 的应用。教师在课堂中应用 的手持式教学 设备主要是移动设备和 APP 软件，结合相应 APP 能有效完成课堂教学 流程，借助手机能完善虚拟形象 的有效整合，确保特殊化显示效果，有效助力学 生获取相应 的教学 体验。一方面，使用 APP 和配套图书进行共同学 习，能借助收集摄像头扫描树种 的图片，然后转变为例题状态或者是演示效果。另一方面，使用 APP 对增强现实（AR）技术应用 的资源进行处理，可确保整个学 生 的学 习过程更加真实有效，提高学 生 的体验感和沉浸感，一定程度上激发学 生 的学 习兴趣，真正优化课堂教学 效果［9］。（三）增强现实（AR）技术在桌面式教学 设备中 的应用。目前，应用桌面式教学 设备能为学 生打造有效 的教学 环境，教师采取系统平台创设 的自主开发课件，能在优化素材资源处理效果 的同时，确保学 生能进一步内化相关知识。近几年应用较为广泛 的桌面式增强现实（AR）技术设备主要是美国2013 年研发 的 zSpaceZ300，APP 本身包括了多门学 科 的基础性课件，集中在 6 款软件中，借助系统内教学 计划完成教学 工具 的应用，能为学 生提供丰富教学 资源 的同时，确保教学 流程更加有效。在平台结构中，学 生可借助眼镜利用激光笔进行操作，从而创设有效 的虚拟现实环境，优化教学 效果。或者是应用平息摄像头，利用设备将影像直接投影在平板电脑中，有效形成裸眼3D立体 的感受［10］。
四、增强现实（AR）技术在教育教学 中 的发展趋势 在科学 技术进一步发展 的社会背景下，全面整合物联网技术和云计算技术，能在完善人工智能水平 的同时，确保技术结构能更加贴合实际发展需求，优化教学 效果。（一）优化性能为了有效提升增强现实（AR）技术 的应用效果，教育投资公司要对教学 资源进行系统化管理和系统化开发，并且积极落实统筹性教学 管理工作，满足技术发展需求 的同时，将沉浸式教学 、交互式教学 、构想式教学 等融合在一起，使教学 水平全面升级，也为教学 应用 的系统化升级提供保障。也就是说，未来要想建立更加高效 的增强现实（AR）技术应用课堂，就要转变传统教学 理念，利用更加个性化 的组织教学 机制，将因材施教 的教学 理念和技术体系结合在一起，保证学 生能在虚拟环境中完成互动交流［11］。（二）教学 创新借助增强现实（AR）技术能为学 生创设多元化 的教学 环境和教学 体系，并且保证教学 结构 的完整性，教师要将数字教学 内容和虚拟教学 技术结合在一起，为学 生创设更加系统化且情景化 的学 习环境，有效提高学 生 的课堂存在感和沉浸感，完善技术体系和现实学 习环境 的融合，也为后续交流沟通提供保障，这种教学 方式能一定程度上提高学 生自主学 习 的能力，真正培养学 生 的学 习兴趣。增强现实（AR）技术 的应用也能为创客学 习创造良好 的空间，并且维护技术运行机制，
保证动手操作实践和创新设计工作 的实效性，真正提高教学 技能和知识 的融合效果，帮助教师开展更加有效 的课程教学 。在我国教育体系内，培养学 生核心素养是非常关键 的内容，教师要整合创新教育体系，充分发挥增强现实（AR）技术 的优势，确保创客教育和核心素养教育结构更加有效且立体，建构贴合我国学 生实际学 情 的增强现实（AR）技术教育模型，实现教学 效果 的全面优化［12］。
总而言之，在人工智能、大数据技术以及物联网技术不断发展 的时代背景下，增强现实（AR）技术和教育教学
的融合已经成为顺应时代发展趋势 的必然选择，不仅能提高课堂教学 效果，也能一定程度上为学 生创设良好 的学 习空间，强化教学 体系对课堂教学 结构 的影响力，在真实环境体验中提高学 生内化知识 的能力，也能有效调动学 生 的学 习积极性和主动性，建构更加完整 的自主学 习空间，为学 生交互性优化提供保障，促进教育教学
的科技化发展。
:李轶 单位:江西理工大学 图书馆
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