增强现实技术在职业教育中的应用

翟慧

摘 要：增强现实技术，是在虚拟现实技术基础上发展起来的一项新技术，可以把计算机虚拟物体合成到用户看见的真实世界中，实现了虚拟物体与现实环境相结合。文章在阐述增强现实基本概念的基础上介绍了该技术在职业教育中的应用和发展前景，通过真实教学案例，印证了增强现实技术对于职业教育的重要意义，为促进该技术的推广提供了理论依据。

关键词：增强现实 职业教育 专业教学 理实一体

近年来，增强现实技术成为了全新信息化技术的研究热点，凭借着虚实结合，实时交互等特点，为用户带来了全新的虚拟体验与感受，因此， AR技术在医疗、军事、工业制造、娱乐、购物等领域有了越来越多的应用，但 AR技术在教育领域的应用一直没有得到广泛发展，随着智能终端设备的不断发展普及，AR技术必将给传统教育，特别是职业教育带来全新的变革，AR技术必将会在职业教育课堂中逐渐普及，取代原有的电脑仿真。

国内外对 AR技术在教育中的应用做了较多的探索和研究，也相继出现了一些具有 AR技术的教学产品。如国内某些幼教 APP，就是应用 AR识别卡技术，只要孩子用 ipad摄像头扫描识别卡，卡片中的小动物就会在 iPad中呈现出真实图像，小动物的特点、生活习惯、英文名称甚至叫声也会出现。这种简单可行的学习模式，对于儿童来说很容易产生学习过程的互动，也让学生更容易理解学习内容。归纳 AR在教育学习领域有如下优点：

（1）将

AR 作为教学工具，可以使学者在虚拟与现实的学习环境中流畅地进行互动。

（2）将

AR作为教学手段，会产生一种新的教学和学习策略，在这种模式下，即使学生没有任何软件学习经验，也可以进行学习互动。

（3）

学习者可以真实地沉浸在学习内容之中，改变了原来仅仅面对图片动画的简单仿真学习模式。

目前，中国的 AR技术主要集中在军事、医疗等高端方向，市场推出的 AR学习软件，也仅仅是应用了一些简单的识别技术，并没有真正将 AR技术应用于教育。但是，随着职业教育的不断壮大和做学一体教学模式的推广，学生在学习技术的过程中，利用 AR技术对无法在现实中实际操作或者有一定危险和技术难度的设备进行虚拟操作，这将彻底改变现有模式下的中职教育模式。

一、增强现实技术的内涵

增强现实（Augmented Reality，简称 AR），AR系统具有三个突出的特点： 1.真实世界和虚拟世界的信息集成； 2.具有实时交互性； 3.在三维空间中定位虚拟物体。增强现实技术昀早于 1990年提出，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息（视觉信息、声音、味道、触觉等），通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。它不仅展现了真实世界的信息 ，而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。在视觉化的增强现实中，用户利用头盔显示器，把真实世界与电脑图形多重合成在一起，便可以看到真实的世界围绕着它。

二、增强现实技术在职业教育中的现状

中职学生对新鲜事物充满好奇，愿意用手机和网络获取知识，对一些抽象的理论知识难以产生形象思维。随着信息化技术的不断进步，多媒体技术、计算机仿真等技术目前已经在各个学科的学习中日益普及，这种传统的多媒体教学模式改变了黑板粉笔简单抽象的教学手段，在应用之初，以其新颖生动的教学效果极大地丰富了课堂教学，激发了学生的学习兴趣。

但其缺点也显而易见：1.缺乏互动性，学生难以真实地

沉浸在设备提供的虚拟场景之中。2.计算机掌握的熟练程度，直接决定了昀终学习效果。 3.传统仿真技术开发周期长，对计算机等硬件设备要求较高，开发和应用成本偏高。

三、增强现实技术在职业教育中运用的尝试

结合 AR 技术在教育中的成功经验，以及目前 AR技术的发展情况。在目前的个别中职学校中，已经开始尝试使用 AR技术作为课堂辅助用具。

1.AR在职业教育中的应用案例

在一个以工业机器人基础应用为学习内容的课程中，AR技术在课堂上发挥了重要作用。一部分学生在等候实际操作之前，预先对手机中 AR技术虚拟的机器人进行装配和操作，对重点知识和难点问题进行思考，等熟练掌握基本技术后，再对机器人进行操作。这种学习互动模式，大大提高了学生的学习兴趣，同时，将复杂的工业机器人设备，用展示效果逼真的虚拟设备，让学生预先操作，避免了设备故障和损坏的同时，给学生提供了反复练习 /熟练操作的可能性，真正实现“熟能生巧”这一要求。

2.AR在职业教育中的应用优势

可以预见，应用全新的增强现实教学模式将会对教学方式方法产生全新变革。其在教育教学中的优势归纳如下：

（1）形式新颖、符合学生预期，能够能更好地吸引学生参与到学习过程之中。全新的场景体验，使学生面前出现的不再是动态图片，而是身临其中的一个现实场景，进一步激发学生的学习动机。

（2）学习过程中互动性强。改变传统模式，利用学生独立操作设备与 AR图像互动——发现问题——与老师探讨解决问题..——完成学习，这样全新的学习过程，使学生能够独立完成互动学习，老师不再是课堂主角。

（3）创设教学情境。试想学生利用头戴设备，真实地进入危险品容器之中，模拟工作。或是利用 AR技术，把价值千万元的设备在虚拟环境中进行拆装。这都将完全改变学习的模式，使技术学习更加直观高效。

（4）提升教材可读性。将来，书上不再是传统的二维图片或剖面图，而是 AR识别图，用手机扫描图片后，就可以直观地看到虚实结合的效果图像，仿佛真实的设备从书中跳了出来，传统的图书内容将被这样全新的模式所取代。

四、结论与展望

增强现实作为一种全新的信息化教学手段，在教育教学领域已经开始逐渐被更多的人所认可，但真正达到课程应用程度的 AR课程还相对较少，技术和教学模式中还有很多问题需要逐步研究和探索。在职业教育日益发展壮大的时代背景下，信息化教学技术也日新月异地在发展，适合中职学生、对中职课程有实际帮助、具有广泛推广价值的 AR技术，必将在不久的将来被中职教育广泛应用。

参考文献：

[1]朱淼良，姚远，蒋云良.增强现实综述[J].中国图象图形学报：A辑，2004（7）

[3]王维廉.基于视觉标识跟踪的增强现实系统关键技术的研究[J]. 上海大学， 2007.

[4]蔡苏，宋倩，唐瑶.增强现实学习环境的架构与实践[J]中国电化教育，2011（8）.