浅析增强现实技术在教育方面的应用

赵丹丹+郭嘉+赵忠波

【摘 要】伴随着科技的发展以及智能手机的普及，移动互联网应用的开发热度日益升高，以手机为载体的移动应用程序得到了前所未有的发展。在数字化的时代背景下，各种互联网产品大量涌入国内市场，让我们体验到增强现实技术的强大，同时对教育产品有了一个新的认知模式。未来，增强现实类的产品将会占据主导地位。本文主要详述增强现实技术在教育事业中的应用。

【关键词】增强现实；虚拟现实；教育教学；教学模式

中图分类号：G42 文献标志码：A 文章编号：1007-0125（2017）14-0205-02

把原本在现实世界内很难体验到的实体信息，通过一些科学技术加工后再叠加到真实世界，被人类感官所知道，从而达到一种超越普通现实的感官体验，这种技术叫做增强现实技术。传统教育教学课堂不能够做到实时互动交流，然而在传统课堂上加入增强现实技术，即可实现虚拟与真实场景的结合，从而增加互动性，使虚构物体在分解场景中具有切实的存在感和地位感。

一、增强现实

（一）增强现实技术简介

增强现实技术，简而言之就是将现实的和虚拟的叠加在一起，是人眼能看到的一种人机交互。首先通过计算机技术，将虚拟的信息真正应用到现实世界，现实的环境和虚拟的物体同时出现在一个空间或者画面中。其次是通过计算机的软件和硬件相互协调，使得人们能够和虚拟现实的景物以一种自然的方式进行交互。这样，通过计算机技术，将虚拟的信息应用于现实世界，真实的环境和虚拟的物体即出现在了同一个空间。它不仅展示了真实世界的信息，而且虚拟的信息同时加以展现，两种信息不断组合、疊加。

（二）增强现实技术在教育方面的发展现状

增强现实是在虚拟现实的发展过程中应运而生的，增强现实这一概念最早出现在20世纪70年代，自1990年波音公司的研究员创造增强现实技术后，很多研究机构开始研究增强现实技术。譬如，国内曾有北京理工大学、国防科技大学、西安石油学院等高校对增强现实技术进行深入研究；国外研究增强现实技术的高校有美国哥伦比亚大学、澳大利亚Vienna大学等。正因为国内外诸多研究机构都对增强现实技术进行深入研究，使得增强现实技术在近几年飞速发展。2015年被认为是增强现实产业的元年，2016年增强现实技术类产品再一次席卷全球市场。

传统教育市场已日趋饱和，努力开发新的教育方向是必然的。与此同时，教育从业人员有了新的机遇。未来教育课程的开发一定是将科技、网络等整合在一起。在教育方式中开始融入了增强现实技术、虚拟现实技术、体感交互技术等。

目前，国内已经出现了几款有关教育的增强现实类的产品，它们大多都是针对幼儿教育的，其表现形式是，提前设定好一个程序，以APP的形式安装在手机、平板或者计算机等带有摄像头的设备上，对应其提前设定好的卡片或者图书等一系列纸质图片，用摄像头对准图片进行扫描，屏幕上就会出现提前设定好的模型动画。

二、增强现实技术在教育方面的应用

（一）增强现实技术教学的优势

在科技迅速发展的今天，使用增强现实技术向学生展示教学信息，能够更生动形象地呈现学科知识，使学生们能够更愉快地接受知识。增强现实技术的信息是新颖的，能够为学生提供多种感官刺激。这样既可以增加学生的兴趣，又能提高学生的思维能力。

增强现实技术能够给教学环境提供一个三维场景，增强现实的使用可以将学习体验从2D时代提升到3D时代，能够准确表述视觉世界的色彩、形状、空间的感觉和表达能力，可以培养学生的三维空间思维能力和辨别空间物体间的信息能力等。增强现实技术作为新兴技术，给人以强烈的视觉感受。在新的教学模式下，增强现实技术有很大的发展空间。

（二）利用增强现实技术革新教学模式

在信息化时代下，传统教育教学模式发生翻天覆地的变化。在增强现实创设的教学环境中，学生可以和增强现实支持的信息进行人机交互，有助于提升学生对知识的建构。增强现实系统的设计者，可以通过显示器丰富的信息来刺激学生的感官，激发学生的学习动机，学生亦可以进行交互式操作。

课堂教学通过多媒体呈现的感官刺激、交互操作、合作交流，既是一种反馈，又可以提高学习效率。相信未来的教学模式一定将科技、网络、大数据等整合在一起。

（三）利用增强现实技术强化课堂教学。

以往的传统教学，以在教室进行直接教学为主，由教材、教师、学生组成简单的教学系统，这种传统教学模式的缺点亦是显而易见的。教师的表达方式、组织课堂的能力起着决定作用。在一般的教学模式下，学生对于学习的兴趣大部分是源于教师的表达能力及活课堂气氛所决定的。如果教师不能够调动起学生对于学习的热情，学习的积极性不高，那么这节课所讲的内容就不能被学生消化理解，自然学习效率也就不会高。

多媒体技术在教育教学中的应用广泛，使得教学效率可以大幅度增加。伴随时间的推移，多媒体教学仅仅能在视觉上和听觉上强化教学信息，还缺少教学信息和学生之间的互动。

将增强现实技术引入到课堂教学，可以减少教师由于表达不明确、语言组织能力缺陷等因素造成的课堂效率低的问题。课堂中如果引进智能互动的摄像装置，让学生们进入大屏幕中的虚拟世界，可以直接在屏幕中看到自己，有着身临其境的感觉，会增强学生的学习兴趣，学习效率也会随之增加。

增强现实技术具有良好的互动性和展示效果，可以让学生们的注意力集中，同时还可以培养他们的兴趣。

三、增强现实技术应用于教育的挑战

诸多的科学实验证明，增强现实技术应用于学习中具有很大的发展前景。但也不难看出，增强现实技术应用于教育教学中是一个新鲜事物，并且有的研究存在着诸多缺陷，还需要时间去解决。

教师将增强现实与教育教学相结合，改变原本枯燥的教学模式，丢掉备课笔记，重新构建一套完整的教学方案等，这些都将有助于增强现实技术走进教育教学。

四、结语

增强现实技术把大家带入一个新的数字化时代，它不仅给我们提供一个简单的互动平台，更多的是带给我们一种新型的教学模式和方法。在未来几年，将会是增强现实和虚拟现实的时代。科技在进步，人类在发展。在增强现实和虚拟现实这个大的环境下，顺应时代发展趋势，增强现实技术将会在教育界大放光彩。endprint