AR技术在中学生物校本教材制作中的应用

赵慧佳

摘 要：中学生物教师正在研究采用信息技术把校园的植物转化为有效的课程资源，笔者在编著校园校本教材的过程中，借助增强现实技术来帮助学生辨识花草树木、进行生物知识讲述等，进而培养学生的生物学习兴趣和热爱自然情怀。本文首先介绍了校本课程开发的设计与实施，然后重点论述了校本课程以AR技术为载体的开发过程，最后总结了AR技术在校本教材编写中的作用。

关键词：增强现实 校本教材 中学生物

引言

AR（Augmented Reality）技术，也称增强现实技术，属于虚拟现实技术的分支。AR技术的原理是实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，其目标是可以让虚拟信息展示在真实的环境背景中。AR技术提供了很好的方式来展示学习内容，用相对更贴切的交互方式为学习者搭建一个自主探索的空间，使其在教育领域具有很大的发展空间。[1]

一、《校园植物图集》校本课程开发的设计与实施

1.设计理念

本文遵照“探究性学习”的教学理念，采用增强现实技术，开发以科普型性、研究型学习为基础的校本课程，有利于锻炼学生的创新思维，提高学生运用信息技术的能力，也有利于整合学校优势教育资源。

2.课程目标

掌握校园植物分类的基本过程和一般方法；学会使用简单的图像软件制作AR模型和AR视频；在校本课程开发的实践中，提高学生观察能力、分析和归纳，建立人与自然和谐发展的生态观，激发小组探究的学习的热情，提升团队合作意识。

3.课程内容

根据学校植物的特点，校本课程以研究性学习的形式进行校园植物分类，其中AR内容包括：简单介绍校园内绿化植物进行分类及命名，重点介绍植物的生物学知识，编制校园植物名录；掌握识别图-AR内容制作等相关应用软件的实践操作。

4.《校园植物图集》校本课程开发的实施

实施对象：高一（一）班30名学生。高一学生学习压力相对较小且对生物学科充满好奇，可以将校本课程与课堂教学优势互补，提升学生对生物学科的兴趣。

实施过程：校本课程安排在高一年级的每周五下午，实施过程分为两个部分，一是搜集与校园植物相关的文字、图片、视频资料；二是将搜集到的资料制作成AR内容。

成果展示：先由学生之间对校本课程的成功进行分组讨论，并由老师进行总结；再利用3课时将前期搜集整理的素材上传到视辰云服务器，制作AR内容，并与教材设计到的生物学知识点相关联。

二、《校园植物图集》校本课程的开发过程

1.校园植物图片信息资料的采集与处理

（1）实地调查

老师引导学生初步认识校园内的花草树木，掌握树木名称、科属、形态、特性，对植物进行拍照，并做好记录。

（2）查阅资料

与信息技术老师联系，利用学生的信息课时间让学生上网查阅资料，获取各类树木的相关资料（树名、科名、习性与特点等）。

（3）核准资料

经过以上各项活动，学生对校园树木的感性认识和理性认识有了一定的基础。学生在老师的帮助下，小组分工核准，使搜集的资料更全面、更完整、更准确。集中、收集所有学生的资料，对资料进行全面整理、筛选、分类。

（4）制作识别图和AR内容

对拍摄的植物照片进行Photoshop处理，制作成像素为900*900的识别图。引导学生利用视辰AR制作平台制作AR内容，涵盖树名、学名、科名、英文名、习性与特点等。

2.AR技术在《校园植物图集》中的应用

通过AR技术，学生通过下载视+APP，可以感受到所学知识点的三维模型，还有基于视频的声音、图像、动作展示，可以大大提高学生的兴趣，并且更加快捷，准确的吸收知识。视+可以展示的内容形式：视频，3D模型，3D動画，全景环视图，小游戏，交互按钮等。视+平台主要包含两个方面。一个是app端，主要承载浏览和社交的功能，一个是web端，主要承载制作的功能。这里的web端从某种意义上来说它也是增强现实的一种SDK，能够将AR制作的门槛极度降低，学生可以不用懂得任何代码，随便上传一些图片视频，不用3分钟便能制作出简单的AR应用。

老师引导学生将前期整理的植物图片资料做成识别图形式的植物标牌悬挂在校园植物上。学生可借助智能手机所安装软件的扫描功能，扫描识别图，然后将获取到的识别图信息上传到视+云服务端，云端筛选出对应的AR内容后，将结果返回到视+APP客户端，同时呈现出AR效果。学生可以通过AR内容，了解该植物的百科知识和扩展内容，将植物的生物学知识以互动、3D、趣味性的方式展示出来。

三、AR技术在《校园植物图集》编写中的作用

1.提升《校园植物图集》校本课程的趣味性

增强现实技术可以创设现实情境， 运用3D模型呈现给学生丰富多彩的、形象化的图像内容，其新颖的学习方式和丰富多彩的学习内容极大地提升了课堂教学的趣味性。[2]。由于AR技术具有视觉、听觉和触觉一体化的感知效果，学生在参与编写《校园植物图集》的过程中，可以感受真实情境体验、动感交互穿越所带来的体验。不仅极大地激发了学生的学习动机，更给学生提供了大量亲身观察、操作以及合作学习的机会，促进了学生的认知加工过程及知识建构过程。

2.帮助教师讲解和学生理解课本知识

AR内容作为教师教学和学生学习之间的媒体，用于知识的呈现与过程的演示，辅助教师更好地完成教学任务。[3]在传统的校本课程编写过程中，知识的传输主要通过文字、图片、声音、动画和视频的形式呈现。遇到比较复杂的情况，比如生物课的单子叶植物与双子叶植物子叶数目、花瓣数目、营养器官上的区别，教师用语言很难把这些知识点表达得非常清晰。而采用AR技术组织教学，三维立体效果的呈现可以弥补这样的缺憾，能够把知识立体化，把难以想象的东西直接以三维形式呈现出来，让学生直观感受到文字所表达不出来的知识。

3.为学生自主学习提供了丰富条件

除了运用于校本教材编写，增强现实教学资源存在形式多种多样，根据采用的设备不同，可以将教学资源保存在网络运营平台、移动设备和纸质图书里，学生可以在不同的地方采用不同的设备调用增强现实教学资源进行随时随地的自主学习。教师也可以从繁重的重复性讲解中解脱出来，有针对性地为学生答疑解惑，有助于传统教学方式的变革。[4]

参考文献

[1]曹新宇；运用数字化技术创新职业教育教材编写[J]；《科技与出版》，2015（6）：57-59

[2]于丹，齐明艳，增强现实技术在教育教学中的应用研究[J]，《软件导刊：教育技术》，2015，14 （12）：86-88

[3]张洪波，增强现实技术在教学中的应用研究[D]，河南大学，2012

[4]雷静，增强现实技术在教学中的应用[J]，《中国教育技术装备》，2011 （35） ：7-8endprint