AR技术与传统教育融合重塑教育新生态*

吕晓晴 郑亚男 周桂英（通讯作者）

2017年7月20日，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，在人工智能飞速发展，并且向各行各业加速渗透的背景下，教育领域也成为其重要应用场景之一。随着互联网的普遍应用特别是大数据、云计算和移动互联等技术的发展，正深刻地改变着教育的面貌，推动教育向数字化、网络化、个性化和智能化方向发展。

一、“AR+”与传统教育的融合后的现状及意义

“AR+”与传统教育的融合后意义，主要表现在两个方面，一方面对于教育主体的学校来说，中国的高校可以与世界一流大学如哈佛大学、北京大学几乎在同一起跑线上起跑。可能省去了海量的实验室投资，但大幅度增加了学生的实践能力，提高了教学质量。另一方面，对于教育的实施者和参与者来说，增强现实（augmented reality， AR）技术，将真实环境和虚拟现实的景象结合起来，并强调虚拟对象与真实世界物体的交互的特性，当它和教育深度融合后，教师能形象生动地表达自己的教学思想和内容，营造教学环境，学生通过体验式、实践式的教学，增强了学习的兴趣，提高了掌握知识、技能的效率。[1]

二、“AR+”与传统教育的融合后在教学中的优势

AR技术和传统教育深入融合后，在教育应用中有很大的优势，我们将其主要概括为以下四个方面。

1.AR的浸入式体验降低实验风险保障实验能够反馈和可控

“AR+”教育后，学生可以在虚拟现实体验实训过程，提高操作技能。比如，香港职业教育学院已经用技术来教授飞机工程和建筑维护技能。AR技术通过对现实场景的精确建模和对真实道具的追踪定位，还原真实的实训操作过程，帮助学生实现真实的操作训练，降低的实验的风险，同时能够量化记录全操作过程，数据量化考核并进行指导。[2]

2.AR的浸入式体验加强情感熏陶提升人文素养

“AR+”教育后，为学习者提供一种沉浸感，让学生置身于现实世界的问题情境之中，这是一种综合的真实的主观体验。最近的一项教学研究就是基于AR 带来的存在感、即时性和浸入感，比如在2017年，非营利组织“Global Nomads”在美国和中东的20间教室中，使用虚拟现实技术建立了一个虚拟现实世界。通过该项目的虚拟现实模拟，学生们可以在约旦或肯塔基州的农村街头漫步，沉浸在他们的日常生活中，了解沿途的其他文化和风景。这项研究表明，让学生了解和经历到不同地区的生活以及 AR 场景中的收获的体验存在着显著的相关性。

3.AR的远程技术促使教育的公平化提升教育质量

“AR+”教育后，可以实现不同地区的老师、学生聚集在一个虚拟课堂中上课，并且达到真实、实时的互动。因此，很多发达城市的优质教育资源就能倾斜到农村等教育欠发达地区，让这些地方的孩子也能享受到优质的教学资源。

三、“AR+”与传统教育的融合后塑造教育新生态

1.利用信息化元素构建“AR+”教育的现代教学模式

（1）首先，从技术层面来看，建立数据平台。比如现有大数据平台、云服务平台、J2EELAMP平台的使用，为“AR+”教育提供了很好的平台。计算机技术、网络通信技术和移动终端设备（iPad，智能手机）的发展也终于打破了时空的限制，为学习者提供了开放的、自主的学习空间。比如基于IOS&Andriod、ObjectC&J、移动设备技术的支持下的移动工具的使用。总的来说，增强现实化的实现离不开AR、C++@C#、U3D@UE4等技术的支持和应用。

（2）其次，从理论层面来看。支持平台化的翻转课堂、混合学习以及多模态的教学方式的运用；随着生活节奏的加快，让人们迫切要求能够根据自己的碎片化时间安排，随时随地在移动中进行知识碎片化及自动学习的学习方式的使用；各个互联网大亨的智能化平台开放，提供了智能化中行为分析、定向推送、人机交互以及增强现实化中提供的实训实战、体验教学和情景教学的理论和实践支撑。

（3）最后，从应用层面来看，基于平台化的MOOC、微课、课程平台的使用；移动化中各种APP、即时通讯、论坛的使用；智能化下教育模式由从大众化到个性化实行，教育的参与者和实施者能够进行个性化教和学；增强现实化中的增加现实的场景应用。

2.制定“AR+”教育的教学应用规范和标准构建教学应用体系

（1）首先，建立“AR+”教育的教学应用规范和标准配备硬件资源“AR+”教育的深度融合，“AR+”教育的教学应用中会出现很多与现行的教育应用不一致的地方，这就需要政府职能部门根据“AR+”和传统教育融合后，产生新的特性，建立新的教学应用规范和标准。给“AR+”教育的教学应用提供理论支撑和参考依据。

（2）其次，制定与专业相适应的教学应用体系配备丰富教学资源根据“AR+”教育与本专业结合的紧密程度，各个专业由学术带头人、学科的骨干教师以及企业的工程师，通过讨论、调研等多种形式，制定与本专业相适应的教学应用体系建设方案，为后续课程的开展提供有力的保障。政府职能部门和高校通过课程立项、课程评审、定制开发、 课程结题一系列的流程，不断的完善和扩大资源库，并且对于对于课程资源和实验室配合教学应用场景进行测试。

随着科技技术的不断发展，在“互联网+”战略背景下，AR技术与传统教育的深度结合已开启，让优质教学资源充分地被利用，极大地放大教育产能，通过大数据实现个性化教学，进行因材施教。同时不断推动教育方法、教育方式的不断变革，塑造出教育的新生态。[3]

[1]万力勇，康翠萍.互联网+创客教育：构建高校创新创业教育新生态[J].教育发展研究，2016（7）：59-65.

[2]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).

[3]张宝运，恽如伟.增强现实技术及其教学应用探索[J].实验技术与管理，2010(10).