AR技术的应用对中学生创新学习的推动和帮助

2018-03-21王一淋

数字通信世界 2018年10期

王一淋

（西北工业大学附属中学，西安 710072）

现今，随着现代信息技术的不断发展，中学生学习对更加直观、可体验、互动更强的现代技术的需求日益增强。AR技术以其独具的应用和特点，受到中学教师和学生的广泛关注和普遍兴趣。其应用推广对解决诸多的技术性及学术性难题作出积极的探索贡献，中学阶段的基础性学习同样也受到信息化网络技术发展的实际影响。为更好的运用信息化网络发展趋势，依照中学生个性学习特点和理论实验相结合的需要，将AR技术引入中学生创新学习方面尤为必要，是推动中学生创新学习发展及解决中学知识学习和实验实践活动联系不足问题的有效途径。

1 AR技术应用在中学生创新学习方面的应用概念

（1）信息化学习。它是指通过网络信息途径实现对课堂中所学知识内容的深入分析与应用，采用信息化辅助手段提高学习效率。传统的信息化学习主要采用计算机、智能手机及其它信号网络终端设备等辅助设备，虽能够基本满足中学阶段的学习的部分需求，但难以弥补信息化学习体验性不强、时效性不高及效果有限等问题，对于课堂专业知识学习的交互能力也有一定的实际局限性，为更好的满足中学生的信息化学习需求，提升中学生学习兴趣和创新学习意识，采用现代AR技术做全面的信息化学习交互势在必行，是提高综合性学习效益及创造有利信息化学习环境的重要基础。

（2）AR技术应用。AR技术基于信息化网络虚拟成像技术开发，利用虚拟空间模拟及信息空间的图像构架，实现对现实环境与信息环境的有效衔接，通俗而言即是运用网络图象技术对现实空间图像对深入重叠，通过对影像参数的调整，确保计算机录入内容与空间图像成像内容保持一致。现阶段的AR技术运用总体而言较为成熟，在科研、军事、医疗、娱乐及建筑等领域应用广泛，综合以上技术应用环境，AR技术在中学生创新学习方面也必将成为现代中学教学技术的重要组成部分，对解决诸多的中学理论化及实践化知识结合难题具有重要意义与价值。

2 AR技术应用特点优势与中学生创新学习的有机结合

AR技术是在计算机技术基础发展出来的应用技术，通过各类系统形成虚拟演示环境增强人们对现实环境的感知，能通过软件系统和硬件系统将现实中的或者实验过程中虚拟物体、虚拟图像和图像指示叠加到目标场景中，提升人们的临场感和实际感，把现实环境中无法实现的场景通过终端或屏幕展示到人们眼前。

2.1 AR应用技术特点

（1）虚拟与现实的有机结合。通过AR技术可以将现实操作和实验过程中操作的影像、图示、指示叠加到教学环境和实验环境中，中学生可以通过视频终端或屏幕进行观看，通过传感器将学生的操作信号输入到系统中，实现虚拟影像、图示、指示的移动、操作和调整，将虚拟信号和场景叠加到学习和教学的真实场景中，提升学生的学习效果和学习兴趣。

（2）人机实时互动的特点优势。AR技术将现实的人与环境的互动完整映射到虚拟环境中，人机操作真实模拟了人与环境的交流，增强了学生的真实感、临场感，使学生学习融入到了虚拟环境中。交互性系统完全淡化了实际环境中的位置，而虚拟到了整个环境中，符合人类图像记忆的优势特点，极大的提升了学生学习的效果和质量。

2.2 AR技术的应用在中学生创新学习中的优势

（1）难点知识的形象化、直观化、可视化。中学生的学习过程难点是文字知识的枯燥性和乏味性，记忆难度大。而中学教学课件中大量的图像资料、实验操作的可视性资料都是学生感知现实、增强感性知识学习的良好工具。如何发挥这部分知识的学习优势，增强和加深学生的学习记忆，成为多年来提升中学生学习效果的主要研究课题。而AR技术的出现和广泛应用，使得这些问题迎刃而解。如前所述，AR技术的特点就可以把这些传统教学中无法真实展示的现实场景虚拟显示到学生面前或眼前，迎合了中学生新奇、好动、探索的心理特点，缩小了基础理论知识和实践操作的距离，激发了学生的主观兴趣和学习动力。

（2）学习兴趣的提升和探索。如何做好中学生教学工作，增强学生的动手能力和实践操作能力，提升学生的学习兴趣，是教育学科长期研究的课题之一。作为一个学生，不是机器，而是活生生的一个个体，人的记忆力、注意力和兴趣都是波动变化的。学习过程不能一味的强压硬灌，学生的学习兴趣激发是关键。AR技术的实时交互的特点，通过虚拟环境提升了学生动手和操作的能力，促进了学生分析问题和解决问题的能力，对学生的感知思维营造具有很强的促进作用，有利于学生学习兴趣的提升和探索。

（3）教学管理和教学方式精炼化。AR技术可以针对不同基础、不同水平的学生调整参数设置，开展针对性的展示和演示，其难度和深度可以通过设置和调整来掌控，解决了中学教学中因人施教的难题，使得学生教学管理和教学模式更加简单。部分学生在课堂上没有领会贯通的知识，课后可以继续观看学校教学的视频解说，概念化的知识掌握后，可以自己通过AR技术搭建的环境，进一步操作和演示，掌握课堂学习中未领会的知识和内容。

3 AR技术应用在中学生创新学习方面的推动与帮助

（1）基于AR技术内容构建信息化学习环境。AR技术终端环境适应性较高，技术密集度控制较为容易，可适用于多种数据传导环境，且受其特殊的信号传导介质影响，AR技术运用早已形成完善的网络构架体系，通过计算机设备可有效控制多台AR移动终端，视频信息匹配度较高，基础技术特点与现代信息化学习需求不谋而合。例如传统的题目训练练习，需要首先将题目进行解析并得出结果，将题目解析结果与答案结果对比，答案内容的解析并不全面，仅可对题目计算结果做对比，而未能对计算过程中做全年列举。而AR技术信息化模拟智能化水平较高，具备一定的技术测算及计算能力，将题目信息录入AR设备可得出更为详细的题目运算过程，相比于传统的题目训练能够为中学生创设良好的信息化学习环境。

（2）建立完善的AR技术模块数据化学习体系。AR计算技术并非单一的软件管理模板，需要结合硬件系统配置及数据信息库配置有效的运用于中学生创新学习。数据信息库建立可根据经常出错的题目内容，做错误内容分析，并将部分有价值的错误进行深度整合，根据专业知识学习较弱的一项及多项内容制定有针对性的学习目标，同时可提供错误模板比对分析模块，改善学习过程中题目摸不准及关键学习知识节点掌握不全面的实际现状。传统的学习环境主要依赖教师的专业化指导，在人为因素影响下对错误题目的分析常常易产生一定的疏漏，而AR技术则可有效的解决以上问题，确保题目错误分析的实际准确性。

（3）AR技术影响下的学习内容多元化呈现。AR技术模组内容丰富，各个单元内所呈现的信息数据各有不同，在学习方面可以按照自身学习条件及学习能力做科学选择。早期的课堂信息化学习较为重视对基础学习单元的运用，忽视了深层学习资源的运用，AR技术具备数据资源整合能力，在课下可将课堂中所学的内容做更为全面的信息反馈，使信息内容的呈现更符合总体创新学习需求。

（4）AR技术运用对中学生学习思维的开拓。传统的中学课堂学习及课下学习内容衔接紧密，学习数量得以保障，但由于学习负担较重，难以形成独立的思考空间，学习质量的平衡过多的依赖书本内容。AR技术在提高学习效率的同时，能够创设独立的思考空间，不断的开拓学习思维，破除传统课堂教学模式下对独立思考学习能力的束缚，为未来阶段更为深入的了解及掌握所学的知识内容奠定坚实的思维逻辑基础。