基于全景识别AR技术的校企共建共育教学模式的应用研究

摘要：本文探讨了基于全景识别AR技术的校企共建共育教学模式在职业院校学前教育专业教学中的应用，通过案例研究，对33名大二学生进行了问卷调查和小组访谈，结果显示，在校企共建课程基础上开发的教学辅助软件在感知易用性、感知有用性和感知趣味性方面均获得高评价。研究表明，该AR技术支持的教学模式有效提高了学生的活动设计能力和创新思维，为职业教育技术应用提供了新思路。

关键词：AR技术；校企共建共育；教学模式

中图分类号：G434" 文献标识码：A" 论文编号：1674-2117（2025）04-0027-04

研究背景

职业院校注重培养学生的实际操作能力和创新思维能力，以满足社会和产业的需求。但在实际的教学过程中，尤其在学前教育专业中，有一个明显的矛盾：学生在完成学业后，其实际的幼儿园活动设计能力和创新思维并没有达到预期的标准。这意味着，尽管他们在理论上得到了充分的培训，但在实际应用中仍然存在明显的不足。全景识别增强现实（Augmented Reality）技术支持下的校企共建共育教学模式的引入为解决这一问题提供了可能。

软件设计

为了鼓励学生进行探索和创新，进一步增强学前教育专业学生的幼儿园活动设计能力，笔者所在学校与幼儿园联合设计幼儿园科学活动课程，并在其基础上开发了一款名为幼儿园科学活动设计游戏化AR课程教学辅助软件（以下简称“软件”）。

1.软件设计理论基础及物理结构

软件的设计以van der Heijden的技术接受模型的扩展理论为基础，主要从感知易用性、感知有用性、感知趣味性三个维度进行设计。软件是以电子设备的CPU控制并调动设备的摄像头进行实物识别，其物理结构图如下图所示，摄像头和传感器采集教学实物真实图像，传入后台的处理单元对其进行分析和重构，并结合摄像头的数据分析虚拟场景和真实场景的相对位置，实现坐标系的对齐并进行虚拟场景的融合计算，系统融合后的信息会实时显示。

2.软件的系统框架

软件主要有三个部分的子系统，分别是集合、数和量的概念子系统，几何形体概念子系统，空间与时间概念子系统。学生在登录主页后，可以进入三个不同的子系统，结合游戏和AR技术对涉及数学部分的活动设计进行学习和练习。

3.软件具体操作

集合、数和量的概念子系统：进入集合、数和量的概念介绍界面，点击继续，进入3D物体拖动游戏交互界面，在此界面，手触显示屏拖动图片，拖出对应3D物体，次数不限，进行相关集合、数和量的讲解与练习。屏幕3D物体过多，点击清屏，重复进行拖动操作。点击屏幕数字配对空间，进入数字配对操作，软件将自动打开并调用所在设备的摄像头；通过摄像头和传感器采集真实数字图片的图像，传入后台的处理单元对其进行分析和重构；随后，通过系统的虚实场景的融合计算，将对应3D模型叠加在对应的真实数字图片上，从而可以将真实数字图片与3D模型数量叠加，更加生动地认识真实数字的含义。学生可以根据自己的设计，增加更多的识别类型和内容。同时，显示屏采集外部操作信号，实现对虚实结合场景的交互操作。

几何形体概念子系统：进入几何形体概念介绍界面，点击继续，进入3D物体拖动游戏交互界面，在此界面，手触显示屏拖动图片，拖出对应3D立体几何，进行相关平面几何图形与立体几何图形的讲解。点击屏幕几何空间，进入认识立体几何空间操作，软件将自动打开并调用所在设备的摄像头；通过摄像头和传感器采集平面几何图形实物，传入后台的处理单元对其进行分析和重构；随后，通过系统的虚实场景的融合计算，将对应3D几何模型叠加在对应的真实平面几何图片上，从而可以将真实的平面几何图片与3D几何模型叠加，更加生动地认识平面几何与立体几何的含义。学生可以根据自己的设计，增加更多的识别类型和内容。同时，显示屏采集外部操作信号，实现对虚实结合场景的交互操作。

时间与空间概念子系统：进入时间与空间概念介绍界面，点击继续，进入3D物体拖动游戏交互界面，在此界面，手触显示屏拖动图片，拖出对应3D物体，进行时间概念的讲解。点击屏幕进入教室平面图拼图界面，拖动图片进行拼图。此拼图为真实教室对应的教室平面图，在平面图的四角位置上，画有相关标记图像（学生可自行设计，在拼图时，可以把有标记图像的板块拼在不同的位置）。点击进入空间概念，软件将自动打开并调用所在设备的摄像头；使用者需要在真实教室中找对应四角位置的标记图（学生可自行设计标记图像在真实教室中的位置，且需与拼图中的位置相匹配）；通过摄像头和传感器采集对应的平面教室图形的四角位置实物标记图像，传入后台的处理单元对其进行分析和重构；随后，通过系统的虚实场景的融合计算，将对应3D模型等叠加在对应的真实标记图像上，从而可以游戏化地将真实空间中方位标记图像与3D模型等多媒体素材相叠加，更加有趣且虚实结合地进行时间、空间概念的练习。同时，显示屏采集外部操作信号，实现对虚实结合场景的交互操作。

模式应用效果

本研究采用案例研究的方法，将使用了本软件的大二学前教育专业33名学生作为案例，采用问卷、小组访谈的方式来对数据进行收集，使用主题分析法对访谈数据进行分析，相关分析结果如下。

1.问卷评估结果

笔者对本案例中的33名大二学前教育专业的学生进行了问卷调查，使用了Hsieh等设计的技术接受度的量表，量表为7级量表，从感知易用性、感知有用性、感知趣味性三个方面对幼儿园科学活动设计AR课程教学辅助软件的使用进行了调查，评估结果如下页表所示。

结果显示，参与者对该软件的总体接受度较高，总均值为6.355。在性别方面，尽管女性参与者占绝大多数（87.9%），但这并未影响技术接受度，所有参与者的反馈均非常正面。不同成绩排名的参与者对软件的评价也没有明显差异，所有人都认为软件在趣味性、易用性和有用性三个方面表现出色。总体来看，参与者普遍认为此软件具有很高的趣味性，易于使用且对活动设计有很大帮助。

2.小组访谈结果

在问卷调查的基础上，研究者对参与者进行了小组访谈，主要对趣味性、易用性和有用性进行了进一步的深入探究，访谈内容的主题分析结果如下。

（1）新技术的易用性受学生信息化素养的影响

在访谈中，学生指出，除了软件设计本身的影响外，他们对AR技术的理解也是一个重要因素。由于大多数参与者此前并没有使用AR技术进行学习的经历，因此在使用过程中需要较长时间来适应。总体来看，学生们一致认为他们的信息化基础对软件的易用性感知有着显著影响。信息化素养高的学生能够更快速地适应和操作软件，而缺乏相关经验的学生则需要更多时间来适应和掌握新技术。这表明在人工智能时代，提升学生的信息化素养对促进新技术在实际操作中的有效应用至关重要。

（2）新技术的应用成为影响教学活动设计创新性的重要因素

学生在访谈中指出，软件的使用及其中AR技术的应用对他们在教学活动设计中的创新性产生了显著影响。AR技术为他们打开了一个全新的设计世界，使他们意识到可以以不同的方式进行教学活动设计。许多学生表示，他们脑中有许多新颖的想法，但由于对软件和AR技术的知识了解不够深入，不确定能否应用技术来实现。这部分访谈内容在学生提交的教学活动设计教案中得到了进一步证实。

（3）新技术的技术优势成为感知有用性中重要的影响因素

在访谈中，学生们普遍认为这款软件非常有用，不仅因为它能够帮助他们理解和掌握活动设计课程的内容，还因为其所包含的AR技术特性使他们能够在传统活动设计的基础上，创造出许多有趣、创新且充满未来感的活动。学生们提到，尽管他们对新技术的了解可能还不够深入，专业知识也相对薄弱，但AR技术带来的全新体验让他们受益匪浅。他们发现，通过AR技术能够更生动直观地处理一些活动内容，这种技术优势使得他们在设计活动时更加自信和灵活，能够尝试不同的创新方法。此外，学生们还提到，AR技术也激发了他们的创造力和探索欲望。许多学生表示，通过使用这款软件，他们对活动设计的理解得到了深化，使他们在设计活动时能够更好地考虑到幼儿的需求和兴趣，从而设计出更加符合实际需求的活动。总的来说，学生们普遍认为，软件中AR技术的应用极大地提升了其感知有用性，使他们在学习和设计活动时能够更加得心应手。尽管在使用过程中仍存在一些挑战，但新技术带来的全新视角和方法，为他们提供了丰富的工具和资源，极大地促进了他们的学习。这表明，新技术的应用在提升学生感知有用性方面具有重要作用。

（4）新技术与游戏化融合进一步提升了感知趣味性的质量

在访谈中，学生们普遍认为，这款软件的趣味性相比一般的游戏性教学软件更加“高级”。他们指出，主要原因在于AR技术能够让传统的活动设计变得更加丰富和充满惊喜。传统的游戏化教学软件已经具备一定的趣味性，但AR技术的融合，为这种趣味性增加了更多的探索和互动元素。学生们提到，AR技术不仅使活动设计变得更加生动，还为他们提供了一个沉浸式的学习环境。在这种环境中，学生们可以通过交互式的3D模型和增强现实场景，直接参与到活动设计和实施中。这样的体验不仅增加了学习的趣味性，而且增强了学生的参与感和投入感。此外，学生们还表示，AR技术与游戏化教学的结合，为他们提供了更多的创作和探索空间。他们可以在环境中尝试不同的教学方法和策略，观察这些方法的效果，并根据反馈进行调整和改进。这种动态和互动的学习方式，使他们能够更好地理解和掌握活动设计的核心概念和技能。总体来说，学生们认为，AR技术与游戏化教学的融合，极大地提升了软件趣味性的质量，使他们在学习过程中能够更加专注和投入。这种新颖的教学方式，不仅增强了他们的学习体验，而且提高了他们的学习效率和创新能力。

结语

本研究通过全景识别AR技术支持的校企共建共育教学模式的应用，初步验证了其在提升学前教育专业学生的幼儿园活动设计能力和创新思维方面的有效性，为职业院校在教学模式和技术应用方面提供了新的思路和参考。

参考文献：

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作者简介：王丹（1989.11—），女，博士研究生，讲师，研究方向为教育技术、AR技术。

本文系四川省教育信息化与大数据中心2023年度四川省教育信息技术研究一般课题“基于全景识别AR技术的校企共建共育教学模式的应用研究”（立项编号：DSJZXKT319）成果。