AR技术给教育方式带来的新思路

段再超，杨树元，郑亚男，吕晓晴（通讯作者）

（河北师范大学汇华学院 河北 石家庄 050000）

1 传统教育方式的现状

1.1 教学模式

传统的教学模式是以听教师讲授为中心，依托教师讲授、学生听课的班级授课组织模式。以教师为中心，突出的是一个“教”字。它强调教师的主导作用的发挥，教师对课堂教学的组织管理，运用班级授课制大规模地向全体学生进行教学，整个教学过程都已经设定好，什么时间讲课，什么时间提问，给学生多少时间回答问题等都设计好。教师根据学生反馈的信息并据此调整教学策略以达到预期的教育目的。

1.2 学习模式

学生的学习模式是以听教师讲授为主，消化、理解教师讲授的内容。通过测试和考试的形式把对所学知识的理解和掌握反馈给教师。学生学习方式单一、被动，课堂上缺少自主探索、合作交流、独立获取知识的机会，打击了学生的学习自信心和积极性，使学生对于自身个人的优劣势不能清楚的认识，阻碍了学生自主学习能力的训练发和优秀品质的养成，影响了学生的个性化发展。

2 AR技术的特征

增强现实，是一种全新的人机交互技术，利用这样一种技术，可以模拟真实的现场景观，它是以交互性和构想为基本特征的计算机高级人机界面。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性，而且能够突破空间、时间以及其它客观限制，感受到在真实世界中无法亲身经历的体验。[2]增强现实将真正改变我们观察世界的方式。AR系统具有以下三个突出的特点：

2.1 真实世界和虚拟的信息集成。

它将计算机世界里的内容延伸到真实的环境中，把虚拟的场景叠加到现实场景中，对于现实世界里面的物体来说，通过叠加虚拟景象产生类似于X光透视的效果。比如：通过将地图信息直接叠加到现实世界中来指导司机的驾驶。

2.2 具有实时交互性。

它能够使人很自然的融入到虚实结合的场景中。人在场景中能够跟所处的虚实结合的场景中进行交流和互动。

2.3 在三维尺度空间中增添定位虚拟物体。

它可以使人与三维物体根据实际场景或者互动的需要，将虚拟场景叠加到真实场景中。

3 构建AR技术下教育方式的新思路

它能使虚拟信息叠加到现实世界中。能够把教学中不容易理解的内容转换为立体的、生动的的形象，从而提高学生们对事物的兴趣，从而能够主动的进行学习。像特殊地理地貌、历史人物事件、不容易接触到的事物等都可以通过AR技术展现在学生面前。

AR技术在教育领域的应用，首先，通过AR技术的特性制作AR图书，把原来印刷的的纸质书，转换成立体的、生动的形象，叠加到现实世界中，呈现到我们的眼前，提升小朋友对事物的兴趣，吸引他们参与到教学中，以一种探究的方式去探查研究一些更深层面的内容。其次，融入AR技术的教育形式比之传统的教育具有更强的表现力，它可以将教学中一些枯燥（如：特殊地理地貌、历史人物事件、以及大多数不容易接触到的事物）通过AR技术以图片、视频、动画等形式直观易懂的方式展现。最后，AR本身便是持有互动性的，这种特有的优势可以让小朋友用眼看、用耳听、动手做、用脑想，真正实现多元化教育。

这些应用改变了传统教育的教育方式中的教学模式与学习模式，无论教师教学模式还是学生获取知识学习模式都发了很多的变化，下面从教学模式与学习模式两个方面进行阐述：

3.1 教学模式

首先，教师将成为AR技术下教育教学的设计者。在教学过程中，教师是以知识体系的构建者的身份出现，通过精心设计的教学内容、环节，培养学生的自主学习的能力，引导他们对于知识进行主动学习，从而提高解决问题的能力。其次，教师的教授不受时间、地域、语言的限制，能够让每个人享有优质的教学资源，打破了教育的不平衡性。最后，实践教学课程在虚拟现实体验实训过程，提高学生操作技能。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。

3.2 学习模式

将增加现实技术运用于传统教育中，通过增加学习情境的真实性和交互性，提高学生的学习效率，推动教育的方式进一步变革，提高教育的质量。

首先，学生通过触摸利用AR技术特性制作的3D模型，增强体验效果。并且从多个不同维度来观察3D模型，深刻的理解了现实事物。基于AR技术的及时性、互动性的特性从视觉、听觉、触觉等方面设计出来的教学内容，激发了学生学习知识的兴趣，提高了学习的效果。其次，移动AR系统可以不受时间和空间的限制，学生的学习可以在任意的时间和地点，利用AR技术的特性，随时随地的进行情境式的学习，还能够跟其他地区的人员进行合作式的学习。这样突破学习中空间和时间的限制，使学生的学习交流达到了一种新的状态。最后，使用自然方式交互学习对象，将虚拟场景叠加到真实场景中。老师在教学过程中利用AR技术能够提供的虚实的场景，把学生带到这个场景中，学生通过身临其境的感受，理解和实践学习内容，极大的提高的教学效果。

AR技术在传统教育中的应用，利用AR技术，共享全球名校名师课程，实现时间碎片化管理；实现个性化教学，进行因材施教。对传统教育进行补充、革新了教育方式，给我们教育方式带来了新的思路。