华腾魔眼（AR）在信息化教学中的应用

刘咏涛 张柏

摘要：在信息化教学手段日益发展的背景下，以《机械制图》教学为例，介绍了应用华腾魔眼（AR）手机APP实现信息化教学过程。文章主要介绍了华腾魔眼（AR）扫描生成的可调整三维实体图形在课堂中的应用过程，该手段可增强学生的主观能动性，显著提升教学效果，并解决学生上课玩手机的问题。

关键词：信息化教学手段；AR；手机APP；三维实体图形

在当代大学校园里，智能手机作为生活和社交工具，已然成为了大学生的标准配置，大学生“手机控”现象已经相当普遍。[1]学生上课玩手机现象对高等教育的传统教学模式和教学方法提出了新的挑战。如何提升教学效果，是教育工作者面对的一个重要课题，不同的老师对于课堂有不同的管理办法。比较常见的有两种方式：一是禁止学生在课堂上使用手机，比如强制要求关机或者课前收缴手机；二是把手机作为一种辅助教具，在授课过程中要求学生通过手机完成部分课堂授课任务，这样学生无暇用手机做与学习无关的活动，从而提升教学效果。

一、信息化教学手段

如今信息化教学手段迅速发展，很多高校教师把现代科技手段融入到课堂中，取得了一定的效果。信息化教学模式是建立在建构主义理论基础之上的，其学习环境包含情景、协作、会话和意义建构四个要素。[2]信息化教学手段主要是以多媒体技术、网络技术为依托的一种新型的教学手段，具有传播方式多，信息流量大、交互性能強，传统信息化教学手段有视频、动画、半实物仿真模型等，比较前沿的信息化手段有VR（虚拟现实）、AR（增强现实）等。应用现代信息化手段，把手机作为一种学习工具，符合学生的思维与行为习惯，特别是用于教学的手机APP传递更强的视觉信息，能够显著提高教学效果。

二、华腾魔眼（AR）教学软件

（一）华腾魔眼（AR）简介

华腾魔眼（AR）是一款基于增强现实技术（AR）的实用型手机教学软件。[3]该软件配合“互联网+”创新型教材，采用AR技术构建实时互动的教学环境，把抽象的二维图形转换成三维模型，便于感官接受。在《机械制图》课程的教学过程中，AR技术有助于初学机械制图的学生快速理解图形结构及空间坐标。

（二）华腾魔眼（AR）安装与应用

华腾魔眼（AR）支持Android系统和苹果IOS系统。智能手机在连网状态下，通过扫描华腾教育主页二维码在手机上下载安装华腾魔眼（AR）手机APP。然后打开手机APP进入主界面，点击进入书架，选择需要的教材，手机App自动下载教材的三维建模数据。下载完成后，手机App自动进入摄像头扫描状态，当摄像头扫描到带有AR标记的教材图片时，即可在手机屏幕上自动生成三维立体图形，当图形是多个零件连接时，三维图形中的零件分别用不同颜色表示。除了在手机屏幕上显示，华腾魔眼（AR）还可以通过手机接口转接线连接到投影仪，实现手机操作大屏显示。

三、应用华腾魔眼（AR）教学实例

以半剖视图教学为例，应用引导法提出问题，让学生应用华腾魔眼（AR）手机扫描课本上的机件图例生成三维实体图形，分析机件处于不同摆放位置时内外部结构的形体特征，然后由三维实体图形推想二维视图，并最终通过课本上的二维视图验证。

（一）提出问题

教师首先提出问题：半剖视图的内外部结构有什么特征？为什么用一半表达内部结构，另一半表达外部结构？由于学生已了解剖视图主要用于表达机件的内部结构，因此对半剖视图的表达方法产生疑问，即半剖视图能否完整表达机件的结构。

（二）华腾魔眼（AR）扫描实操

教师指导学生打开华腾魔眼（AR）扫描指定机件的图片，此时在手机屏幕上生成该机件的三维实体图形，此三维图形和实物完全一致。通过手指的触摸移动，可以使三维实体图形按任意角度旋转，从而可从各个不同角度观察机件内外部结构。由于三维实体图形直观形象，学生容易产生兴趣，并接受机件的结构信息。教师在学生扫描过程中给予技术支持，也可以组织分组讨论，让学生充分发挥主观能动性，并指导学生看清楚机件的所有内部结构。华腾魔眼（AR）扫描三维效果如下图所示。

（三）结果验证

教师总结提问：通过扫描可以看到机件有哪些形体特征？是否该机件具有对称面？对称的结构可否用一半图形来表达？学生通过三维实体图形会理解机件具有对称结构，因此可用一半图形来表达机件的内部和外部结构。但是在半剖视图中内部和外部如何分界？教师接下来讲述半剖视图的画法和注意事项，并安排练习。在练习过程中可引导学生通过华腾魔眼（AR）扫描三维实体图形和半剖视图交互验证，从而加深理解。

四、结语

随着电子信息技术的迅速发展，信息化教学模式必然成为大学教育发展的趋势。因此，在大学课堂中引入信息化手段是教学方法改革的重要途径。以上实例证明，AR技术的应用，把手机等电子产品作为学习工具，有助于学生对于新事物的理解和记忆，可显著增强学生学习的主动性，摆脱“手机控”，实现教师引导，学生为主体的学习模式，在很大程度上提升了教学效果。

参考文献：

[1]王能引.大学课堂“手机控”现象的思考与对策[J].合肥学院学报（社会科学版），2015（6）：125127.

[2]张一春.如何理解信息化教学与教学信息化，新浪微博，20130311.

[3]华腾魔眼（AR）使用指南[EB/OL].https：//mp.weixin.qq.com/s？__biz=MzUyMzY3MjUxNA==&mid=2247486750&；idx=1&；sn=94e7c294239e5a380233bebaed650bff&source=41#wechat_redirect，20170228.