一种基于AR 技术教学系统平台的研究

张 伦，蔡立娜

（云南能源职业技术学院，曲靖 655000）

1 引言

当前，微软、谷歌等 IT 巨头都在虚拟现实（Virtual Reality，VR）投入了大量人力物力，VR 必将成为下一个改变人类生活的新技术之一。增强现实（Augmented Reality，AR）是虚拟现实技术的扩展，把在现实世界的时间空间范围内很难体验到的实体信息，通过计算机等技术将虚拟的信息应用到真实环境中。这种基于真实环境并由虚拟数据增强的方式，给教育人员提供了新的教育手段，为学习者创建了一个自主探索的平台。这种技术增强了抽象教学的互动性，增强了学习者的主动性。

2 AR 教育系统的功能和特点

将AR 技术与其它技术结合运用到教育等相关领域可分为四个方面：

2.1 教育内容的形象化、可视化

AR 人机交互技术的特性，能将抽象、晦涩类型的知识用具体、直观的方式展现。例如Ventsim 地下矿井通风模拟系统，旨在仿真模拟矿井中的风量、风压、瓦斯等相关参数。再结合AR 技术让学习者犹如身在地下矿井，体验真实的工作场景。通过AR 技术实现了教学内容的可视化效果，提高了学习者对抽象知识的感知。

2.2 虚拟环境下的体感学习

AR 系统在通过虚拟环境还原真实的场景，让学习者进行体感式学习，轻松实现了AR 体感式学习的交互性、情境性以及定制化。

2.3 提高学习者的学习主动性

AR 为学习者搭建了一个虚拟的现实空间来加强学生对学习的直观认知。这种技术给学习者创建了一种置身于真实环境的感觉，增强了学习者的主动性。

2.4 新型教育行态的重建

作为保守行业之一的教育业也不停引入新的教学方式，例如网络课程、PPT 代替传统板书，但实际上并没有实质变化。AR技术的运用将很大程度改变这一现状，使得教育者可以通过建立3D、4D 空间，形成新的教育形态。

3 AR 在高职教育系统里的应用研究

目前AR 广泛地应用在医学、航空、采矿等领域，而教育相关的应用相对较少。一是AR 的软硬件设备昂贵，二是与 AR 技术的水平发展相关。随着AR 技术以及相关的软硬件设备的发展，AR 技术在教育系统里的运用越来越广泛。

3.1 立体式教材在高职院校中的运用

通过看书来学习抽象知识是一件很枯燥的事情，即使图文并茂也是平面呆板的。若通过AR 技术使学习者感受到相关知识的动态画面及声音，将会提高学习者的兴趣和注意力。读者佩戴AR 设备观看某个知识点时，可以看到立体抽象的物体，提高了学习者的兴趣，使看书不再单调、抽象。我们可以把AR 技术运用于高职院校的教材，使学生更准确的全方位体会到教学内容。

3.2 基于AR 技术在高职实训教学中的运用

AR 技术已经在一些工程技术人员培训中实际应用。将这种技术移植到各学科的实训教学中。比如高职教育中电气自动化相关专业的实训课程，学生通过AR 技术模拟实际的现场操作，帮助学生快速掌握相关的知识技术点。

4 结束语

我国高职院校建设是以“培养高技能人才、增强社会服务能力” 为宗旨。随着时代的发展，高职院校实训室的建设研究遵循着“理论研究—理论与实践结合—基于实践的经验和思路总结—基于实践的理论升华”这样一个模式发展。

实训教学是高职教学中的一个重要环节，学生在相关专业的创新与实践是衡量该专业发展的一个重要指标。实训室是理论转化为实践的重要场所，也是学生毕业后快速融入工作岗位的桥梁。目前大部分高职院校的实训教学采用理论课程加实训课的方式，实训课仅仅为理论的教学进行实践的验证。这种实验方法导致学生在整个实验过程中被动地适应实验指导书的要求，只起到一个“装配”实验的作用。这种教学方式缺乏对学生认知以及创新能力的培养。

通过AR 技术运用，对高职院校的实训教学有以下两个创新点：一是在教育资源的基础上对教材方式及内容进行挖掘，通过利用AR 技术完成现有教材的立体化，提高学科教育的效益。二是通过AR 技术在实训中运用，完善提高实训室的功能，把实训室作为创新教育的平台，培养学生综合实践动手能力和基本技术素养。通过AR 的实训教学使学生在掌握理论知识的基础上进行创新性活动。让AR 技术成为引导学生创新、实践的重要方式。