增强现实技术（AR）在高职教育的应用现状及对策

刘红霞

摘要    增强现实技术广泛应用于多个领域。通过分析增强现实技术在高职教育中的应用优势，总结高职教育实际应用中存在的问题：优质资源稀缺、注意力隧道效应、定位及边界精度欠缺等，提出提高教师信息素养、增强平台的易用性兼容性、无线网络、跟踪注册等关键技术的发展三条建议对策，以提升AR在高职教育中的应用效果。

【关键词】增强现实技术 高职教育 现状分析 对策

1 增强现实技术（AR）

增强现实技术（Augmented Reality，AR）是虚拟现实技术的延伸与发展，是一种将虚拟物体无缝整合到现实世界的先进技术。AR在国内外都得到了广泛应用，基于AR的教育在美国逐渐成为一种普及的教育媒体设计方案，我国也正加大对VR/AR的产业扶持，力争打造VR/AR的产业大国。在教育领域，北京师范大学研发的“未来之书”是增强现实应用在教育领域的典型代表，AR在真实情景上创建更逼真的学习探索情境，克服传统技术的不足，增强学习者现实体验，激发了全新的教育教学模式1。然而，高等职业教育有职业性、技术性等特点，如何将AR应用到高职教育，提高教育教学效果，这也是当前高职教育教学改革的当务之急。

2 AR在高职教育领域的发展优势

2.1 简单强大的技术支持

AR的技术支持主要包含硬件和软件两个方面。硬件方面，相比于VR硬件要求较低，AR用户通常只需平板电脑或手机等移动设备，或者是一台配置摄像头的电脑就可以在适宜的场所使用，不再需要戴沉重的头盔、手套等设备2。软件方面，AR系统软件实现了学习者学习状态和学习轨迹实时记录与查看，并根据任务停留时间和操作结果给予提醒，有助于学习者正向刺激，有效防止任务中断。

随着AR技术的迅速发展，利用AR技术的可扩展和兼容性，还可以多种学习支持的软件，如在医学教学中，神经系统和解剖是教学的重点和难点，为了让学生更直观学习了解解剖的过程，教师可以借助AR技术创建解剖的小程序，让学生在真实情景中更直观的学习。

2.2 丰富学习资源的表现形式

AR為学习者提供了更加真实的情景，可以将火山爆发、地震、天体运动、电磁场、细胞结构、微观粒子等现实世界很难获取或者接触到的现象、过程表现得真实可见，丰富了学习的资源，这为教师教学和学生的理解提供了极大的便利，使那些难以用语言描述的知识变得生动直观，给学习者身临其境的亲身感受，直观再现真实场景，有效提升学习的深度与广度。AR技术的动感实时交互、真实情景、跨越时空限制等特点增强了学习的趣味性，极大地激发了学习兴趣，同时提供的可触摸、可操作的实践场景使学习者更愿意自己探索和建构知识3。

2.3 构建真实的学习场景

AR是在真实的情景中进行学习，这使学习感受更加真实，人机互动更加准确高效;在AR学习系统中，进行参数输入时，我们利用手机或者电脑的真实键盘，真实的触摸感使输入更加精准。如在高职实训中，可利用AR技术为学习者立体展现汽车器件的拆卸和组装的详细过程，这能够与教师现场演示的一样真实。

3 AR的高职教育应用存在的问题及解决方法

AR作为一种新型教育技术，自推广以来就被各领域广泛研究应用，在高职教育中呈现上述各种优点，但AR在高职教育应用还存在需要进一步研究、改进的问题。

3.1 优质的教学资源稀缺

AR教育应用正呈现勃勃生机，但要将其大规模地应用到高职教育中，存在的最大问题就是资源问题。现有的AR系统大多数是为某个项目开发的，复制推广比较困难。而基于AR的教学资源的开发，需要有精通计算机知识的计算机专业人士，也需要有掌握教育教学规律、教学方法、教学内容和因材施教的教育学专家，而同时具备这两方面知识的人才极少，这是AR教育资源开发的主要阻力，也是AR教育资料稀缺的重要原因。

因此，要解决AR教育资源的问题，一方面可以整合利用如Alchemy VR、Discovery VR等商用系统的资源，另一方面需要增强AR的普及性研究，提高可操作性;同时还需要加强教师的信息素养及计算机能力的培养。

3.2 注意力隧道效应

AR系统的信息展示方式更加丰富、有趣，学习者很容易将注意力集中在内容展示的形式上，忽略了需要学习内容的理解，甚至导致学生不再愿意阅读单纯的文字信息。如此一来，AR系统的作用相当于一个隧道，缩小了学习者的关注面，对学习者形成注意力隧道效应。

要利用AR设计好一堂课程，让学生既觉得有趣，又能传道解惑，需要设计者或者教师充分考虑高职学生的学习特点，重点设计AR教学场景的各个功能模块，突出学生的主体地位、进行体验、探索学习，实时交互让学生深入理解教学内容，从而避免三维虚拟场景引发的注意力转移。

3.3 AR技术定位与边界精度欠缺

跟踪注册作为AR的关键技术之一，依赖于无线网络或GPS实现定位，而定位的精度显著影响AR系统的工作性能和学习者的使用感受。同时，AR技术的挑战性在于如何区分虚拟信息与真实物体的边界问题，虚拟物体与真实物体相互遮挡呈现不同的位置关系，直接影响学习者对事物的理解4。

基于自然标记的AR技术定位精度与边界问题的解决，一方面依赖于AR跟踪注册技术的发展，另一方面依赖于计算机网络技术的提升，AR教育应用中需要考虑将AR设备放置在易于接收无线或GPS信号的空间内，同时设置识别性强的标识，以提升AR定位的精度和边界识别性。

4 AR在高职教育应用的对策分析

随着计算机技术的发展，AR在高职教育中将发挥越来越重要的作用，要提高AR的应用效果，首先需要不断提高教师相应的专业理论素养和实践技能，加强教师信息素养的培养，使教师有能力根据教学实际个性化地设计、开发相应的AR教学资源，从而减轻注意力隧道现象的发生。其次，优质的AR教育资源开发需要有稳定的平台来创建，增强AR平台的开放性、兼容性和配套工具的广泛应用，应当增强AR平台的易用性，操作简易流畅，三维展示内容选择合理，注意设置合理的提示提醒，学习者可以选择自己熟悉的设备进行学习;实现AR资源的个性化设计，以满足个性化的需求。再次，无线网络技术的发展和AR关键技术的进步，也是提高AR高职教育应用的关键因素。

参考文献

[1]雷浩鹏，辛玲.基于增强现实技术的沉浸式教学方法设计研究[J].计算机教育，2019（01）：130-133.

[2]张菊芳，王海燕.增强现实技术在教育领域的应用现状及对策研究[J].数字教育，2018，4（05）：60-65.

[3]于翠波，李青，刘勇.增强现实（AR）技术的教育研究现状及发展趋势——基于2011-2016中英文期刊文献分析[J].远程教育杂志，2017，35（04）：104-112.