移动终端增强现实技术在教学中的实践分析

陈曦

摘要：移动终端增强现实技术作为计算机技术的衍生品，具有虚实结合、实时交互、三维立体的特性，已经逐渐成为了教育领域的“新宠儿”，提升学生学习的沉浸感。现如今，移动终端增强现实技术普及率进一步提升，人们对增强现实技术的重视程度也越来越高，与教育领域的融合逐步深化。基于此，本文首先提出增强现实技术的含义，分析该项技术在教育中的应用价值，进而提出增强现实技术在教学中的实践。

关键词：移动终端 增强现实技术 教育应用 实践

引言

在科学技术不断发展的背景下，教学形态、方法、理念也产生了很大的变化。过去教师为了能够激发学生的学习兴趣，往往都会采用实物模型、课件视频、资料图片等方式，虽然可以在课堂上给学生创造一定的情景，但是缺乏交互和真实性，不能给学生更多的神经感官刺激，如何给学生营造一个更加真实的虚拟环境，成为了当代教育领域需要重点考虑的问题。而增强现实技术可以有效的解决这些问题，通过手机软件以及现实增强设备，可以给学生打造一个十分真实的场景，提升学生学习的沉浸感、现场感，从而起到强化教育的作用。

1什么是现实增强技术

现实增强技术也就是‘'AR”技术，是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。这种技术最早于1990年提出。随着随身电子产品运算能力的提升，增强现实的用途越来越广。AR系統具有三个突出的特点：①真实世界和虚拟世界的信息集成;②具有实时交互性;③是在三维尺度空间中增添定位虚拟物体。

2增强实现技术在教育中的应用价值

近些年，多媒体技术在教育领域中的应用十分广泛，这也让教学效率得到了质的提升，由于多媒体技术可以让教学内容变得更加直观、生动，通过增加信息含量让教学效率进一步提升，随着现代化技术进一步发展，传统媒体技术在使用当中也呈现出了诸多弊端。而AR技术不仅能够在视觉、听觉甚至是触觉上得到进一步提升，还加强了和学生之间的互动，提升教育情景的感染力，加强情景的沉浸感弥补了传统媒体教育上的不足，给学生一种身临其境的感觉。

AR技术之所以变得更加普遍，与移动终端技术发展脱离不开关系，当今学生人手一台智能手机已经成为了趋势，移动技术由于其便捷性，可以有效带入课堂，也可以做到随时随地学习，应用AR设备和智能手机，为学生打造身临其境之感，教学内容也变得更加直观、形象，采用动态的画面和声音，极大的提升学生集中度。特别是在一些实践类教学领域中，采用AR技术可以打破硬件设备的束缚，虚拟世界中有无限的资源，让学生可以更加大胆去做，从而达到前所未有的教学效果。

此外，AR技术是基于“视联网”技术实现全景交互，也就是AR系统在发现用户位置或视线发生变化式，手机中央管理器也会根据用户实际变化做出场景调整，也就是用户视线转移场景跟着转移、用户移动场景跟着移动，这样学生即使在家中也可以在“课堂”中学习，打破了时间、空间上的限制，对学生学习有着极大的帮助。

3移动终端增强现实技术在教学中的实践应用

3.1搭建移动AR教学环境

移动终端AR技术的应用，首先需要搭建一个移动终端AR教学平台，主要体现在知识表达方式、交互界面设计、交互界面操作方式层面。AR教学环境搭建过程为“AR系统→创设教学情景→情景体验→获得新知”。通过应用AR技术，可以对教师即将要讲授的知识要点、情景场景展开模拟和表征，结合教学需求设计教学情景，从而构建更加真实的AR场景，对学生展开相关技能、知识的教学，让学生在情景当中获得新知。

3.2呈现AR教学资源

随着AR技术的发展，AR技术与教育领域的融合也更加深入，AR教学资源也随着时间的变化而不断更新，甚至在一个虚拟空间中，教学内容会随着空间变化而变化，学生也可以根据个人的兴趣、爱好挑选学习内容。所以在教学当中，需要我们针对学生的学习偏好，展开知识识别，动态跟踪学生地理位置，采用实时性的AR教学资源，让学生真正的沉浸在AR情景之中。AR教学资源呈现需要从两个方面着手：（1）教学情景Marker→移动终端摄像头;（2）虚拟教学场景→Vuforia AR软件。并且这两个方面会融入到虚拟教学场景渲染在真实教学场景当中，并在移动终端上展示。

通过Vuforia在实践教学真实环境当中设置教学情景标志物Marker，之后采用移动摄像头捕捉真实的场景，此时Vuforia会实时跟踪教学情景标志物，对场景内部视频每帧图像进行监控，结合教学情景标志物Marker搜索与其相匹配的标志物，待到捕捉到Marker表之后，手机中的卫星定位技术会得到移动终端摄像头位置，此时即可将AR场景当中的相关内容渲染到Marker所在的地理位置当中，这样即可真实的呈现出AR教学场景（教学资源），并通过移动终端进行展示学生此时就能够在虚拟场景中交互和学习。

3.3AR教学模式改革

在信息时代下，当今学生对新型电子产品十分的关注和喜爱，甚至产生了很大的依赖性，所以学生对这些新事物是主动的，而非被动接受。针对非线性的处理信息，在AR教学实践当中，可以采用非线性复合模式教学方案。该教学模式可以分为三个模块：（1）教师方面。对学生学习现状进行分析，制定AR虚拟场景案例，并准备教学资源，构建完整的AR教学（学习）空间。（2）学生方面。进入AR虚拟场景当中，获取AR教学资源，准备学习资源，展开非线性学习模式，自主构建学习解决方案。（3）教师和学生方面。展示学习成果，教师给予点评，学生从中获取相关知识与技能，实现最终的教学目的。

在实践当中，教师需要以学生作为主导，对学生特性进行分析，制定教学案例内容，准备好AR资源，根据教学内容创设出AR虚拟情景，为学生学习做好基础工作。学生在学习中，通过移动终端设备进入到AR学习环境中，在环境中得到AR教学资源，展开非线性学习模式，根据案例内容得到相应的学习解决方案，从而获取相应的技能。当然，即使是AR虚拟空间教学，也不能让学生在虚拟场景中过于随意，需要教师做好学生指导性工作，加强学生思维引导，这样才能够充分发挥AR技术的积极作用。

4结束语

综上所述，AR技术作为一种新兴技术，还有很大的发展空间和生命力。本文提出了一种基于AR技术的教学模式，通过AR技术和移动终端技术创设虚拟情景、搭建虚拟教学环境，通过Vuforia AR开发平台工具构建动态的AR虚拟教学资源，应用非线性复合教学模式实现了新时期教育改革，最终达到了理想的教学效果。未来，需要进一步基于AR技术创设更加贴近于真实场景的虚拟教学空间，选择更加合适的AR开发平台动态展示教学资源，这样可以更好的提升教学质量，推动学生成人成才。

参考文献

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