AR三维立体彩图应用于生物教材资源开发

王琼 王威

摘  要：课程资源开发一直是加速教育发展的重要研究方向，AR作为科技发展的先进成果，它所具有的将虚拟叠加于现实的功能对于生物这一需要大量图片提升课堂效率的科目具有很大的有效性。

关键词：AR;课程资源开发;生物教材

一.什么是AR

AR，是（Augmented Reality）即增强现实。它通过电脑技术，将虚拟的信息应用到真实世界，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。

二.AR的应用现状

国外已经有许多实际的应用。在德国，工程技术人员，在进行机械安装、维修、调式时通过头盔显示器，可以将原来不能呈现的机器内部结构，以及它的相关信息、数据完全呈现出来。并可以按照电脑的提示，来进行工作，解决技术难题。使我们的工作非常方便、快捷、准确。摒弃了我们以前，需要带着大量、笨重的资料在身边，边工作，边查阅，一但出现，难题、紧急情况，不知所措的落后的方法和现象。在医疗方面，医生可以利用AR，轻易地进行手术部位的精确定位。在军事方面，部队可以利用AR，进行方位的识别，获得目前所在地点的地理数据等重要军事数据。在航空、航海方面，驾驶人员，通过AR系统，能够轻易、快捷、准确地获得所处方位的地理、天气、气候等相关资料，保证顺利地完成航空、航海工作。在旅游、展览方面，人们在浏览、参观的同时，将接收到途经建筑的相关资料，观看展品的相关数据资料。

三.已有的可参考教材

在教育方面，在国内近期出版的医学第九版教材运用了AR技术，通过下载相关 APP扫描图书内容中的二维码，提供与纸质图书内容相契合的各种多媒体资源。包括高清大图、视频、PPT、音频、各类文档等。尤为突出的是课本中原本是黑白的图，通过AR技术成为一个立体的三位彩图。AR虚拟现实应用于教育是教育技术发展的一个飞跃。

四.AR在生物教材中使用的可行性

1.AR提升学习体验

AR的使用可以将学习体验从2D时代提升到3D时代，尤其是图像这类。AR对于那些在空间认知方面将2D概念转化为3D有困难的学生，尤其有用。生物课是一个充满动态与过程的课程，传统的教材用平面的文字和图片讲述过程，难免会晦涩难懂不便与学生的理解与记忆。依照国内已有的AR应用于教材的成果，我们也可以将生物书上的结构图片以立体的方式展现出来。例如DNA双螺旋模型，在学习这一章节的时候，很多学生对碱基配对充满疑惑，立体的图形给予学生一个直观的形象，还有在学习细胞膜、细胞器这些需要利用图去记忆的内容，我们会去制作模型来刺激学生记忆，利用AR技术省时省力，用科技的手段加深学生的记忆。

2. AR激发学生学习兴趣、想象空间

生物教学中的绝大部分教学资源来源于生物教材，而传统的教材枯燥、死板 应该引导学生利用已有的知识与经验，主动地探索知识的发生与发展过程。学生敢想、敢说、敢做，他们富有个性化的奇异的想法、出人意料的操作、探索，往往超出教师预先的设计。面对学生的“标新立异”、“异想天开”，教师应努力使自己所掌握的课程资源与学生所提供的充满个性化的课程资源相融合，促进师生之间、生生之间的资源共享，将学生所掌握的信息转化为课堂教学的现实资源。而AR的使用，可以激发学生无尽的想象，当学生看到书本上的细胞器，DNA以立体的方式呈现给他们，他们可以看到血管和心脏的每一根毛细血管，那么学习的效果将会不言而喻。

3.AR加强与现实世界的联系

AR无缝的融合了虚拟数字世界和现实世界。AR的一项功能，就是使用过程中的存在感和实体感。在生物的学习中，很多知识我们只能以图片的形式去呈现，细胞的结构，人体的器官，動物的器官，很多我们日常生活中见到或者见不到的东西，当我们用AR技术将他们以动态立体的形式呈现在我们眼前时，就像是亲眼见到了这个实物，这可以帮助学生回想以前有亲身经历的体验，和之前学到的和以后将要学到的知识建立更深的联系。

4.AR促进生物教学变革

随着科技发展和社会的进步，应用于教育的科技也在不断的进步，社会需要的人才也需要紧跟科技的发展，那么学样的培养目标也随之进步。通过AR技术推动传统的“以教促学”的学习方式代之为学习者通过自身与信息环境的相互作用来得到知识、技能的新型学习方式，使学习者在接受知识的同时，也在感受和学习进步的科技。，促进这种教育方式的创新和教学方法的变革。

五.预期结果

随着虚拟现实技术的不断发展和完善，以及硬件设备价格的不断降低，我们相信，虚拟现实技术以其自身强大的教学优势和潜力，将会逐渐受到教师的重视和青睐，提升课堂效率予以了充分肯定，并对技术推动教学提出了更多的设想与可延伸的空间。将AR技术融入教育教学，并开发出一系列丰该方案由硬件、软件、控制系统、教材、教案、试卷等组成，围绕学科课程、地方课程以及校本课程，实现教学创新、学科融合及延伸，让学习更有趣、更安全、更主动。但是教师需要强大的支持才能将AR技术整合进课程设计和教学计划。AR在教育领域的应用会有一个非常陡峭但是令人兴奋的学习曲线。

参考文献

[1]  蔡苏，张晗，薛晓茹，王涛，王沛文，张泽.增强现实（AR）在教学中的应用案例评述[J].中国电化育，2017（03）：1-9+30.

[2]  杨晓娟，毕华林，徐素花.AR在美国中小学教学应用现状及对我国的启示[J].现代教育，2017（05）：24-26.