隨著(zhù)科技的飛速發(fā)展，AR技術(shù)的研究也越來(lái)越多，在我們生活中的應用也越來(lái)越深入。虛擬試衣鏡、場(chǎng)景互動(dòng)游戲、手機識別動(dòng)起來(lái)的名片等等，AR技術(shù)給人們的生活帶來(lái)了全新的體驗。在增強現實(shí)的環(huán)境中，我們可以看見(jiàn)周?chē)h(huán)境的同時(shí)，還可以看到計算機增強的信息，滿(mǎn)足我們在現實(shí)世界感受虛擬空間的事物，增加趣味性與互動(dòng)性。
同時(shí)AR技術(shù)在教育中的應用也豐富了起來(lái)，AR識別卡、AR仿真實(shí)驗、AR圖書(shū)等等，通過(guò)多樣的形式創(chuàng )新課堂內容、豐富課堂教學(xué)形式，為教育教學(xué)帶來(lái)了便利。AR技術(shù)在課堂教學(xué)中有著(zhù)眾多的優(yōu)勢，為課堂教學(xué)提供了創(chuàng )新的教學(xué)工具。
AR技術(shù)在課堂教學(xué)中的優(yōu)勢
1、提供豐富的教具輔助教學(xué)
在課堂教學(xué)中，一些課程是需要準備相關(guān)教具的，特別是小學(xué)科學(xué)的課程，注重學(xué)生的動(dòng)手能力和探索能力，通過(guò)實(shí)踐操作培養學(xué)生的科學(xué)素養。此類(lèi)課程中，教具的使用在課堂教學(xué)中占有較大的比重，教師如何用教具讓課堂教學(xué)變得更有效很重要。AR技術(shù)能夠虛擬再現世界萬(wàn)物，如宇宙科學(xué)中的宇宙星球、生物中的各種微小細菌、物理實(shí)驗的實(shí)驗器材、化學(xué)實(shí)驗的微觀(guān)現象等等，均可以制作出來(lái)讓學(xué)生們在課堂上進(jìn)行觀(guān)摩學(xué)習。
如科學(xué)內容中的地球與宇宙，AR技術(shù)可以再現地球模型，教師可以通過(guò)其進(jìn)行晝夜交替、四季變化等內容講解，通過(guò)放大縮小旋轉等操作，將內容各個(gè)角度展示給學(xué)生去觀(guān)察。有人可能會(huì )問(wèn)了，那我用一個(gè)地球儀也可以的??？一個(gè)地球儀是可以展示，但是如果讓全班的同學(xué)都參與觀(guān)看的話(huà)就有點(diǎn)困難了，同時(shí)一些現象是一個(gè)地球儀難以模擬展示的。AR技術(shù)可以通過(guò)大屏的展示、區域板塊的投放、現象模擬等讓知識點(diǎn)清晰直觀(guān)，學(xué)生對知識的理解更深刻，教師的講解也會(huì )輕松有效。
2、提供多種可能性，促進(jìn)學(xué)習探索
在物理及化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中，學(xué)生的安全及教學(xué)器材的使用是教師關(guān)心的內容之一，教師要時(shí)刻叮囑學(xué)生在實(shí)驗中藥品的使用及操作步驟。物理及化學(xué)實(shí)驗中，操作不當就有可能燒壞電流表、實(shí)驗試管炸裂等，教師想讓學(xué)生注意這些知識點(diǎn)又不能真的燒毀電流表、炸試管給學(xué)生看。AR技術(shù)在其中就充當了重要的作用，其可以將實(shí)驗器材形象的展示出來(lái)，通過(guò)虛擬的實(shí)驗器材做出來(lái)的實(shí)驗現象與真實(shí)的一樣，教師就可以通過(guò)AR技術(shù)展示錯誤的實(shí)驗現象，讓學(xué)生對于知識點(diǎn)有一個(gè)真實(shí)的感受。學(xué)生也可以自己去進(jìn)行探索，發(fā)現更多實(shí)驗會(huì )出現的可能性，培養其發(fā)現問(wèn)題能力及探索能力。
如化學(xué)高錳酸鉀制取氧氣實(shí)驗中，其注意事項就比較多，放置藥品的試管口是否存放棉花球、試管是否預熱、實(shí)驗結束時(shí)是否先移導管后移酒精燈等都會(huì )導致實(shí)驗的失敗。AR技術(shù)模擬真實(shí)實(shí)驗，在不同的情況下會(huì )有對應的實(shí)驗現象出現，如不塞棉花球會(huì )導致高錳酸鉀粉末隨氣體進(jìn)入導管，使水槽中的水變成紫紅色；試管不預熱會(huì )導致試管炸裂；實(shí)驗結束時(shí)先熄滅酒精燈后移導管，伸入水槽一端的導管水倒吸，炸裂試管，等等。教師可以一一展示給學(xué)生，讓學(xué)生對這些知識點(diǎn)有一個(gè)深刻的印象，在其操作的時(shí)候就會(huì )避免這些現象的出現，同時(shí)避免了學(xué)校實(shí)驗器材的損壞及實(shí)驗器材開(kāi)支。
3、知識內容簡(jiǎn)單化可視化，便于理解
在教學(xué)中，磁感線(xiàn)、力的方向等內容是不可見(jiàn)的，教師在給學(xué)生講述的時(shí)候很難直觀(guān)的去講述他們是怎樣的形態(tài)，通過(guò)繪圖工具進(jìn)行繪圖會(huì )占據課堂的部分時(shí)間。AR技術(shù)可以虛擬展示輔助線(xiàn)及微觀(guān)粒子，讓學(xué)生可以直觀(guān)的看到磁感線(xiàn)的方向、力的方向、分子的運動(dòng)路徑及方向等等，讓抽象知識內容可視化、簡(jiǎn)單化，讓學(xué)生輕松的明白實(shí)驗的原理是什么，教師無(wú)需過(guò)多的去進(jìn)行知識的描述與講解，節約課堂時(shí)間進(jìn)行更多的教學(xué)內容。
如物理教學(xué)中，AR技術(shù)可以將光線(xiàn)、磁感線(xiàn)、力的方向等等表現出來(lái)。如在凸透鏡成像實(shí)驗中，對光線(xiàn)進(jìn)行模擬，讓學(xué)生清晰的知道光線(xiàn)是如何通過(guò)凸透鏡并成像的；在測量滑動(dòng)摩擦力實(shí)驗中，對力的方向進(jìn)行標注，便于學(xué)生理解摩擦力；在研究磁場(chǎng)的方向實(shí)驗中，模擬磁感線(xiàn)方向，讓學(xué)生清晰的知道磁鐵的磁場(chǎng)分布情況。知識的清晰直觀(guān)，讓學(xué)生的學(xué)習更輕松，讓教師的教學(xué)更便捷。
AR教學(xué)如何融入課堂教學(xué)
AR技術(shù)在教學(xué)中的應用有著(zhù)眾多的優(yōu)勢，但其是不是真的能夠融入到我們的課堂教學(xué)中去呢？以云幻科教AR教學(xué)資源為例，以國家課程標準為基準，制作課本上相對應的課件資源，在知識點(diǎn)上貼合教學(xué)內容，能夠真正的融合到課堂教學(xué)之中，作為一個(gè)環(huán)節無(wú)縫切入進(jìn)去，讓教師的課堂更豐富。如在上課之中教師要演示一個(gè)粉塵爆炸的實(shí)驗，真實(shí)的去演示時(shí)，實(shí)驗步驟比較繁瑣且實(shí)驗比較危險，此時(shí)教師就可以使用AR教學(xué)設備，既可以避免危險實(shí)驗、節約課堂教學(xué)時(shí)間，又可以給學(xué)生進(jìn)行教學(xué)演示。
同時(shí)AR教學(xué)資源的實(shí)驗器材不會(huì )出現危險，假如學(xué)生想要在課下重新學(xué)習，也可以直接打開(kāi)AR教學(xué)軟件進(jìn)行操作，為學(xué)生提供了安全的學(xué)習空間及探索空間，讓學(xué)生對學(xué)習的知識進(jìn)行一個(gè)鞏固。同時(shí)如物理實(shí)驗中有制作好的一些微課小視頻，學(xué)生如果在課堂中沒(méi)有理解的話(huà)，可以在課下看一下微課小視頻重新學(xué)習一下，提高學(xué)生自學(xué)能力，也可以減少學(xué)生沒(méi)有學(xué)會(huì )卻不好意思問(wèn)老師的情況。
AR技術(shù)在應用中的存疑
問(wèn)題一：AR教學(xué)資源是否適用于所有地區？
全國各地使用的教材版本雖然不同，但是它們都有著(zhù)相同的課程標準，也就是“一綱多本”。云幻科教AR教學(xué)資源全部是以國家課程標準開(kāi)發(fā)的，雖然軟件目錄目前是按照人教版排列的，但是內容知識點(diǎn)都是相通的，因此云幻科教AR教學(xué)軟件在全國所有地區均可以應用。
如人教版教材初中物理第15章第3節串聯(lián)和并聯(lián)，對應滬教版第13章第3節連接串聯(lián)電路和并聯(lián)電路；第16章第3節電阻及第4節變阻器，對應滬教版第14章第1節電阻和變阻器。
問(wèn)題二：手勢上課使用起來(lái)會(huì )不會(huì )比較麻煩？
云幻科教AR教學(xué)資源主要是通過(guò)手勢操作虛擬的實(shí)驗器材的，基本手勢是手張開(kāi)和握拳。教師最開(kāi)始接觸的時(shí)候會(huì )因為手勢操作的不熟練、不規范出現一些不便，后續在半個(gè)小時(shí)到一個(gè)小時(shí)即可達到熟練的狀態(tài)，輕松操作任何內容。同時(shí)配置移動(dòng)手臂支架，教師可以在講臺的任何位置進(jìn)行教學(xué)演示。目前我們軟件也在支持鼠標及觸屏的操作，為教師提供多種操作模式，為教師教學(xué)提供更加便捷的教學(xué)工具。
問(wèn)題三：安裝是不是需要單獨空間？
云幻科教AR教學(xué)相關(guān)設備簡(jiǎn)單輕便，在常規多媒體教室、實(shí)驗室均可安裝使用，無(wú)需對教學(xué)空間進(jìn)行調整，學(xué)校根據需求選擇安裝的教室。安裝在常規多媒體教室之中，教師可以直接在課堂上進(jìn)行演示講解；安裝在實(shí)驗室內，教師在學(xué)生動(dòng)手操作之前，可以給學(xué)生進(jìn)行教學(xué)演示，演示那些常規實(shí)驗中不能操作的一些情況，如什么情況下電流表會(huì )燒掉等，讓學(xué)生記住這些知識點(diǎn)，自行操作時(shí)避免損壞實(shí)驗器材。
AR教學(xué)在課堂中的應用有較大的優(yōu)勢，優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品加上教師的講解會(huì )為課堂教學(xué)帶了顯著(zhù)的效果，為課堂教學(xué)增添色彩。云幻科教與教育部教育裝備研究與發(fā)展中心共同成立3D教育研究中心，成立專(zhuān)業(yè)的研發(fā)團隊，潛心鉆研課程教學(xué)內容，致力于為教師與學(xué)生制作出最創(chuàng )新、最實(shí)用的教學(xué)工具，輔助教學(xué)更高效。