尹紅果

(湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院醫(yī)學(xué)院，湖南 衡陽(yáng) 421005)

AR技術(shù)是波音公司的研究員湯姆·考德?tīng)栕钤缣岢鲈鰪?qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)的概念，它的目標(biāo)主要是實(shí)現(xiàn)虛擬、真實(shí)環(huán)境對(duì)接和實(shí)時(shí)互動(dòng)。本文通過(guò)分析AR技術(shù)在教育教學(xué)方面的應(yīng)用，試圖將AR技術(shù)引入化學(xué)課堂，旨在構(gòu)建可視的、立體的、互動(dòng)的新型教學(xué)平臺(tái)。

一、AR技術(shù)在教育方面的應(yīng)用現(xiàn)狀

AR技術(shù)具有結(jié)合虛擬和現(xiàn)實(shí)，即時(shí)互動(dòng)和3D定位三大特點(diǎn)，不僅為廣大教師和學(xué)生提供非常廣闊的學(xué)習(xí)環(huán)境，基于該技術(shù)的學(xué)習(xí)資源也越來(lái)越豐富，越來(lái)越普及，學(xué)習(xí)者只需要一個(gè)智能手機(jī)就可以輕松體驗(yàn)。當(dāng)前AR技術(shù)在教育方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

(一)利用AR技術(shù)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境

創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境是一項(xiàng)常規(guī)的教學(xué)工作，逼真、生動(dòng)、有效的教學(xué)情境的引入，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，對(duì)提升教學(xué)效果和促進(jìn)教學(xué)改革起到了相對(duì)重要的作用。目前，很多教師嘗試在課堂引入AR技術(shù)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，例如，結(jié)合多年的觀察與學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，吳吟將基于AR技術(shù)的“AR情境教學(xué)”應(yīng)用在中職課堂教學(xué)，有效地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。馬來(lái)西亞的研究人員利用AR技術(shù)將課堂內(nèi)容制作成“魔法書(shū)”用于課堂教學(xué)，通過(guò)情境化故事這種全新的教學(xué)方法和學(xué)習(xí)體驗(yàn)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生興趣，取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果，也因此證明了基于AR技術(shù)創(chuàng)設(shè)情境的教學(xué)方法在教學(xué)改革中的有效作用。

(二)利用AR技術(shù)改革教學(xué)模式

傳統(tǒng)的教學(xué)方式枯燥乏味，尤其是我國(guó)長(zhǎng)期存在的“填鴨式”教育更是如此。這種現(xiàn)狀不僅導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不佳，精力渙散，更甚者造成了少數(shù)學(xué)生厭學(xué)、棄學(xué)等極端行為。AR技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)日趨完善，基于該技術(shù)的互動(dòng)性，可視性和立體化特點(diǎn)，在培養(yǎng)學(xué)生興趣的同時(shí)，可以讓學(xué)生全神貫注參與學(xué)習(xí)過(guò)程，很好地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教育存在的弊端。例如，通過(guò)AR技術(shù)進(jìn)行的虛擬仿真教學(xué)模式，可以通過(guò)虛擬模仿物理過(guò)程，歷史事件，化學(xué)反應(yīng)，地理地貌、人體構(gòu)造，生理活動(dòng)、天體運(yùn)動(dòng)等來(lái)輔助教學(xué)，極大地提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中身臨其境的體驗(yàn)學(xué)習(xí)實(shí)踐的樂(lè)趣。

(三)利用AR技術(shù)開(kāi)展實(shí)踐活動(dòng)

古希臘語(yǔ)里，教育和游戲只有一字之差，由此說(shuō)明，教育和游戲的關(guān)聯(lián)性古來(lái)有之，通過(guò)開(kāi)發(fā)游戲，參與游戲我們可以受到教育，發(fā)展智能，這種方式也普遍受到大家的青睞。有研究者利用AR技術(shù)，建立了一個(gè)虛擬的主題公園，學(xué)生通過(guò)課程前后參觀、走訪博物館，將課堂中所學(xué)到的理論知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合，對(duì)書(shū)本上相關(guān)抽象知識(shí)、實(shí)驗(yàn)、圖畫(huà)等有了更深的理解。“311地震”后，研究者針對(duì)日本的核事故提出課題，旨在幫助支持學(xué)生深刻理解核污染等科學(xué)問(wèn)題，研究假定學(xué)校位于核電站附件，在氫氣泄露事故發(fā)生時(shí)，可自行利用相關(guān)設(shè)備能收集虛擬的輻射放射值等數(shù)據(jù)，通過(guò)探究學(xué)生對(duì)原子核的認(rèn)知和對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的情感態(tài)度都較以往有了重大的改變。

二、AR技術(shù)引入化學(xué)教學(xué)的前景

近年來(lái)，利用AR技術(shù)開(kāi)發(fā)和制作的教學(xué)產(chǎn)品層出不窮，AR在教育中的應(yīng)用案例也涵蓋了多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。綜合化學(xué)各分支學(xué)科的課程特點(diǎn)，筆者認(rèn)為AR技術(shù)引入化學(xué)教學(xué)具有以下幾個(gè)方面的前景。

(一)利用AR技術(shù)可將抽象內(nèi)容立體化、可視化

化學(xué)是一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科，強(qiáng)調(diào)基本概念準(zhǔn)確理解的同時(shí)也包含了很多抽象難懂的概念和物質(zhì)對(duì)象，比如化學(xué)原子、分子的組成和結(jié)構(gòu)，晶體結(jié)構(gòu)等等。我們可以利用AR技術(shù)將化學(xué)相關(guān)內(nèi)容制作成AR教材(目前在AR領(lǐng)域稱為“魔法書(shū)”)，當(dāng)我們用移動(dòng)設(shè)備(手機(jī))APP進(jìn)行掃描時(shí)，教材里面單純的二維平面圖便會(huì)展示成各種立體逼真的3D模型，這樣的教材便于學(xué)生去理解生澀難懂的知識(shí)，學(xué)生通過(guò)感知后，對(duì)相應(yīng)知識(shí)的理解和記憶便會(huì)相當(dāng)深刻，從某種意義上來(lái)說(shuō)，教師的教已于無(wú)形中轉(zhuǎn)變成了學(xué)生的學(xué)。這種教學(xué)手段滿足學(xué)生的好奇心的同時(shí)，也大大提高了學(xué)生對(duì)于化學(xué)的學(xué)習(xí)熱忱。目前，這樣的AR教材已經(jīng)在人體解剖學(xué)，人體生理學(xué)，免疫學(xué)等等領(lǐng)域得到開(kāi)發(fā)，相信化學(xué)領(lǐng)域的產(chǎn)品也會(huì)越來(lái)越多。

(二)提升學(xué)生的存在感和專(zhuān)注度

化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，這樣AR技術(shù)在化學(xué)領(lǐng)域有了更廣泛的應(yīng)用和推廣。目前，大部分高職學(xué)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備落后，儀器缺乏，有的甚至一個(gè)班的學(xué)生輪流公用一臺(tái)儀器，教學(xué)效果極為不佳?；瘜W(xué)領(lǐng)域的大型試驗(yàn)儀器價(jià)格又相對(duì)昂貴，要建立現(xiàn)代化化學(xué)實(shí)驗(yàn)室基本不可行。如果AR在真正的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室發(fā)揮作用，便可彌補(bǔ)這種缺陷?；贏R技術(shù)的虛擬實(shí)驗(yàn)室既不會(huì)使學(xué)生缺乏真實(shí)感，還可以降低實(shí)驗(yàn)室耗資成本，是一種很實(shí)用，很新穎的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，AR技術(shù)通過(guò)運(yùn)用虛實(shí)結(jié)合的方法，讓學(xué)生體驗(yàn)了與真實(shí)環(huán)境交互時(shí)相同的感受，提高虛擬教學(xué)的效果。隨著AR技術(shù)的不斷完善及教學(xué)改革的深化發(fā)展，AR技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用必定更加廣泛，更加深化，從而改善教學(xué)模式、實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)習(xí)環(huán)境。