尹紅果

摘 要：隨著教育現(xiàn)代化、信息化的大力推進及科學技術(shù)的發(fā)展，增強現(xiàn)實（AR）等虛擬現(xiàn)實技術(shù)逐漸成為教學改革的新途徑，AR技術(shù)因其互動性強的特點應(yīng)用前景不可估量。通過大量深入的理論探索和經(jīng)驗總結(jié)，AR技術(shù)在教育教學方面已經(jīng)得到實際應(yīng)用并取得了良好的效果。隨著技術(shù)的革新和教育方法的跟進，AR技術(shù)與化學教育的結(jié)合必然呈現(xiàn)出全新的發(fā)展模式，極大的助力高職化學課程教學改革。

關(guān)鍵詞：化學課程;AR技術(shù);教育現(xiàn)代化;高職

“智慧校園”已成為教育未來發(fā)展的重要形態(tài)。如何著手推進“互聯(lián)網(wǎng)+”等現(xiàn)代信息技術(shù)手段與教育的融合，推進課程教學改革，滿足學校基礎(chǔ)研究的需要和廣大師生對智慧教育的期待，成為教育發(fā)展道路上的新課題。本研究通過分析AR技術(shù)在教育方面的應(yīng)用現(xiàn)狀，提出AR技術(shù)在高職化學課程教學改革中的應(yīng)用前景，試圖構(gòu)建基于“互聯(lián)網(wǎng)+”模式的智慧型化學課實驗教學平臺。

一、AR技術(shù)在教育方面的應(yīng)用現(xiàn)狀

當前AR技術(shù)在教育教學方面的研究和應(yīng)用主要包括：利用AR技術(shù)創(chuàng)設(shè)逼真、生動、有效的教學情境，激發(fā)學生的學習興趣。利用AR技術(shù)改革教學模式，讓學生在教學過程中身臨其境的體驗學習實踐的樂趣。利用AR技術(shù)開展實踐活動，通過探究性學習，培養(yǎng)學生的情感態(tài)度。AR技術(shù)的運用實例已經(jīng)涵蓋教育界多個學科領(lǐng)域，而基于AR技術(shù)所研發(fā)和應(yīng)用的教學科研產(chǎn)品更是豐富多彩。如何利用AR技術(shù)的實用性和廣泛性來助力化學教學的發(fā)展和改革是極有必要深入研究的問題。

二、基于AR技術(shù)的化學教育教學改革思考

通過綜合化學各分支學科的課程教學特點，筆者認為可以利用AR技術(shù)對當前化學教學研究進行以下幾個方面的初步改革，以適應(yīng)高職院校現(xiàn)代化發(fā)展趨勢。

（一）沉浸式虛擬課堂的構(gòu)建

1.課堂教學形式的改變。傳統(tǒng)化學教學受到諸多因素影響，存在著教學內(nèi)容陳舊，方法落后，教學形式單一等多種問題，造成學生學不好，學不會，學不精。目前，化學課主要的教學方法是教師在課堂上講述，然后利用化學模型演示，學生的興趣和積極性難以激發(fā)，表現(xiàn)為機械學習，甚者把化學課看成了極大的負擔。利用AR技術(shù)可以將抽象內(nèi)容立體化、可視化，學生參與到虛擬場景中，就像參與了一場視聽盛宴，迅速投入其中，極大的提升學生的存在感和專注度。利用基于AR（增強現(xiàn)實）技術(shù)的設(shè)備，學生可以真實去體驗而非僅僅去感覺知識的樂趣，并且AR設(shè)備可以使學生直接參與課堂互動，利用AR技術(shù)所構(gòu)建的教學環(huán)境，從多個視角乃至360°去感知各種化學反應(yīng)，以『沉浸式』和『新角度』的方式帶領(lǐng)學生進行一場奇妙的旅行。

2.課堂氛圍的營造。AR技術(shù)與化學的結(jié)合可以輻射到我們課題和實驗室的各個方面，因此，我們可以利用該技術(shù)制造想象無窮的課堂學習氛圍。我們可以使課堂變成實驗場地，去了解化學實驗中的具體操作規(guī)程，還可以在課堂通過互動的、多人的合作，讓學生去體驗化學反應(yīng)的迅速、多變和反應(yīng)實景，身臨其境的去領(lǐng)悟化學反應(yīng)的機理和現(xiàn)象?；瘜W課堂將不再局限固有的教學程式化進度，教學課堂氛圍也不再是死氣沉沉，毫無樂趣。

3.學生心理管理的加強。高職院校的學生受家庭、學校、社會和個人多因素的影響，存在著諸多的心理問題，比如茫然、焦慮、孤單，甚至是自我否定。這些心理問題也在一定程度上影響了很多學生上課的情緒，嚴重阻礙了課堂教學的有序進行?；贏R技術(shù)的相關(guān)設(shè)備的應(yīng)用可能成為學生心理亞健康解決方案之一，學生通過AR設(shè)備，結(jié)合3D實物，可置身于立體化的全新世界中，通過再現(xiàn)異常心理場景和虛擬心理學家的陪伴，學生能夠克服內(nèi)心的焦慮和恐懼，以適應(yīng)所處環(huán)境。

（二）AR教材的應(yīng)用

化學是一門實踐性極強的基礎(chǔ)學科，傳統(tǒng)教材主要是通過文字、圖片的形式來對化學反應(yīng)原理和現(xiàn)象進行解析，這種方式不僅無法全面展示反應(yīng)的實際情況，其內(nèi)容更是枯燥無味，難以理解。我們選擇性地將化學相關(guān)內(nèi)容利用AR原理制作成AR素材，通過在移動終端設(shè)備如手機、電腦下載相應(yīng)APP，便可利用APP進行學習，屆時AR教材里的素材便會呈現(xiàn)出多種立體、逼真的3D模型，通過對模型進行旋轉(zhuǎn)、縮放等細節(jié)處理，學生便可深入理解和掌握相應(yīng)知識要領(lǐng)。AR教材生動有趣，新穎神奇，極大的激發(fā)了學生學習的主觀能動性。目前，AR教材已在教育領(lǐng)域，特別是醫(yī)學方面有了廣泛應(yīng)用，比如人體生理學、解剖學和免疫學等，未來AR產(chǎn)品將會越來越豐富。

（三）AR化學實驗室的開發(fā)

很多學生不喜歡上化學實驗課，特別是有機化學實驗課，多數(shù)實驗氣味難聞，反應(yīng)時間長。如果能制造類似游戲的氛圍，充分考慮到每一個學生上課時的顧慮和感受，給學生營造良好的化學實驗環(huán)境，是廣大學生的心聲。由加拿大科技公司發(fā)起的一個互動室內(nèi)項目，通過AR技術(shù)建立交互式場景，學生利用虛擬資源一改以往厭學，棄學的思想，使課堂變得活力非凡。AR技術(shù)交互系統(tǒng)主要是利用3D攝像機捕捉墻壁或地面上的圖像投影，并通過聲光效應(yīng)與學習者交互，為學生營造了一個虛擬的學習場所，極大的激發(fā)學生的上課熱情和參與性。一旦將AR技術(shù)應(yīng)用于化學實驗課，實驗課將不再受到實驗室、環(huán)境的影響，而且還可以嘗試將各類難于操作的實驗直接引入課堂，給學生帶來無窮的體驗高潮。

三、結(jié)語

綜上所述，AR技術(shù)以其互動性強，虛實結(jié)合的特點，讓學生在虛擬領(lǐng)域也可以體驗到與真實環(huán)境交互時相同的感受，極大的激發(fā)了學生的上課積極性和對化學課的熱情和興趣。隨著“智慧校園”的推廣及現(xiàn)代信息技術(shù)手段的應(yīng)用，AR技術(shù)將展現(xiàn)出極大的生命力，不管是化學課程教學改革還是化學科研實踐，其應(yīng)用前景將不可估量。

參考文獻

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