劉坤

摘? 要：本文主要研究快速發(fā)展的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，混合學(xué)習(xí)模式的改革。首先對AR技術(shù)進(jìn)行研究，提出了融入AR技術(shù)的混合學(xué)習(xí)新模式，也就是選擇高職課程中合適教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行AR設(shè)計(jì)，并將AR設(shè)計(jì)教學(xué)案例利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)智能終端進(jìn)行個(gè)性化推送，以提高學(xué)生在線學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性、創(chuàng)造性，探索新時(shí)代下互聯(lián)網(wǎng)+教育平臺(tái)教學(xué)新模式。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)互聯(lián);AR技術(shù);混合學(xué)習(xí)模式

中圖分類號：TP319? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract：This paper mainly studies the reform of blended learning mode in the mobile Internet environment.First of all，we study the AR technology and propose a new blended learning mode integrated with AR technology，which is choosing the appropriate teaching content in higher vocational courses to carry out AR design，and AR design teaching cases use the mobile internet intelligent terminals for personalized push in order to improve students' enthusiasm，initiative and creativity in online learning，and to explore the new teaching mode of Internet + education platform in the new era.

Keywords：mobile Internet;AR technology;blended learning mode

1? ?引言（Introduction）

近年來，教育部連續(xù)頒布了《教育信息化“十三五”規(guī)劃》《職業(yè)院校數(shù)字校園建設(shè)規(guī)范》《關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)職業(yè)教育信息化發(fā)展的指導(dǎo)意見》等政策文件，積極推動(dòng)形成了基于信息技術(shù)的新型教育教學(xué)模式和教育服務(wù)供給方式。同時(shí)互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展也給教育信息化飛速發(fā)展提供了技術(shù)保證。教育信息化已經(jīng)成為當(dāng)代中國教育發(fā)展的必然趨勢。中國智慧校園建設(shè)開始普及，混合式教學(xué)模式被越來越多的高職學(xué)院認(rèn)可，并積極推廣。用于教學(xué)、開放共享的數(shù)字教學(xué)資源正快速增加，正在形成與教育現(xiàn)代化發(fā)展目標(biāo)相適應(yīng)的教育信息化體系[1]。人工智能2.0時(shí)代的來臨，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)5G時(shí)代到來，為教育信息化2.0的實(shí)現(xiàn)提供保障。我們有人工智能、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)作為保障，就可以實(shí)現(xiàn)建設(shè)一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)+教育的大平臺(tái)，構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”條件下人才培養(yǎng)新模式，發(fā)展基于互聯(lián)網(wǎng)的教育服務(wù)新模式，探索新時(shí)代教育治理新模式。

本文依據(jù)信息技術(shù)發(fā)展趨勢，提出融入AR技術(shù)的基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下混合學(xué)習(xí)模式研究，探索信息時(shí)代下教育教學(xué)方式的改革，把AR技術(shù)融入混合學(xué)習(xí)模式教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)，使學(xué)生不僅是在線觀看微課、視頻等學(xué)習(xí)內(nèi)容，更可以融入課程案例教學(xué)活動(dòng)中，更好掌握課程學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)。

2? AR技術(shù)應(yīng)用研究（Research on AR technology application）

過去十年，混合式學(xué)習(xí)模式備受關(guān)注，已經(jīng)改變了人們對傳統(tǒng)教育方式的認(rèn)識，不再是只能接受面對面的教學(xué)，在線課程學(xué)習(xí)已經(jīng)被越來越多人認(rèn)可。混合式學(xué)習(xí)模式就是將面授和在線結(jié)合起來，使兩種學(xué)習(xí)方式互補(bǔ)，以達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)效果，更合理安排分配學(xué)習(xí)時(shí)間[2]。隨著人工智能的快速發(fā)展，VR、AR技術(shù)不斷完善，虛擬現(xiàn)實(shí)作為當(dāng)前最具有活力和前景的技術(shù)之一，已在教學(xué)實(shí)踐中被廣泛使用。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AR）是虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域中的一個(gè)重要分支，通過將計(jì)算機(jī)生成的虛擬物體和場景無縫嵌入到真實(shí)世界中產(chǎn)生一種特殊可視化環(huán)境，用戶可以通過帶上AR眼鏡、使用智能手機(jī)軟件等特殊設(shè)備進(jìn)入該環(huán)境中進(jìn)行人機(jī)交互，從而實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)實(shí)信息的增強(qiáng)[3]。AR可以讓現(xiàn)實(shí)的物體場景和數(shù)字化虛擬對象很好地融為一體，有很強(qiáng)的真實(shí)感，三維建模工作量也大大減少，更具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢[3]。通過將交互式3D模式、實(shí)物等投射在AR中，可以把抽象的概念和物體拆分，使得學(xué)習(xí)者更有直觀的感受，更激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)教師也可以讓學(xué)生一同參與AR教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)，提高學(xué)生對新技術(shù)的掌握和學(xué)習(xí)。

隨著5G網(wǎng)絡(luò)到來，5G低延遲和高數(shù)據(jù)速率等特點(diǎn)，使得5G網(wǎng)絡(luò)功能與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)AR的結(jié)合，為AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用研究提供了保證。目前在Unity上已經(jīng)可以很好地支持增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，我們通過AR工具插件直接在Unity上運(yùn)行AR實(shí)例，實(shí)現(xiàn)AR技術(shù)的應(yīng)用。AR常用插件主要有Vuforia、Metaio、EasyAR和ARToolKit，其中Vuforia插件主要應(yīng)用在移動(dòng)平臺(tái)開發(fā)，而EasyAR插件可以很好的支持PC機(jī)和移動(dòng)終端應(yīng)用開發(fā)，目前采用EasyAR開發(fā)的AR案例也較為多。我們選取合適教學(xué)內(nèi)容采用這種方式進(jìn)行AR教學(xué)案例設(shè)計(jì)，為了方便同學(xué)們在移動(dòng)終端進(jìn)行學(xué)習(xí)，本文案例中混合式教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)采用Vuforia插件開發(fā)，這樣設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容可以很好地在Android和ios上推廣。

3 融入AR技術(shù)移動(dòng)互聯(lián)混合式學(xué)習(xí)模式研究（Research on the mixed learning mode of mobile interconnection Integrated with AR technology）

3.1? ?基于移動(dòng)互聯(lián)AR教學(xué)方法設(shè)計(jì)與研究

AR技術(shù)主要是將虛擬世界的信息、圖片應(yīng)用到真實(shí)世界，與真實(shí)世界的物體進(jìn)行疊加顯示到同一個(gè)畫面或者空間，同時(shí)存在，讓人們感受不到虛擬和現(xiàn)實(shí)的區(qū)別。我們可以利用AR技術(shù)去擴(kuò)展自己的真實(shí)世界，直接看到真實(shí)世界所看不到的虛擬物體或信息，AR技術(shù)有很強(qiáng)的互動(dòng)，而不是簡單的立體展示。當(dāng)前移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，網(wǎng)速的大大提升為AR技術(shù)開發(fā)的實(shí)例在智能手機(jī)等終端的應(yīng)用提供了保證。

AR源于真實(shí)世界，但是更能夠?qū)?dòng)態(tài)的、背景專門化的信息加載在用戶的視覺效果。由于AR能直接帶給用戶身臨其境的感受，因此我們把這個(gè)技術(shù)作為一種新的教學(xué)媒體會(huì)對高校教學(xué)方式改革帶來深遠(yuǎn)的影響。傳統(tǒng)的PPT教學(xué)都是基于二維靜態(tài)畫面，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感到枯燥乏味，缺少互動(dòng)性，主要還是教師講、學(xué)生聽與練，學(xué)生處于較為被動(dòng)學(xué)習(xí)方式中。而如果采用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以改變這種教學(xué)方法，在建筑設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、室內(nèi)裝潢設(shè)計(jì)等專業(yè)學(xué)習(xí)上，通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將設(shè)計(jì)者的創(chuàng)意快速、準(zhǔn)確、逼真的融合現(xiàn)實(shí)場景中，讓用戶在設(shè)計(jì)階段能對最終產(chǎn)品有直觀的感受。

在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備維護(hù)維修、網(wǎng)絡(luò)故障排除這類教學(xué)課程中，因?yàn)橥瑢W(xué)們沒有實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)對于故障的分析排查缺乏經(jīng)驗(yàn)，如果利用AR增強(qiáng)顯示技術(shù)結(jié)合實(shí)際工作環(huán)境，可以精準(zhǔn)的教同學(xué)們拆裝零部件等需要真實(shí)設(shè)備才能完成的教學(xué)內(nèi)容，能夠教沒有任何經(jīng)驗(yàn)的新手學(xué)習(xí)完設(shè)備的維修，這也可以大大降低教學(xué)成本。因此將AR技術(shù)融入教學(xué)中的教學(xué)方式變革，未來在教學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用也會(huì)越來越廣泛。

AR教學(xué)方法設(shè)計(jì)，可以先從學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，已有的理論和技能知識基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)場景，特別是通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)真實(shí)再現(xiàn)企業(yè)工作過程及操作方法，最終目的讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)探索，獲得與企業(yè)真實(shí)環(huán)境相同的操作技能和經(jīng)驗(yàn)。教師所設(shè)計(jì)的AR教學(xué)案例，再通過智能終端推送給學(xué)生方便學(xué)生高效學(xué)習(xí)，融入AR技術(shù)教學(xué)方式如圖1所示。

3.2? ?基于AR虛擬教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)與研究

傳統(tǒng)課堂教學(xué)還是以教師為中心，教學(xué)資源主要還是以圖片、PPT、視頻、音頻等為主，缺少和學(xué)生之間真正的互動(dòng)，教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)情景給同學(xué)留下印象不深刻，極大降低學(xué)生參與性，停留在理論層面學(xué)習(xí)，學(xué)生很快就會(huì)遺忘[4]。基于AR的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)、在線課程、翻轉(zhuǎn)課堂不同。我們通過將虛擬元素加到真實(shí)環(huán)境中，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入到虛擬學(xué)習(xí)情境中來，逐漸進(jìn)到學(xué)習(xí)環(huán)境中。在AR虛擬教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)中，學(xué)生通過三維顯示、虛實(shí)合成、人機(jī)交互等關(guān)鍵技術(shù)，與教學(xué)場景、情境交互，來理解教學(xué)內(nèi)容，掌握教學(xué)中的知識和技能點(diǎn)。

現(xiàn)以課程《網(wǎng)絡(luò)攻防與實(shí)踐》為例，說明基于AR技術(shù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)過程。首先選取適合采用AR技術(shù)展示的教學(xué)內(nèi)容，這里我們選取網(wǎng)絡(luò)協(xié)議安全分析作為AR設(shè)計(jì)內(nèi)容，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)協(xié)議工作原理比較抽象、理論，同學(xué)們不好理解，但同時(shí)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析是我們掌握網(wǎng)絡(luò)故障、網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)發(fā)送和接收重要內(nèi)容，將此部分教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)樘摂M仿真學(xué)習(xí)案例如表1所示。

環(huán)境協(xié)議數(shù)據(jù)的接收、發(fā)送 雙向交互 通過AR技術(shù)，將理與實(shí)踐結(jié)合傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，學(xué)習(xí)者主要進(jìn)行被動(dòng)學(xué)習(xí)記憶，參與教學(xué)活動(dòng)有限，多數(shù)學(xué)習(xí)者都是停留在理論層面理解和簡單的操作練習(xí)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)仿真教學(xué)后，學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)內(nèi)容感知性強(qiáng)，借助虛擬和現(xiàn)實(shí)結(jié)合，給同學(xué)們更直觀感性認(rèn)識，讓同學(xué)們參與其中。通過教學(xué)系統(tǒng)3D模型虛擬仿真場景，讓學(xué)生者沉浸其中，對學(xué)習(xí)內(nèi)容理解更透徹，增加實(shí)踐技能。

基于AR的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)需要考慮如何突出學(xué)生主體地位，讓學(xué)生通過真實(shí)體驗(yàn)學(xué)習(xí)。通過三維虛擬數(shù)字內(nèi)容傳遞知識，掌握技能，實(shí)時(shí)交互加深學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容理解和記憶。下面以ARP協(xié)議分析為例設(shè)計(jì)虛擬教學(xué)案例。普通教學(xué)活動(dòng)中教師通過圖2講解ARP查詢和應(yīng)答過程。

采用虛擬教學(xué)情景后，將虛擬設(shè)備如交換機(jī)、計(jì)算機(jī)添加到智能設(shè)備中構(gòu)成虛擬教學(xué)場景，三臺(tái)計(jì)算機(jī)之間可以通過學(xué)生操作發(fā)送ARP數(shù)據(jù)包、接收ARP數(shù)據(jù)包，這個(gè)過程中學(xué)生可以清楚看到每臺(tái)計(jì)算機(jī)室如何進(jìn)行ARP請求和應(yīng)該，以及每個(gè)數(shù)據(jù)包中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，比起老師在PPT上面講解，這樣的場景同學(xué)們更容易理解ARP協(xié)議，掌握ARP請求和應(yīng)答數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)，能夠收到更好的教學(xué)效果。

3.3? ?融入AR技術(shù)移動(dòng)互聯(lián)混合式教學(xué)模式研究

混合式學(xué)習(xí)就是要把傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的優(yōu)勢和網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)的優(yōu)勢結(jié)合起來，既要發(fā)揮教師引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過程的主導(dǎo)作用，又要充分體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)過程主體的主動(dòng)性、積極性與創(chuàng)造性混合式學(xué)習(xí)課程是介于傳統(tǒng)教室課堂和在線學(xué)習(xí)的，以富有計(jì)劃性、教學(xué)方法上有價(jià)值的方式，對網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的面對面課堂教學(xué)進(jìn)行整合的課程[5]。

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，AR技術(shù)的實(shí)現(xiàn)也變成可能，并且在越來越多的領(lǐng)域應(yīng)用。利用AR設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)變成可能。針對高職主要培養(yǎng)技能型高素質(zhì)人才的需求，多數(shù)課程教學(xué)內(nèi)容上主要是培養(yǎng)學(xué)生的操作技能，利用AR技術(shù)可以將故障維護(hù)、工業(yè)設(shè)計(jì)、智能設(shè)計(jì)等課程中的重難點(diǎn)開發(fā)成教學(xué)內(nèi)容，利用智能終端如智能手機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí)，不僅可以真實(shí)再現(xiàn)企業(yè)實(shí)際場工作場景，也能最大限度激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)智能終端AR內(nèi)容推送提供了網(wǎng)絡(luò)保障。需要針對學(xué)習(xí)者的移動(dòng)學(xué)習(xí)與認(rèn)知習(xí)慣，盡量模擬有利于知識獲取、探究式學(xué)習(xí)、協(xié)作式學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)環(huán)境。課程開發(fā)在Unity平臺(tái)上利用虛擬現(xiàn)實(shí)編程語言如虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言VRML、三維圖像標(biāo)記語言X3D，以及C++等實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)制作3D效果，然后選擇適合在Android平臺(tái)運(yùn)行的程序打包成APK，再發(fā)送到手機(jī)上進(jìn)行安裝使用，也可以打包成exe在計(jì)算機(jī)上安裝使用。

AR技術(shù)有效地利用信息技術(shù)，整合資源，改善教育過程，引領(lǐng)并幫助學(xué)生的全面發(fā)展。將AR技術(shù)融入混合式學(xué)習(xí)模式中，構(gòu)建一個(gè)基于移動(dòng)互聯(lián)環(huán)境下的混合式學(xué)習(xí)平臺(tái)，對現(xiàn)有高職課程教學(xué)模式進(jìn)行改革，探索信息時(shí)代下，智能技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)對高職教學(xué)的變革，探索新時(shí)代下互聯(lián)網(wǎng)+教育平臺(tái)的構(gòu)建，其應(yīng)用模式結(jié)構(gòu)框架圖如圖3所示。

融入AR技術(shù)移動(dòng)互聯(lián)混合式學(xué)習(xí)模式首先選擇課程內(nèi)容，對于課堂上難講同學(xué)們難理解的抽象問題，以及課堂上不具備實(shí)施條件很難實(shí)現(xiàn)的操作，我們把這部分內(nèi)容采用AR設(shè)計(jì)。確定好教學(xué)內(nèi)容后，采用AR技術(shù)開發(fā)軟件對課程內(nèi)容進(jìn)行開發(fā)，將開發(fā)好的AR內(nèi)容以微信公眾號、手機(jī)APP等多種形式進(jìn)行推送。學(xué)生再根據(jù)自己實(shí)際情況選擇學(xué)習(xí)，教師可以與同學(xué)共同完成AR內(nèi)容設(shè)計(jì)，在制作的過程中不僅教師信息技術(shù)水平可以得到提高，學(xué)生的動(dòng)手能力、課程內(nèi)容理解、新知識新技術(shù)掌握也同時(shí)得到很大提高。因此，融入AR技術(shù)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下混合學(xué)習(xí)模式更適合當(dāng)下學(xué)生的發(fā)展，信息時(shí)代技術(shù)發(fā)展，既能夠?qū)⒄n程內(nèi)容生動(dòng)展示出來，又能夠讓學(xué)生利用碎片化時(shí)間學(xué)習(xí)，還能讓學(xué)生也參與進(jìn)來一起學(xué)習(xí)新技術(shù)開發(fā)設(shè)計(jì)，積極探索移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，教學(xué)新方法新技術(shù)，探索高職人才培養(yǎng)新模式。

4? ?結(jié)論（Conclusion）

運(yùn)用AR技術(shù)向?qū)W生展示教學(xué)內(nèi)容，對學(xué)科知識能夠形象生動(dòng)且直觀地分析與描述，是課堂教學(xué)活動(dòng)中直觀性教學(xué)模式的具體運(yùn)用，AR技術(shù)所提供的教學(xué)信息具有較強(qiáng)的新穎性，而且具有信息內(nèi)容多樣性，能夠充分地刺激學(xué)生的感官體驗(yàn)，從而吸引學(xué)生的注意力，不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生對于知識的渴求欲望。

隨著時(shí)代進(jìn)步，信息技術(shù)的飛速發(fā)展，教育教學(xué)的方法和手段必然也要進(jìn)行改革。本文針對如何在移動(dòng)互聯(lián)環(huán)境下實(shí)施混合式學(xué)習(xí)教學(xué)的問題，從教學(xué)內(nèi)容選取，采用AR技術(shù)再現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，以及使用智能終端對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行推送等方面給出了整體設(shè)計(jì)方案。下一步工作可以選擇一門課程，進(jìn)行具體教學(xué)內(nèi)容選擇、AR內(nèi)容設(shè)計(jì)、內(nèi)容推送等方面進(jìn)行實(shí)施。

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