董冬，姜明倩

（煙臺(tái)文化旅游職業(yè)學(xué)院，山東煙臺(tái) 264000）

一、AR 技術(shù)在教學(xué)中應(yīng)用的需求分析

（一）教學(xué)內(nèi)容的可視化、形象化，促使學(xué)生對(duì)其深度理解

AR技術(shù)通過(guò)將虛擬世界中的模型與真實(shí)場(chǎng)景相結(jié)合，使抽象的、復(fù)雜的內(nèi)容直觀、形象、具體地呈現(xiàn)到學(xué)生眼前。同時(shí)，AR技術(shù)通過(guò)聲音等要素的配合，可以使學(xué)生的情感體驗(yàn)得到增強(qiáng)，學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率得到提高，有助于學(xué)生更深入地理解所學(xué)內(nèi)容。

（二）教學(xué)過(guò)程具有交互性，注重學(xué)生多種能力的培養(yǎng)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助的教學(xué)過(guò)程拓展了有限的教學(xué)空間，給學(xué)生提供了一個(gè)貼近生活、生動(dòng)逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境[1]。在此環(huán)境下，學(xué)生可以使用手機(jī)、平板電腦等設(shè)備，通過(guò)聲音、圖像、模型等要素與學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行交互，并在教師的引導(dǎo)下動(dòng)手實(shí)踐，發(fā)揮主觀能動(dòng)性。通過(guò)動(dòng)手探究、想象等方式，學(xué)生可以全面提高自己的學(xué)習(xí)能力。

（三）教學(xué)活動(dòng)更具趣味性，提高學(xué)生的注意力和參與度

教師將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)活動(dòng)中，針對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容抽象、枯燥的特點(diǎn)，使原本二維的教學(xué)材料轉(zhuǎn)換為三維的立體空間，吸引學(xué)生的注意力，提高了傳遞知識(shí)的有效性，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的趣味性，讓學(xué)生寓學(xué)于樂(lè)、樂(lè)于學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生的課堂參與度。

二、AR 技術(shù)下《中華傳統(tǒng)文化》案例教學(xué)資源的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

（一）開(kāi)發(fā)工具介紹

1.Photoshop：圖像處理軟件，進(jìn)行識(shí)別圖的制作。

2.Autodesk Maya：三維動(dòng)畫(huà)軟件，制作教學(xué)案例中所需使用到的模型。

3.Unity3D：游戲開(kāi)發(fā)工具，AR教學(xué)應(yīng)用案例的開(kāi)發(fā)工具。

4.EasyAR：AR引擎，用于控制應(yīng)用案例功能的主程序。

（二）案例設(shè)計(jì)

本案例要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是制作“美人觚”教學(xué)體，當(dāng)設(shè)備識(shí)別卡片顯示對(duì)應(yīng)的幾何體3D模型時(shí)，學(xué)習(xí)者可以進(jìn)行觸屏旋轉(zhuǎn)、放大縮小等操作，多角度地觀察幾何體功能流程圖（如圖1所示）。

圖1 幾何體功能流程圖

學(xué)習(xí)者在“Scripts”文件夾中新建一個(gè)C#腳本，命名為“change”，用來(lái)實(shí)現(xiàn)觸屏旋轉(zhuǎn)、放大縮小“美人觚”。最后，學(xué)習(xí)者將“change”腳本附給“cube”模型即可。

（三）應(yīng)用發(fā)布

學(xué)習(xí)者打開(kāi)發(fā)布設(shè)置面板，在菜單欄中單擊“File”－“Build Settings”，單擊“Add Open Scenes”并添加要發(fā)布的場(chǎng)景，在發(fā)布平臺(tái)的位置選擇要發(fā)布的平臺(tái)。以Android為例，學(xué)習(xí)者在設(shè)置完成后單擊左下方的“Switch Platform”，并進(jìn)行平臺(tái)匹配。發(fā)布屬性設(shè)置完成后，學(xué)習(xí)者在發(fā)布設(shè)置面板單擊“Build”進(jìn)行發(fā)布。發(fā)布完成后會(huì)生成一個(gè)APK文件，學(xué)習(xí)者將APK文件發(fā)送到Android設(shè)備上安裝即可。

三、AR 教學(xué)資源在《中華傳統(tǒng)文化》教學(xué)中的應(yīng)用

筆者選取旅游管理專業(yè)高職一年級(jí)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，所使用的教材是高等教育出版社出版的《中華傳統(tǒng)文化》，“美人觚”教學(xué)資源選取的是教材中“器具”章節(jié)的內(nèi)容，將《紅樓夢(mèng)》第五回“林黛玉進(jìn)賈府”中王夫人廳堂的陳設(shè)作為目標(biāo)任務(wù)。學(xué)習(xí)者通過(guò)AR技術(shù)了解了“美人觚”這一器具的具體形制，多角度了解了傳統(tǒng)文化中借一個(gè)物件表現(xiàn)人物身份的功用。

四、AR 技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)文化教學(xué)的評(píng)價(jià)

將AR技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)文化教學(xué)，是將科學(xué)技術(shù)與傳統(tǒng)文化結(jié)合的重要教育手段，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生了積極的作用。我們?cè)谠O(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷時(shí)，參考了John Keller 等人編制的課程興趣問(wèn)卷、學(xué)習(xí)材料動(dòng)機(jī)問(wèn)卷，以及 Davis 編制的感知有用性量表（Perceived Usefulness）、感知易用性量表（Perceived Ease of Use）。

（一）極具教育功能

《中華傳統(tǒng)文化》教材中的“器具”章節(jié)以《紅樓夢(mèng)》第五回“林黛玉進(jìn)賈府”中王夫人廳堂的陳設(shè)為例，介紹了“美人觚”這一器具，并通過(guò)這一例子多角度展示了器具對(duì)于展現(xiàn)人物形象的作用。AR技術(shù)的應(yīng)用使得原本較為抽象的教學(xué)對(duì)象以3D形式呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，使其變得具體可感，實(shí)現(xiàn)了虛實(shí)結(jié)合、相互補(bǔ)充，為學(xué)生營(yíng)造了沉浸式的學(xué)習(xí)環(huán)境，有助于學(xué)生更好地理解器具的內(nèi)容。課后，我們對(duì)兩個(gè)班級(jí)的學(xué)生進(jìn)行了訪談，一個(gè)班級(jí)使用了AR技術(shù)，另一個(gè)班級(jí)沒(méi)有使用AR技術(shù)。結(jié)果顯示，使用AR技術(shù)的班級(jí)的學(xué)生能夠更清晰地描述“美人觚”的具體樣式、用途以及其在展現(xiàn)人物形象和人物地位方面的重要性。更有一些學(xué)生能夠主動(dòng)上網(wǎng)查找與“觚”相關(guān)的歷史資料，深入了解這種器具的起源和發(fā)展。使用AR技術(shù)的班級(jí)，學(xué)生在活動(dòng)中積極動(dòng)手實(shí)踐，通過(guò)游戲增強(qiáng)體驗(yàn)。使用AR技術(shù)的班級(jí)的課堂體現(xiàn)了“寓教于樂(lè)”的教學(xué)理念，與使用AR技術(shù)之前呆板、沉悶的課堂氛圍形成了鮮明的對(duì)比，真正做到了讓學(xué)生“在玩中學(xué)，在樂(lè)中習(xí)”[2]，實(shí)現(xiàn)了“傳承傳統(tǒng)文化、促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)全面提升”這一根本目標(biāo)。

（二）增強(qiáng)了教學(xué)交互性

相較于傳統(tǒng)的講授式教學(xué)方式，AR技術(shù)的介入使得課堂教學(xué)活動(dòng)的交互性更強(qiáng)。學(xué)生表示這樣的教學(xué)方式為他們營(yíng)造了一個(gè)可以“觸摸”學(xué)習(xí)對(duì)象的環(huán)境。在這個(gè)環(huán)境中，AR技術(shù)提供的聲音、圖片和模型打破了時(shí)空的限制，打造了交互感和沉浸感更強(qiáng)的課堂，使他們對(duì)博物館和歷史書(shū)上所介紹的器具文物“美人觚”有了更全面的認(rèn)識(shí)和理解。同時(shí)，教師通過(guò)與學(xué)習(xí)材料進(jìn)行交互，吸引了學(xué)生的注意力，減少了干擾因素的影響。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生能夠積極地參與學(xué)習(xí)，提高了課堂參與度和課堂效率，有利于知識(shí)的獲取和吸收。教師將AR技術(shù)融入課堂教學(xué)既發(fā)揮了教師的主導(dǎo)作用，又充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體作用。

90%的學(xué)生認(rèn)為界面順暢、易操作管理。在這種教學(xué)方式下，學(xué)生的需求能更及時(shí)地得到滿足，使原本枯燥乏味的知識(shí)變得富有趣味性，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓他們更愿意積極主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)過(guò)程[2]。

（三）學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力得到提高

自主學(xué)習(xí)能力指學(xué)生具有學(xué)習(xí)的責(zé)任意識(shí)和積極的學(xué)習(xí)意愿，是學(xué)生必須具備的重要能力。靳玉樂(lè)教授指出：“如果學(xué)生能夠自我調(diào)控整個(gè)學(xué)習(xí)的過(guò)程，那么他的學(xué)習(xí)就是自主的?！惫P者通過(guò)分析學(xué)生自我感知調(diào)查問(wèn)卷和教學(xué)工具及教學(xué)案例感受調(diào)查問(wèn)卷的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)使用AR技術(shù)的班級(jí)，學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)機(jī)得到激發(fā)與維持，這使他們能夠自我調(diào)控整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程。數(shù)據(jù)顯示，80%的學(xué)生能全身心投入到老師的課堂中。由于對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容感興趣，他們?cè)谡J(rèn)真回答教師的問(wèn)題后，還能就所學(xué)內(nèi)容提出自己的疑問(wèn)，并與同學(xué)共同探討。這不僅使學(xué)生更專注于知識(shí)學(xué)習(xí)，而且提高了學(xué)生解決問(wèn)題的能力。自我感知調(diào)查問(wèn)卷的調(diào)查結(jié)果顯示，授課對(duì)象在注意力維度、相關(guān)性維度、自信維度、滿意度維度以及整體的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)上都較教學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)展前有了顯著的變化，這說(shuō)明基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的學(xué)習(xí)活動(dòng)案例對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力有顯著的提升效果。

AR工具應(yīng)用于傳統(tǒng)文化教學(xué)改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，將知識(shí)立體地呈現(xiàn)給學(xué)生，結(jié)合聲頻和視頻為學(xué)生提供了自主學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間。87%的學(xué)生表示他們開(kāi)始養(yǎng)成勤動(dòng)手查資料和動(dòng)腦思考問(wèn)題的習(xí)慣[3]。因此，AR工具的使用在很大程度上培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣。

基于上述分析，AR工具在學(xué)生的學(xué)習(xí)效率、學(xué)習(xí)投入、學(xué)習(xí)參與度、學(xué)習(xí)興趣、知識(shí)理解與掌握方面都有較好的促進(jìn)作用。學(xué)生對(duì)AR工具的使用具有較高的滿意度。

五、實(shí)踐研究反思

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用可適用于情境化學(xué)習(xí)、協(xié)作式學(xué)習(xí)、自主性學(xué)習(xí)等各種形式的學(xué)習(xí)活動(dòng)。隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為教育領(lǐng)域的新興輔助教學(xué)手段，具有很大的潛力和應(yīng)用前景。

（一）Unity、EasyAR 的結(jié)合

Unity具有跨平臺(tái)、可實(shí)現(xiàn)AR與VR、簡(jiǎn)單易學(xué)、資源豐富等特性，應(yīng)用前景廣闊。EasyAR是一個(gè)國(guó)產(chǎn)的免費(fèi)全平臺(tái)AR引擎，具有視頻（包括透明視頻和流媒體）播放、二維碼識(shí)別、多目標(biāo)同時(shí)跟蹤等功能。教師將EasyAR SDK與Unity結(jié)合使用，可以通過(guò)相對(duì)簡(jiǎn)單的操作增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)效果。EasyAR在高校的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)教學(xué)研究和開(kāi)發(fā)實(shí)踐中扮演著重要的角色。

（二）與移動(dòng)學(xué)習(xí)相聯(lián)系

移動(dòng)學(xué)習(xí)（Mobile Learning）是一種在移動(dòng)設(shè)備幫助下不受時(shí)間、空間限制的學(xué)習(xí)方式[4]。目前，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)大多還處于利用識(shí)別圖等進(jìn)行定位的簡(jiǎn)單層面。要實(shí)現(xiàn)讓學(xué)習(xí)者可以隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)并體驗(yàn)三維立體情境，我們需要在技術(shù)方面付出更多的努力。

（三）與人工智能相結(jié)合

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用大多還處于呈現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實(shí)結(jié)合的教學(xué)情境來(lái)開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)的階段。如果教師將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與人工智能相結(jié)合，賦予AR更多教師的經(jīng)驗(yàn)和行為，將可以更好地與學(xué)生互動(dòng)，從而達(dá)到更佳的教學(xué)效果。

（四）教師需要充分了解學(xué)生和教材

在開(kāi)展實(shí)際教學(xué)之前，教師要認(rèn)真地研究教材，理清重、難點(diǎn)，學(xué)習(xí)語(yǔ)言藝術(shù)，并針對(duì)所教學(xué)生的年齡特點(diǎn)、性格特征、興趣習(xí)慣等設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)。教師在適當(dāng)?shù)沫h(huán)節(jié)合理地應(yīng)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)輔助教學(xué)，可以提升教學(xué)效果[5]。

（五）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的輔助作用不可替代文本材料和實(shí)物的作用

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用旨在在真實(shí)場(chǎng)景中呈現(xiàn)一些體積龐大、二維抽象等難以在傳統(tǒng)課堂上展示的事物，以便教師講授抽象、較難理解的內(nèi)容。然而，這并不意味著我們應(yīng)該忽視教材等文本學(xué)習(xí)材料和實(shí)物在教學(xué)中的作用。例如，在鞏固練習(xí)和觸覺(jué)感知等方面，文本材料和實(shí)物的作用是無(wú)法被替代的。

（六）推動(dòng)STEAM 教育和創(chuàng)客教育的普及

STEAM教育是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Art）、數(shù)學(xué)（Mathematics）多學(xué)科的綜合教育。創(chuàng)客教育通過(guò)軟件、硬件來(lái)將創(chuàng)意轉(zhuǎn)化成具體物品，強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)。簡(jiǎn)而言之，STEAM教育強(qiáng)調(diào)“知識(shí)融合”，而創(chuàng)客教育側(cè)重“實(shí)踐創(chuàng)造”。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種新的教學(xué)模式，將推動(dòng)STEAM 教育和創(chuàng)客教育的普及，有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和核心素養(yǎng)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)憑借其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和前景，可以為人文學(xué)科的教師提供更為有效的教學(xué)方式。