AR技術輔助課堂教學的優勢及其具體應用

http://m.hai34.com2019年06月03日 10:58教育裝備網

　　隨著科技的飛速發展，AR技術的研究也越來越多，在我們生活中的應用也越來越深入。虛擬試衣鏡、場景互動游戲、手機識別動起來的名片等等，AR技術給人們的生活帶來了全新的體驗。在增強現實的環境中，我們可以看見周圍環境的同時，還可以看到計算機增強的信息，滿足我們在現實世界感受虛擬空間的事物，增加趣味性與互動性。　

　　同時AR技術在教育中的應用也豐富了起來，AR識別卡、AR仿真實驗、AR圖書等等，通過多樣的形式創新課堂內容、豐富課堂教學形式，為教育教學帶來了便利。AR技術在課堂教學中有著眾多的優勢，為課堂教學提供了創新的教學工具。

　　AR技術在課堂教學中的優勢

　　1、提供豐富的教具輔助教學

　　在課堂教學中，一些課程是需要準備相關教具的，特別是小學科學的課程，注重學生的動手能力和探索能力，通過實踐操作培養學生的科學素養。此類課程中，教具的使用在課堂教學中占有較大的比重，教師如何用教具讓課堂教學變得更有效很重要。AR技術能夠虛擬再現世界萬物，如宇宙科學中的宇宙星球、生物中的各種微小細菌、物理實驗的實驗器材、化學實驗的微觀現象等等，均可以制作出來讓學生們在課堂上進行觀摩學習。

　　如科學內容中的地球與宇宙，AR技術可以再現地球模型，教師可以通過其進行晝夜交替、四季變化等內容講解，通過放大縮小旋轉等操作，將內容各個角度展示給學生去觀察。有人可能會問了，那我用一個地球儀也可以的啊?一個地球儀是可以展示，但是如果讓全班的同學都參與觀看的話就有點困難了，同時一些現象是一個地球儀難以模擬展示的。AR技術可以通過大屏的展示、區域板塊的投放、現象模擬等讓知識點清晰直觀，學生對知識的理解更深刻，教師的講解也會輕松有效。

　　2、提供多種可能性，促進學習探索

　　在物理及化學實驗教學中，學生的安全及教學器材的使用是教師關心的內容之一，教師要時刻叮囑學生在實驗中藥品的使用及操作步驟。物理及化學實驗中，操作不當就有可能燒壞電流表、實驗試管炸裂等，教師想讓學生注意這些知識點又不能真的燒毀電流表、炸試管給學生看。AR技術在其中就充當了重要的作用，其可以將實驗器材形象的展示出來，通過虛擬的實驗器材做出來的實驗現象與真實的一樣，教師就可以通過AR技術展示錯誤的實驗現象，讓學生對于知識點有一個真實的感受。學生也可以自己去進行探索，發現更多實驗會出現的可能性，培養其發現問題能力及探索能力。

　　如化學高錳酸鉀制取氧氣實驗中，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、實驗結束時是否先移導管后移酒精燈等都會導致實驗的失敗。AR技術模擬真實實驗，在不同的情況下會有對應的實驗現象出現，如不塞棉花球會導致高錳酸鉀粉末隨氣體進入導管，使水槽中的水變成紫紅色;試管不預熱會導致試管炸裂;實驗結束時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生，讓學生對這些知識點有一個深刻的印象，在其操作的時候就會避免這些現象的出現，同時避免了學校實驗器材的損壞及實驗器材開支。

　　3、知識內容簡單化可視化，便于理解

　　在教學中，磁感線、力的方向等內容是不可見的，教師在給學生講述的時候很難直觀的去講述他們是怎樣的形態，通過繪圖工具進行繪圖會占據課堂的部分時間。AR技術可以虛擬展示輔助線及微觀粒子，讓學生可以直觀的看到磁感線的方向、力的方向、分子的運動路徑及方向等等，讓抽象知識內容可視化、簡單化，讓學生輕松的明白實驗的原理是什么，教師無需過多的去進行知識的描述與講解，節約課堂時間進行更多的教學內容。

　　如物理教學中，AR技術可以將光線、磁感線、力的方向等等表現出來。如在凸透鏡成像實驗中，對光線進行模擬，讓學生清晰的知道光線是如何通過凸透鏡并成像的;在測量滑動摩擦力實驗中，對力的方向進行標注，便于學生理解摩擦力;在研究磁場的方向實驗中，模擬磁感線方向，讓學生清晰的知道磁鐵的磁場分布情況。知識的清晰直觀，讓學生的學習更輕松，讓教師的教學更便捷。

　　AR教學如何融入課堂教學

　　AR技術在教學中的應用有著眾多的優勢，但其是不是真的能夠融入到我們的課堂教學中去呢?以云幻科教AR教學資源為例，以國家課程標準為基準，制作課本上相對應的課件資源，在知識點上貼合教學內容，能夠真正的融合到課堂教學之中，作為一個環節無縫切入進去，讓教師的課堂更豐富。如在上課之中教師要演示一個粉塵爆炸的實驗，真實的去演示時，實驗步驟比較繁瑣且實驗比較危險，此時教師就可以使用AR教學設備，既可以避免危險實驗、節約課堂教學時間，又可以給學生進行教學演示。

　　同時AR教學資源的實驗器材不會出現危險，假如學生想要在課下重新學習，也可以直接打開AR教學軟件進行操作，為學生提供了安全的學習空間及探索空間，讓學生對學習的知識進行一個鞏固。同時如物理實驗中有制作好的一些微課小視頻，學生如果在課堂中沒有理解的話，可以在課下看一下微課小視頻重新學習一下，提高學生自學能力，也可以減少學生沒有學會卻不好意思問老師的情況。

　　AR技術在應用中的存疑

　　問題一：AR教學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，但是它們都有著相同的課程標準，也就是“一綱多本”。云幻科教AR教學資源全部是以國家課程標準開發的，雖然軟件目錄目前是按照人教版排列的，但是內容知識點都是相通的，因此云幻科教AR教學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節串聯和并聯，對應滬教版第13章第3節連接串聯電路和并聯電路;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。

　　問題二：手勢上課使用起來會不會比較麻煩?

　　云幻科教AR教學資源主要是通過手勢操作虛擬的實驗器材的，基本手勢是手張開和握拳。教師最開始接觸的時候會因為手勢操作的不熟練、不規范出現一些不便，后續在半個小時到一個小時即可達到熟練的狀態，輕松操作任何內容。同時配置移動手臂支架，教師可以在講臺的任何位置進行教學演示。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，為教師教學提供更加便捷的教學工具。

　　問題三：安裝是不是需要單獨空間?

　　云幻科教AR教學相關設備簡單輕便，在常規多媒體教室、實驗室均可安裝使用，無需對教學空間進行調整，學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行演示講解;安裝在實驗室內，教師在學生動手操作之前，可以給學生進行教學演示，演示那些常規實驗中不能操作的一些情況，如什么情況下電流表會燒掉等，讓學生記住這些知識點，自行操作時避免損壞實驗器材。