增強現(xiàn)實技術(shù)在職業(yè)教育中的應(yīng)用

翟慧

摘 要：增強現(xiàn)實技術(shù)，是在虛擬現(xiàn)實技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項新技術(shù)，可以把計算機虛擬物體合成到用戶看見的真實世界中，實現(xiàn)了虛擬物體與現(xiàn)實環(huán)境相結(jié)合。文章在闡述增強現(xiàn)實基本概念的基礎(chǔ)上介紹了該技術(shù)在職業(yè)教育中的應(yīng)用和發(fā)展前景，通過真實教學(xué)案例，印證了增強現(xiàn)實技術(shù)對于職業(yè)教育的重要意義，為促進該技術(shù)的推廣提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：增強現(xiàn)實 職業(yè)教育 專業(yè)教學(xué) 理實一體

近年來，增強現(xiàn)實技術(shù)成為了全新信息化技術(shù)的研究熱點，憑借著虛實結(jié)合，實時交互等特點，為用戶帶來了全新的虛擬體驗與感受，因此， AR技術(shù)在醫(yī)療、軍事、工業(yè)制造、娛樂、購物等領(lǐng)域有了越來越多的應(yīng)用，但 AR技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用一直沒有得到廣泛發(fā)展，隨著智能終端設(shè)備的不斷發(fā)展普及，AR技術(shù)必將給傳統(tǒng)教育，特別是職業(yè)教育帶來全新的變革，AR技術(shù)必將會在職業(yè)教育課堂中逐漸普及，取代原有的電腦仿真。

國內(nèi)外對 AR技術(shù)在教育中的應(yīng)用做了較多的探索和研究，也相繼出現(xiàn)了一些具有 AR技術(shù)的教學(xué)產(chǎn)品。如國內(nèi)某些幼教 APP，就是應(yīng)用 AR識別卡技術(shù)，只要孩子用 ipad攝像頭掃描識別卡，卡片中的小動物就會在 iPad中呈現(xiàn)出真實圖像，小動物的特點、生活習(xí)慣、英文名稱甚至叫聲也會出現(xiàn)。這種簡單可行的學(xué)習(xí)模式，對于兒童來說很容易產(chǎn)生學(xué)習(xí)過程的互動，也讓學(xué)生更容易理解學(xué)習(xí)內(nèi)容。歸納 AR在教育學(xué)習(xí)領(lǐng)域有如下優(yōu)點：

（1）將

AR 作為教學(xué)工具，可以使學(xué)者在虛擬與現(xiàn)實的學(xué)習(xí)環(huán)境中流暢地進行互動。

（2）將

AR作為教學(xué)手段，會產(chǎn)生一種新的教學(xué)和學(xué)習(xí)策略，在這種模式下，即使學(xué)生沒有任何軟件學(xué)習(xí)經(jīng)驗，也可以進行學(xué)習(xí)互動。

（3）

學(xué)習(xí)者可以真實地沉浸在學(xué)習(xí)內(nèi)容之中，改變了原來僅僅面對圖片動畫的簡單仿真學(xué)習(xí)模式。

目前，中國的 AR技術(shù)主要集中在軍事、醫(yī)療等高端方向，市場推出的 AR學(xué)習(xí)軟件，也僅僅是應(yīng)用了一些簡單的識別技術(shù)，并沒有真正將 AR技術(shù)應(yīng)用于教育。但是，隨著職業(yè)教育的不斷壯大和做學(xué)一體教學(xué)模式的推廣，學(xué)生在學(xué)習(xí)技術(shù)的過程中，利用 AR技術(shù)對無法在現(xiàn)實中實際操作或者有一定危險和技術(shù)難度的設(shè)備進行虛擬操作，這將徹底改變現(xiàn)有模式下的中職教育模式。

一、增強現(xiàn)實技術(shù)的內(nèi)涵

增強現(xiàn)實（Augmented Reality，簡稱 AR），AR系統(tǒng)具有三個突出的特點： 1.真實世界和虛擬世界的信息集成； 2.具有實時交互性； 3.在三維空間中定位虛擬物體。增強現(xiàn)實技術(shù)昀早于 1990年提出，是把原本在現(xiàn)實世界的一定時間空間范圍內(nèi)很難體驗到的實體信息（視覺信息、聲音、味道、觸覺等），通過電腦等科學(xué)技術(shù)，模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息應(yīng)用到真實世界，被人類感官所感知，從而達到超越現(xiàn)實的感官體驗。它不僅展現(xiàn)了真實世界的信息 ，而且將虛擬的信息同時顯示出來，兩種信息相互補充、疊加。在視覺化的增強現(xiàn)實中，用戶利用頭盔顯示器，把真實世界與電腦圖形多重合成在一起，便可以看到真實的世界圍繞著它。

二、增強現(xiàn)實技術(shù)在職業(yè)教育中的現(xiàn)狀

中職學(xué)生對新鮮事物充滿好奇，愿意用手機和網(wǎng)絡(luò)獲取知識，對一些抽象的理論知識難以產(chǎn)生形象思維。隨著信息化技術(shù)的不斷進步，多媒體技術(shù)、計算機仿真等技術(shù)目前已經(jīng)在各個學(xué)科的學(xué)習(xí)中日益普及，這種傳統(tǒng)的多媒體教學(xué)模式改變了黑板粉筆簡單抽象的教學(xué)手段，在應(yīng)用之初，以其新穎生動的教學(xué)效果極大地豐富了課堂教學(xué)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

但其缺點也顯而易見：1.缺乏互動性，學(xué)生難以真實地

沉浸在設(shè)備提供的虛擬場景之中。2.計算機掌握的熟練程度，直接決定了昀終學(xué)習(xí)效果。 3.傳統(tǒng)仿真技術(shù)開發(fā)周期長，對計算機等硬件設(shè)備要求較高，開發(fā)和應(yīng)用成本偏高。

三、增強現(xiàn)實技術(shù)在職業(yè)教育中運用的嘗試

結(jié)合 AR 技術(shù)在教育中的成功經(jīng)驗，以及目前 AR技術(shù)的發(fā)展情況。在目前的個別中職學(xué)校中，已經(jīng)開始嘗試使用 AR技術(shù)作為課堂輔助用具。

1.AR在職業(yè)教育中的應(yīng)用案例

在一個以工業(yè)機器人基礎(chǔ)應(yīng)用為學(xué)習(xí)內(nèi)容的課程中，AR技術(shù)在課堂上發(fā)揮了重要作用。一部分學(xué)生在等候?qū)嶋H操作之前，預(yù)先對手機中 AR技術(shù)虛擬的機器人進行裝配和操作，對重點知識和難點問題進行思考，等熟練掌握基本技術(shù)后，再對機器人進行操作。這種學(xué)習(xí)互動模式，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時，將復(fù)雜的工業(yè)機器人設(shè)備，用展示效果逼真的虛擬設(shè)備，讓學(xué)生預(yù)先操作，避免了設(shè)備故障和損壞的同時，給學(xué)生提供了反復(fù)練習(xí) /熟練操作的可能性，真正實現(xiàn)“熟能生巧”這一要求。

2.AR在職業(yè)教育中的應(yīng)用優(yōu)勢

可以預(yù)見，應(yīng)用全新的增強現(xiàn)實教學(xué)模式將會對教學(xué)方式方法產(chǎn)生全新變革。其在教育教學(xué)中的優(yōu)勢歸納如下：

（1）形式新穎、符合學(xué)生預(yù)期，能夠能更好地吸引學(xué)生參與到學(xué)習(xí)過程之中。全新的場景體驗，使學(xué)生面前出現(xiàn)的不再是動態(tài)圖片，而是身臨其中的一個現(xiàn)實場景，進一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機。

（2）學(xué)習(xí)過程中互動性強。改變傳統(tǒng)模式，利用學(xué)生獨立操作設(shè)備與 AR圖像互動——發(fā)現(xiàn)問題——與老師探討解決問題..——完成學(xué)習(xí)，這樣全新的學(xué)習(xí)過程，使學(xué)生能夠獨立完成互動學(xué)習(xí)，老師不再是課堂主角。

（3）創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境。試想學(xué)生利用頭戴設(shè)備，真實地進入危險品容器之中，模擬工作。或是利用 AR技術(shù)，把價值千萬元的設(shè)備在虛擬環(huán)境中進行拆裝。這都將完全改變學(xué)習(xí)的模式，使技術(shù)學(xué)習(xí)更加直觀高效。

（4）提升教材可讀性。將來，書上不再是傳統(tǒng)的二維圖片或剖面圖，而是 AR識別圖，用手機掃描圖片后，就可以直觀地看到虛實結(jié)合的效果圖像，仿佛真實的設(shè)備從書中跳了出來，傳統(tǒng)的圖書內(nèi)容將被這樣全新的模式所取代。

四、結(jié)論與展望

增強現(xiàn)實作為一種全新的信息化教學(xué)手段，在教育教學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)開始逐漸被更多的人所認(rèn)可，但真正達到課程應(yīng)用程度的 AR課程還相對較少，技術(shù)和教學(xué)模式中還有很多問題需要逐步研究和探索。在職業(yè)教育日益發(fā)展壯大的時代背景下，信息化教學(xué)技術(shù)也日新月異地在發(fā)展，適合中職學(xué)生、對中職課程有實際幫助、具有廣泛推廣價值的 AR技術(shù)，必將在不久的將來被中職教育廣泛應(yīng)用。

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