趙慧佳

摘 要：中學(xué)生物教師正在研究采用信息技術(shù)把校園的植物轉(zhuǎn)化為有效的課程資源，筆者在編著校園校本教材的過程中，借助增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)來幫助學(xué)生辨識(shí)花草樹木、進(jìn)行生物知識(shí)講述等，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)習(xí)興趣和熱愛自然情懷。本文首先介紹了校本課程開發(fā)的設(shè)計(jì)與實(shí)施，然后重點(diǎn)論述了校本課程以AR技術(shù)為載體的開發(fā)過程，最后總結(jié)了AR技術(shù)在校本教材編寫中的作用。

關(guān)鍵詞：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) 校本教材 中學(xué)生物

引言

AR（Augmented Reality）技術(shù)，也稱增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，屬于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的分支。AR技術(shù)的原理是實(shí)時(shí)地計(jì)算攝影機(jī)影像的位置及角度并加上相應(yīng)圖像的技術(shù)，其目標(biāo)是可以讓虛擬信息展示在真實(shí)的環(huán)境背景中。AR技術(shù)提供了很好的方式來展示學(xué)習(xí)內(nèi)容，用相對(duì)更貼切的交互方式為學(xué)習(xí)者搭建一個(gè)自主探索的空間，使其在教育領(lǐng)域具有很大的發(fā)展空間。[1]

一、《校園植物圖集》校本課程開發(fā)的設(shè)計(jì)與實(shí)施

1.設(shè)計(jì)理念

本文遵照“探究性學(xué)習(xí)”的教學(xué)理念，采用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，開發(fā)以科普型性、研究型學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)的校本課程，有利于鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生運(yùn)用信息技術(shù)的能力，也有利于整合學(xué)校優(yōu)勢(shì)教育資源。

2.課程目標(biāo)

掌握校園植物分類的基本過程和一般方法；學(xué)會(huì)使用簡(jiǎn)單的圖像軟件制作AR模型和AR視頻；在校本課程開發(fā)的實(shí)踐中，提高學(xué)生觀察能力、分析和歸納，建立人與自然和諧發(fā)展的生態(tài)觀，激發(fā)小組探究的學(xué)習(xí)的熱情，提升團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。

3.課程內(nèi)容

根據(jù)學(xué)校植物的特點(diǎn)，校本課程以研究性學(xué)習(xí)的形式進(jìn)行校園植物分類，其中AR內(nèi)容包括：簡(jiǎn)單介紹校園內(nèi)綠化植物進(jìn)行分類及命名，重點(diǎn)介紹植物的生物學(xué)知識(shí)，編制校園植物名錄；掌握識(shí)別圖-AR內(nèi)容制作等相關(guān)應(yīng)用軟件的實(shí)踐操作。

4.《校園植物圖集》校本課程開發(fā)的實(shí)施

實(shí)施對(duì)象：高一（一）班30名學(xué)生。高一學(xué)生學(xué)習(xí)壓力相對(duì)較小且對(duì)生物學(xué)科充滿好奇，可以將校本課程與課堂教學(xué)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提升學(xué)生對(duì)生物學(xué)科的興趣。

實(shí)施過程：校本課程安排在高一年級(jí)的每周五下午，實(shí)施過程分為兩個(gè)部分，一是搜集與校園植物相關(guān)的文字、圖片、視頻資料；二是將搜集到的資料制作成AR內(nèi)容。

成果展示：先由學(xué)生之間對(duì)校本課程的成功進(jìn)行分組討論，并由老師進(jìn)行總結(jié)；再利用3課時(shí)將前期搜集整理的素材上傳到視辰云服務(wù)器，制作AR內(nèi)容，并與教材設(shè)計(jì)到的生物學(xué)知識(shí)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。

二、《校園植物圖集》校本課程的開發(fā)過程

1.校園植物圖片信息資料的采集與處理

（1）實(shí)地調(diào)查

老師引導(dǎo)學(xué)生初步認(rèn)識(shí)校園內(nèi)的花草樹木，掌握樹木名稱、科屬、形態(tài)、特性，對(duì)植物進(jìn)行拍照，并做好記錄。

（2）查閱資料

與信息技術(shù)老師聯(lián)系，利用學(xué)生的信息課時(shí)間讓學(xué)生上網(wǎng)查閱資料，獲取各類樹木的相關(guān)資料（樹名、科名、習(xí)性與特點(diǎn)等）。

（3）核準(zhǔn)資料

經(jīng)過以上各項(xiàng)活動(dòng)，學(xué)生對(duì)校園樹木的感性認(rèn)識(shí)和理性認(rèn)識(shí)有了一定的基礎(chǔ)。學(xué)生在老師的幫助下，小組分工核準(zhǔn)，使搜集的資料更全面、更完整、更準(zhǔn)確。集中、收集所有學(xué)生的資料，對(duì)資料進(jìn)行全面整理、篩選、分類。

（4）制作識(shí)別圖和AR內(nèi)容

對(duì)拍攝的植物照片進(jìn)行Photoshop處理，制作成像素為900*900的識(shí)別圖。引導(dǎo)學(xué)生利用視辰AR制作平臺(tái)制作AR內(nèi)容，涵蓋樹名、學(xué)名、科名、英文名、習(xí)性與特點(diǎn)等。

2.AR技術(shù)在《校園植物圖集》中的應(yīng)用

通過AR技術(shù)，學(xué)生通過下載視+APP，可以感受到所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的三維模型，還有基于視頻的聲音、圖像、動(dòng)作展示，可以大大提高學(xué)生的興趣，并且更加快捷，準(zhǔn)確的吸收知識(shí)。視+可以展示的內(nèi)容形式：視頻，3D模型，3D動(dòng)畫，全景環(huán)視圖，小游戲，交互按鈕等。視+平臺(tái)主要包含兩個(gè)方面。一個(gè)是app端，主要承載瀏覽和社交的功能，一個(gè)是web端，主要承載制作的功能。這里的web端從某種意義上來說它也是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的一種SDK，能夠?qū)R制作的門檻極度降低，學(xué)生可以不用懂得任何代碼，隨便上傳一些圖片視頻，不用3分鐘便能制作出簡(jiǎn)單的AR應(yīng)用。

老師引導(dǎo)學(xué)生將前期整理的植物圖片資料做成識(shí)別圖形式的植物標(biāo)牌懸掛在校園植物上。學(xué)生可借助智能手機(jī)所安裝軟件的掃描功能，掃描識(shí)別圖，然后將獲取到的識(shí)別圖信息上傳到視+云服務(wù)端，云端篩選出對(duì)應(yīng)的AR內(nèi)容后，將結(jié)果返回到視+APP客戶端，同時(shí)呈現(xiàn)出AR效果。學(xué)生可以通過AR內(nèi)容，了解該植物的百科知識(shí)和擴(kuò)展內(nèi)容，將植物的生物學(xué)知識(shí)以互動(dòng)、3D、趣味性的方式展示出來。

三、AR技術(shù)在《校園植物圖集》編寫中的作用

1.提升《校園植物圖集》校本課程的趣味性

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以創(chuàng)設(shè)現(xiàn)實(shí)情境， 運(yùn)用3D模型呈現(xiàn)給學(xué)生豐富多彩的、形象化的圖像內(nèi)容，其新穎的學(xué)習(xí)方式和豐富多彩的學(xué)習(xí)內(nèi)容極大地提升了課堂教學(xué)的趣味性。[2]。由于AR技術(shù)具有視覺、聽覺和觸覺一體化的感知效果，學(xué)生在參與編寫《校園植物圖集》的過程中，可以感受真實(shí)情境體驗(yàn)、動(dòng)感交互穿越所帶來的體驗(yàn)。不僅極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，更給學(xué)生提供了大量親身觀察、操作以及合作學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，促進(jìn)了學(xué)生的認(rèn)知加工過程及知識(shí)建構(gòu)過程。

2.幫助教師講解和學(xué)生理解課本知識(shí)

AR內(nèi)容作為教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)之間的媒體，用于知識(shí)的呈現(xiàn)與過程的演示，輔助教師更好地完成教學(xué)任務(wù)。[3]在傳統(tǒng)的校本課程編寫過程中，知識(shí)的傳輸主要通過文字、圖片、聲音、動(dòng)畫和視頻的形式呈現(xiàn)。遇到比較復(fù)雜的情況，比如生物課的單子葉植物與雙子葉植物子葉數(shù)目、花瓣數(shù)目、營(yíng)養(yǎng)器官上的區(qū)別，教師用語言很難把這些知識(shí)點(diǎn)表達(dá)得非常清晰。而采用AR技術(shù)組織教學(xué)，三維立體效果的呈現(xiàn)可以彌補(bǔ)這樣的缺憾，能夠把知識(shí)立體化，把難以想象的東西直接以三維形式呈現(xiàn)出來，讓學(xué)生直觀感受到文字所表達(dá)不出來的知識(shí)。

3.為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供了豐富條件

除了運(yùn)用于校本教材編寫，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)教學(xué)資源存在形式多種多樣，根據(jù)采用的設(shè)備不同，可以將教學(xué)資源保存在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)、移動(dòng)設(shè)備和紙質(zhì)圖書里，學(xué)生可以在不同的地方采用不同的設(shè)備調(diào)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)教學(xué)資源進(jìn)行隨時(shí)隨地的自主學(xué)習(xí)。教師也可以從繁重的重復(fù)性講解中解脫出來，有針對(duì)性地為學(xué)生答疑解惑，有助于傳統(tǒng)教學(xué)方式的變革。[4]

參考文獻(xiàn)

[1]曹新宇；運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)創(chuàng)新職業(yè)教育教材編寫[J]；《科技與出版》，2015（6）：57-59

[2]于丹，齊明艷，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用研究[J]，《軟件導(dǎo)刊：教育技術(shù)》，2015，14 （12）：86-88

[3]張洪波，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用研究[D]，河南大學(xué)，2012

[4]雷靜，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用[J]，《中國(guó)教育技術(shù)裝備》，2011 （35） ：7-8endprint