中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）12-0167-02

伴随网络技术的不断进步，一些新兴的技术愈加让人们熟悉，VR（虚拟现实）技术则是这两年比较时尚的。VR技术通过让用户置身于虚拟的三维空间环境中，进行人体感官的模拟操作，用户完全沉浸其中，是一种可视化的人机交互，因此也被推广在教育范围，但因其本钱较高、对硬件的需要较高，没办法在基础教育范围普及。北师大教育技术学院“移动学习”实验室副主任蔡苏博士表示，不少VR教育商品的学科教育与技术融合程度比较低，真的的学科教育专家、一线教师没办法参与到VR教育课程、教育商品的开发设计中来，大大影响了VR教学的水平。[1]而AR（增强现实）技术的出现弥补了VR技术的不足，它将虚拟对象置于真实世界中，对其进行剖析，产生有意义的探索。基于AR技术的交互方法给教育者提供了新的方法表达给学习对象，也对教育行业产生了巨大的影响。本文主要初探AR技术在基础教育范围的应用，为深入研究AR与学科教育的融合做铺垫。

1 AR技术的定义及特征

1.1 AR（增强现实）的定义

AR（增强现实）作为一种新兴技术，可以用户在真实环境中就能看到?拟对象，并对其进行操作、旋转。现在，对AR的概念有多种。MILLGRAM概念AR技术为：是一种混合现实（Mixed Reality，MR）[2]，是客观世界的真实环境与计算机生成的虚拟环境的连续统一体。HRL实验室的Ronald Azuma把增强现实概念为：虚实融合；实时交互性；三维跟踪定位。[3]基于以上概念，AR技术并非将虚拟世界与现实世界隔离，而是将它融合在一块，共处同一空间，使得虚拟世界的信息和现实世界的信息得到“无缝”对接，用户可以在最自然的状况下进行三维互动。可见，AR技术搭起了现实世界和虚拟世界的桥梁，让用户在这种融合环境中自由交互。

1.2 AR技术的应用特征

增强现实包括多种技术支撑，其技术原理复杂。其中，最主要的技术是显示技术、跟踪定位技术和标定技术。[4]增强现实技术提供了在一些特殊状况下很难感知的信息，并将他们立体呈现出来。其应用特征可以概括为：

1）虚实结合。它通过传感器扫描，将它信息呈目前真实环境中，用户可以通过眼镜观看，或者用手指点击操作，让三维物体360无死角呈现，用户还可依据目前任务或需要交互地改变其大小、形状和外观。

2）自然的实时交互。增强现实用户处于一种虚实相结合的真实环境中，与交互对象看上去愈加真实自然。时间与空间的统一性，让客户体验愈加真实的交互感受，如此自然的实时交互带来的是更深层次的趣味性和角色带入感。

3）实时跟踪。它是三维注册的，可依据用户在真实空间中的地方的变化做出调整，保证人、环境、虚拟信息的同步性。

4）低本钱、便捷实用性。AR技术的达成具备较低的硬件需要，在互联网终端、智能移动终端，大家仅需安装相应的AR软件，再通过摄像头进行扫描，便可达成增强现实交互体验。用户操作方便，本钱低廉，推广度大。

2 AR技术在基础教育范围的应用形式

AR技术迅猛进步，覆盖范围甚广。AR技术因其自然交互、实时性、虚实结合性等特征，既符合皮亚杰“把实验室搬到课堂中去的设想和实践”，又符合建构主义学习理论中关于“学习是一种真实情境的体验”的看法。[5]加德纳的多元智能理论觉得，人有智能包含言语、数理逻辑、视觉空间等九个方面，增强现实技术所创设的情境为学习者提供了多种能力的进步可能。因此，在上述教育理论的支持下，有关AR技术的教育商品也层出不穷。本文，作者从教与学的角度，从学生的认知角度，探讨以下AR教育应用。

2.1 AR卡牌

AR卡牌通过一流的AR技术使纸质的二维卡片或者卡牌立体化呈现出来。用户用装有相应AR软件的手机、平板电脑等智能终端中的摄像头扫描AR卡片，对应的三维模型及动画即呈目前眼前。如图1所示。

这种简单的AR教育应用更合适学前儿童或者小学低年级学生，他们的注意力和认知能力有限，通过AR技术吸引学生的注意力，对其进行翻转、缩放或者播放动画等操作，可以在现实场景中出现逼真的动物模型，对小学生来讲特别新颖，通过这类卡牌不只能延长他们的注意力，更能培养学生的察看和探究能力。

2.2 AR图书

AR图书像传统图书，学习者可以用手机扫描图书中的内容，一些3D动画、视频、声音就会呈现出来。他可以是针对某个要点的解说，可以是某个2D模型呈现为3D模型，还可以是互动游戏等等。它的出现，让书本立体化，弥补了在教科书方面的缺点，学生犹如亲身体验一般去感受书中的内容，这对孩子的认知能力有较高的提高，也改变了学生的学习技巧。比如，在分析数学题型中，一款名为“教科书AR”的app可以将书本的几何图形立体化，这不但增强学生的视觉空间能力，更利于解题。如图2所示。除此之外，物理课中的凸透镜成像实验。借助AR技术，将虚拟的凸透镜、蜡烛、光源置于真实的学习环境中，学生可以随便移动桌面上的纸片，探索蜡烛成像的原理。

2.3 AR教育游戏

AR游戏应用于教育教学中，有多重优势，它可以让学习者沉浸其中，身临其境的探索，基于任务的游戏，基于地方的游戏，都可以提高学习者的协作能力、问题解决等能力。比如，深圳欢乐动漫股份公司开发的一款AR教育游戏《蛋计划》，包含AR小故事，AR单词，用户仅需下载APP软件，扫描“AR龙卡”，即可进行操作。如图3所示。除此之外，国内较著名的AR设计平台有幻眼科技[6]与视+AR[7]，用户即便不懂编程语言，也可以通过该平台设计是我们的AR作品。将来，真的的学科教育专家、一线教师可以参与到VR教育课程、教育游戏的开发设计中来，大大提升了VR教学的水平。 3 AR对教学的启示

增强现实技术因其体现情境化教学、协作学习理论、沉浸理论和建构主义教育思想而被逐步应用于教育范围，也被愈加多的教育者所用、开发。将AR技术用于教学，因其可视化、三维立体化特质，给学生带来视觉冲击，有益于激起学生的学习动机，进步学生的多样化智能。学生处于虚实相结合的空间中，交互更真实，带来愈加沉浸式的学习体验。除此之外，增强现实技术的引入，使得课堂教与学的关系得到转变，学生不再是被迫的学习常识，而是主动的学习、探究，教师则起到设计者、引导者、辅助者有哪些用途。另外，学习者可以拾起一些碎片化的时间，借助移动智能终端设施随时随地的学习，拓展了学生的学习时间和空间。教师还可以借助增强现实技术游戏拓展德育活动、安全教育活动，比如卫生从我做起、消防演习等等。总之，将增强现实技术融合于课堂教学，学习者可以真的体验“做中学”“玩中学”带来的乐趣，体现其学习主体性的地位，在自主学习、互动探究、与协作互助下完成常识的建构。

伴随AR技术的不断深入研究，一定在基础教育范围产生深远的影响，同时为一线教师带来了新的教学体验。但无论是VR技术还是AR技术，它们都是一种教学方法，有其优势和局限性，大家应结合相应的教育教学理论、其他教学方法，适当的开发应用它们，同时需考虑AR过程所带来的教育经费问题。