隨著科技的飛速發(fā)展，AR技術(shù)的研究也越來越多，在我們生活中的應(yīng)用也越來越深入。虛擬試衣鏡、場(chǎng)景互動(dòng)游戲、手機(jī)識(shí)別動(dòng)起來的名片等等，AR技術(shù)給人們的生活帶來了全新的體驗(yàn)。在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的環(huán)境中，我們可以看見周圍環(huán)境的同時(shí)，還可以看到計(jì)算機(jī)增強(qiáng)的信息，滿足我們?cè)诂F(xiàn)實(shí)世界感受虛擬空間的事物，增加趣味性與互動(dòng)性�！�
同時(shí)AR技術(shù)在教育中的應(yīng)用也豐富了起來，AR識(shí)別卡、AR仿真實(shí)驗(yàn)、AR圖書等等，通過多樣的形式創(chuàng)新課堂內(nèi)容、豐富課堂教學(xué)形式，為教育教學(xué)帶來了便利。AR技術(shù)在課堂教學(xué)中有著眾多的優(yōu)勢(shì)，為課堂教學(xué)提供了創(chuàng)新的教學(xué)工具。
AR技術(shù)在課堂教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)
1、提供豐富的教具輔助教學(xué)
在課堂教學(xué)中，一些課程是需要準(zhǔn)備相關(guān)教具的，特別是小學(xué)科學(xué)的課程，注重學(xué)生的動(dòng)手能力和探索能力，通過實(shí)踐操作培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。此類課程中，教具的使用在課堂教學(xué)中占有較大的比重，教師如何用教具讓課堂教學(xué)變得更有效很重要。AR技術(shù)能夠虛擬再現(xiàn)世界萬(wàn)物，如宇宙科學(xué)中的宇宙星球、生物中的各種微小細(xì)菌、物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器材、化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微觀現(xiàn)象等等，均可以制作出來讓學(xué)生們?cè)谡n堂上進(jìn)行觀摩學(xué)習(xí)。
如科學(xué)內(nèi)容中的地球與宇宙，AR技術(shù)可以再現(xiàn)地球模型，教師可以通過其進(jìn)行晝夜交替、四季變化等內(nèi)容講解，通過放大縮小旋轉(zhuǎn)等操作，將內(nèi)容各個(gè)角度展示給學(xué)生去觀察。有人可能會(huì)問了，那我用一個(gè)地球儀也可以的啊?一個(gè)地球儀是可以展示，但是如果讓全班的同學(xué)都參與觀看的話就有點(diǎn)困難了，同時(shí)一些現(xiàn)象是一個(gè)地球儀難以模擬展示的。AR技術(shù)可以通過大屏的展示、區(qū)域板塊的投放、現(xiàn)象模擬等讓知識(shí)點(diǎn)清晰直觀，學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解更深刻，教師的講解也會(huì)輕松有效。
2、提供多種可能性，促進(jìn)學(xué)習(xí)探索
在物理及化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生的安全及教學(xué)器材的使用是教師關(guān)心的內(nèi)容之一，教師要時(shí)刻叮囑學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中藥品的使用及操作步驟。物理及化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，操作不當(dāng)就有可能燒壞電流表、實(shí)驗(yàn)試管炸裂等，教師想讓學(xué)生注意這些知識(shí)點(diǎn)又不能真的燒毀電流表、炸試管給學(xué)生看。AR技術(shù)在其中就充當(dāng)了重要的作用，其可以將實(shí)驗(yàn)器材形象的展示出來，通過虛擬的實(shí)驗(yàn)器材做出來的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與真實(shí)的一樣，教師就可以通過AR技術(shù)展示錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，讓學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)有一個(gè)真實(shí)的感受。學(xué)生也可以自己去進(jìn)行探索，發(fā)現(xiàn)更多實(shí)驗(yàn)會(huì)出現(xiàn)的可能性，培養(yǎng)其發(fā)現(xiàn)問題能力及探索能力。
如化學(xué)高錳酸鉀制取氧氣實(shí)驗(yàn)中，其注意事項(xiàng)就比較多，放置藥品的試管口是否存放棉花球、試管是否預(yù)熱、實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)是否先移導(dǎo)管后移酒精燈等都會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的失敗。AR技術(shù)模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)，在不同的情況下會(huì)有對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出現(xiàn)，如不塞棉花球會(huì)導(dǎo)致高錳酸鉀粉末隨氣體進(jìn)入導(dǎo)管，使水槽中的水變成紫紅色;試管不預(yù)熱會(huì)導(dǎo)致試管炸裂;實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)先熄滅酒精燈后移導(dǎo)管，伸入水槽一端的導(dǎo)管水倒吸，炸裂試管，等等。教師可以一一展示給學(xué)生，讓學(xué)生對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)有一個(gè)深刻的印象，在其操作的時(shí)候就會(huì)避免這些現(xiàn)象的出現(xiàn)，同時(shí)避免了學(xué)校實(shí)驗(yàn)器材的損壞及實(shí)驗(yàn)器材開支。
3、知識(shí)內(nèi)容簡(jiǎn)單化可視化，便于理解
在教學(xué)中，磁感線、力的方向等內(nèi)容是不可見的，教師在給學(xué)生講述的時(shí)候很難直觀的去講述他們是怎樣的形態(tài)，通過繪圖工具進(jìn)行繪圖會(huì)占據(jù)課堂的部分時(shí)間。AR技術(shù)可以虛擬展示輔助線及微觀粒子，讓學(xué)生可以直觀的看到磁感線的方向、力的方向、分子的運(yùn)動(dòng)路徑及方向等等，讓抽象知識(shí)內(nèi)容可視化、簡(jiǎn)單化，讓學(xué)生輕松的明白實(shí)驗(yàn)的原理是什么，教師無(wú)需過多的去進(jìn)行知識(shí)的描述與講解，節(jié)約課堂時(shí)間進(jìn)行更多的教學(xué)內(nèi)容。
如物理教學(xué)中，AR技術(shù)可以將光線、磁感線、力的方向等等表現(xiàn)出來。如在凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)中，對(duì)光線進(jìn)行模擬，讓學(xué)生清晰的知道光線是如何通過凸透鏡并成像的;在測(cè)量滑動(dòng)摩擦力實(shí)驗(yàn)中，對(duì)力的方向進(jìn)行標(biāo)注，便于學(xué)生理解摩擦力;在研究磁場(chǎng)的方向?qū)嶒?yàn)中，模擬磁感線方向，讓學(xué)生清晰的知道磁鐵的磁場(chǎng)分布情況。知識(shí)的清晰直觀，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更輕松，讓教師的教學(xué)更便捷。
AR教學(xué)如何融入課堂教學(xué)
AR技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用有著眾多的優(yōu)勢(shì)，但其是不是真的能夠融入到我們的課堂教學(xué)中去呢?以云幻科教AR教學(xué)資源為例，以國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)，制作課本上相對(duì)應(yīng)的課件資源，在知識(shí)點(diǎn)上貼合教學(xué)內(nèi)容，能夠真正的融合到課堂教學(xué)之中，作為一個(gè)環(huán)節(jié)無(wú)縫切入進(jìn)去，讓教師的課堂更豐富。如在上課之中教師要演示一個(gè)粉塵爆炸的實(shí)驗(yàn)，真實(shí)的去演示時(shí)，實(shí)驗(yàn)步驟比較繁瑣且實(shí)驗(yàn)比較危險(xiǎn)，此時(shí)教師就可以使用AR教學(xué)設(shè)備，既可以避免危險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)、節(jié)約課堂教學(xué)時(shí)間，又可以給學(xué)生進(jìn)行教學(xué)演示。
同時(shí)AR教學(xué)資源的實(shí)驗(yàn)器材不會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)，假如學(xué)生想要在課下重新學(xué)習(xí)，也可以直接打開AR教學(xué)軟件進(jìn)行操作，為學(xué)生提供了安全的學(xué)習(xí)空間及探索空間，讓學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行一個(gè)鞏固。同時(shí)如物理實(shí)驗(yàn)中有制作好的一些微課小視頻，學(xué)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(xué)習(xí)一下，提高學(xué)生自學(xué)能力，也可以減少學(xué)生沒有學(xué)會(huì)卻不好意思問老師的情況。
AR技術(shù)在應(yīng)用中的存疑
問題一：AR教學(xué)資源是否適用于所有地區(qū)?
全國(guó)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(biāo)準(zhǔn)，也就是“一綱多本”。云幻科教AR教學(xué)資源全部是以國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的，雖然軟件目錄目前是按照人教版排列的，但是內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)都是相通的，因此云幻科教AR教學(xué)軟件在全國(guó)所有地區(qū)均可以應(yīng)用。
如人教版教材初中物理第15章第3節(jié)串聯(lián)和并聯(lián)，對(duì)應(yīng)滬教版第13章第3節(jié)連接串聯(lián)電路和并聯(lián)電路;第16章第3節(jié)電阻及第4節(jié)變阻器，對(duì)應(yīng)滬教版第14章第1節(jié)電阻和變阻器。
問題二：手勢(shì)上課使用起來會(huì)不會(huì)比較麻煩?
云幻科教AR教學(xué)資源主要是通過手勢(shì)操作虛擬的實(shí)驗(yàn)器材的，基本手勢(shì)是手張開和握拳。教師最開始接觸的時(shí)候會(huì)因?yàn)槭謩?shì)操作的不熟練、不規(guī)范出現(xiàn)一些不便，后續(xù)在半個(gè)小時(shí)到一個(gè)小時(shí)即可達(dá)到熟練的狀態(tài)，輕松操作任何內(nèi)容。同時(shí)配置移動(dòng)手臂支架，教師可以在講臺(tái)的任何位置進(jìn)行教學(xué)演示。目前我們軟件也在支持鼠標(biāo)及觸屏的操作，為教師提供多種操作模式，為教師教學(xué)提供更加便捷的教學(xué)工具。
問題三：安裝是不是需要單獨(dú)空間?
云幻科教AR教學(xué)相關(guān)設(shè)備簡(jiǎn)單輕便，在常規(guī)多媒體教室、實(shí)驗(yàn)室均可安裝使用，無(wú)需對(duì)教學(xué)空間進(jìn)行調(diào)整，學(xué)校根據(jù)需求選擇安裝的教室。安裝在常規(guī)多媒體教室之中，教師可以直接在課堂上進(jìn)行演示講解;安裝在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，教師在學(xué)生動(dòng)手操作之前，可以給學(xué)生進(jìn)行教學(xué)演示，演示那些常規(guī)實(shí)驗(yàn)中不能操作的一些情況，如什么情況下電流表會(huì)燒掉等，讓學(xué)生記住這些知識(shí)點(diǎn)，自行操作時(shí)避免損壞實(shí)驗(yàn)器材。
AR教學(xué)在課堂中的應(yīng)用有較大的優(yōu)勢(shì)，優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品加上教師的講解會(huì)為課堂教學(xué)帶了顯著的效果，為課堂教學(xué)增添色彩。云幻科教與教育部教育裝備研究與發(fā)展中心共同成立3D教育研究中心，成立專業(yè)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，潛心鉆研課程教學(xué)內(nèi)容，致力于為教師與學(xué)生制作出最創(chuàng)新、最實(shí)用的教學(xué)工具，輔助教學(xué)更高效。
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