增強現實技術在職業教育中的應用

翟慧

摘 要：增強現實技術，是在虛擬現實技術基礎上發展起來的一項新技術，可以把計算機虛擬物體合成到用戶看見的真實世界中，實現了虛擬物體與現實環境相結合。文章在闡述增強現實基本概念的基礎上介紹了該技術在職業教育中的應用和發展前景，通過真實教學案例，印證了增強現實技術對于職業教育的重要意義，為促進該技術的推廣提供了理論依據。

關鍵詞：增強現實 職業教育 專業教學 理實一體

近年來，增強現實技術成為了全新信息化技術的研究熱點，憑借著虛實結合，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技術在醫療、軍事、工業制造、娛樂、購物等領域有了越來越多的應用，但 AR技術在教育領域的應用一直沒有得到廣泛發展，隨著智能終端設備的不斷發展普及，AR技術必將給傳統教育，特別是職業教育帶來全新的變革，AR技術必將會在職業教育課堂中逐漸普及，取代原有的電腦仿真。

國內外對 AR技術在教育中的應用做了較多的探索和研究，也相繼出現了一些具有 AR技術的教學產品。如國內某些幼教 APP，就是應用 AR識別卡技術，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中呈現出真實圖像，小動物的特點、生活習慣、英文名稱甚至叫聲也會出現。這種簡單可行的學習模式，對于兒童來說很容易產生學習過程的互動，也讓學生更容易理解學習內容。歸納 AR在教育學習領域有如下優點：

（1）將

AR 作為教學工具，可以使學者在虛擬與現實的學習環境中流暢地進行互動。

（2）將

AR作為教學手段，會產生一種新的教學和學習策略，在這種模式下，即使學生沒有任何軟件學習經驗，也可以進行學習互動。

（3）

學習者可以真實地沉浸在學習內容之中，改變了原來僅僅面對圖片動畫的簡單仿真學習模式。

目前，中國的 AR技術主要集中在軍事、醫療等高端方向，市場推出的 AR學習軟件，也僅僅是應用了一些簡單的識別技術，并沒有真正將 AR技術應用于教育。但是，隨著職業教育的不斷壯大和做學一體教學模式的推廣，學生在學習技術的過程中，利用 AR技術對無法在現實中實際操作或者有一定危險和技術難度的設備進行虛擬操作，這將徹底改變現有模式下的中職教育模式。

一、增強現實技術的內涵

增強現實（Augmented Reality，簡稱 AR），AR系統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。增強現實技術昀早于 1990年提出，是把原本在現實世界的一定時間空間范圍內很難體驗到的實體信息（視覺信息、聲音、味道、觸覺等），通過電腦等科學技術，模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息應用到真實世界，被人類感官所感知，從而達到超越現實的感官體驗。它不僅展現了真實世界的信息 ，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、增強現實技術在職業教育中的現狀

中職學生對新鮮事物充滿好奇，愿意用手機和網絡獲取知識，對一些抽象的理論知識難以產生形象思維。隨著信息化技術的不斷進步，多媒體技術、計算機仿真等技術目前已經在各個學科的學習中日益普及，這種傳統的多媒體教學模式改變了黑板粉筆簡單抽象的教學手段，在應用之初，以其新穎生動的教學效果極大地豐富了課堂教學，激發了學生的學習興趣。

但其缺點也顯而易見：1.缺乏互動性，學生難以真實地

沉浸在設備提供的虛擬場景之中。2.計算機掌握的熟練程度，直接決定了昀終學習效果。 3.傳統仿真技術開發周期長，對計算機等硬件設備要求較高，開發和應用成本偏高。

三、增強現實技術在職業教育中運用的嘗試

結合 AR 技術在教育中的成功經驗，以及目前 AR技術的發展情況。在目前的個別中職學校中，已經開始嘗試使用 AR技術作為課堂輔助用具。

1.AR在職業教育中的應用案例

在一個以工業機器人基礎應用為學習內容的課程中，AR技術在課堂上發揮了重要作用。一部分學生在等候實際操作之前，預先對手機中 AR技術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后，再對機器人進行操作。這種學習互動模式，大大提高了學生的學習興趣，同時，將復雜的工業機器人設備，用展示效果逼真的虛擬設備，讓學生預先操作，避免了設備故障和損壞的同時，給學生提供了反復練習 /熟練操作的可能性，真正實現“熟能生巧”這一要求。

2.AR在職業教育中的應用優勢

可以預見，應用全新的增強現實教學模式將會對教學方式方法產生全新變革。其在教育教學中的優勢歸納如下：

（1）形式新穎、符合學生預期，能夠能更好地吸引學生參與到學習過程之中。全新的場景體驗，使學生面前出現的不再是動態圖片，而是身臨其中的一個現實場景，進一步激發學生的學習動機。

（2）學習過程中互動性強。改變傳統模式，利用學生獨立操作設備與 AR圖像互動——發現問題——與老師探討解決問題..——完成學習，這樣全新的學習過程，使學生能夠獨立完成互動學習，老師不再是課堂主角。

（3）創設教學情境。試想學生利用頭戴設備，真實地進入危險品容器之中，模擬工作?；蚴抢?AR技術，把價值千萬元的設備在虛擬環境中進行拆裝。這都將完全改變學習的模式，使技術學習更加直觀高效。

（4）提升教材可讀性。將來，書上不再是傳統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合的效果圖像，仿佛真實的設備從書中跳了出來，傳統的圖書內容將被這樣全新的模式所取代。

四、結論與展望

增強現實作為一種全新的信息化教學手段，在教育教學領域已經開始逐漸被更多的人所認可，但真正達到課程應用程度的 AR課程還相對較少，技術和教學模式中還有很多問題需要逐步研究和探索。在職業教育日益發展壯大的時代背景下，信息化教學技術也日新月異地在發展，適合中職學生、對中職課程有實際幫助、具有廣泛推廣價值的 AR技術，必將在不久的將來被中職教育廣泛應用。

參考文獻：

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