《啟迪觀察》| 美國：教育中的增強現(xiàn)實 通向未來的道路——AR將很快成為教育系統(tǒng)的驅(qū)動力打印
發(fā)布時間：2021-07-12來源：啟迪觀察
通過完美地融合虛擬與現(xiàn)實，增強現(xiàn)實技術(shù)可以成為眾多問題的絕佳解決方案。這項技術(shù)可以運用到任何領(lǐng)域，教育領(lǐng)域也不例外。
技術(shù)的迅速變化已經(jīng)改變了世界各地對于教學(xué)方法的評估?，F(xiàn)在，我們需要尋求學(xué)習(xí)的新方式。這對于研究人員和教師都是一個挑戰(zhàn)。他們在兼容并包的同時還需要保持思想獨立。
回到現(xiàn)實生活中來，個人電腦已經(jīng)改變了人類與世界交流的方式。是的，你猜的沒錯，我說的正是增強現(xiàn)實技術(shù)。通過完美地融合虛擬與現(xiàn)實，增強現(xiàn)實技術(shù)可以成為眾多問題的絕佳解決方案。這項技術(shù)可以運用到任何領(lǐng)域，教育領(lǐng)域也不例外。
增強現(xiàn)實技術(shù)是什么？
增強現(xiàn)實是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的變種，它可以理解為使用多重感官技術(shù)在真實世界中創(chuàng)造感官刺激。換種說法就是增強現(xiàn)實技術(shù)涉及的是基于人類感官的虛擬信息，增強了人與環(huán)境的關(guān)聯(lián)。以下是它的三大特征：
在真實環(huán)境中展現(xiàn)虛擬要素
與現(xiàn)實環(huán)境互動
根據(jù)當(dāng)前現(xiàn)實和感官主導(dǎo)來放置虛擬物品
虛擬現(xiàn)實技術(shù)所做的就是創(chuàng)造出視覺假象來完善視覺。通過該項技術(shù)，我們可以將與地點相關(guān)的信息以及與實踐相關(guān)的信息，比如通知、日程和更新等信息整合進來。在教育領(lǐng)域很容易就能實現(xiàn)這些特性。
增強現(xiàn)實的發(fā)展現(xiàn)狀
增強現(xiàn)實是一項快速發(fā)展的技術(shù)。包括谷歌和蘋果在內(nèi)的科技巨頭都為了優(yōu)化應(yīng)用程序開發(fā)框架而深耕增強現(xiàn)實技術(shù)。隨著蘋果推出ARKit，谷歌推出ARcore，開發(fā)者現(xiàn)在能夠使用一些高效的技術(shù)框架來開發(fā)增強現(xiàn)實應(yīng)用程序。很明顯，當(dāng)前的AR技術(shù)增長很快，AR在游戲、市場、電影、旅行和教育領(lǐng)域的應(yīng)用所向披靡。這項技術(shù)給現(xiàn)存業(yè)務(wù)和新業(yè)務(wù)帶來了巨大的商機。增強現(xiàn)實技術(shù)在市場上的崛起不無原因。今天我想談?wù)勊诮逃I(lǐng)域的優(yōu)勢。
我們可以將虛擬與現(xiàn)實結(jié)合在一起，這本身就代表了非常有趣的前景。此外，科技的進步，學(xué)習(xí)方法的改善和新教學(xué)方法的引入已經(jīng)大大提升了學(xué)習(xí)體驗。AR技術(shù)為學(xué)生提供這些技巧來讓他們在專業(yè)和個人成長上受益。
許多教育機構(gòu)采取了更加積極主動的策略，學(xué)生為了解決問題需要自己尋找信息。在教育環(huán)境中，合作是最為關(guān)鍵的部分之一，但是傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式鮮有涉及。
將AR教科書策略與基于查詢的學(xué)習(xí)系統(tǒng)整合會給我們帶來主動交互體驗。最終，學(xué)習(xí)的課題可以跟學(xué)生的生活聯(lián)系在一起。感到困惑？不要著急。我將告訴你們增強現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域所具備的關(guān)鍵優(yōu)勢。
增強現(xiàn)實教室
教師正在尋求在教學(xué)實踐中利用AR技術(shù)，主要是為了讓他們的教材具備AR的特性，這會激發(fā)學(xué)生興趣，讓他們有學(xué)習(xí)的動力。教材可以通過AR技術(shù)添加額外的信息，比如人物生平，不同物品的真實形態(tài)，歷史事件的地理位置，數(shù)學(xué)概念的可視模型，都能讓學(xué)生對于所學(xué)科目有更深刻的理解。Wnuk和Oleksy使用AR技術(shù)還原了波蘭華沙的歷史場景。學(xué)生們甚至可以在手機上游覽波蘭的街道，甚至可以散會步。
通過完成家庭作業(yè)可以對于家庭作業(yè)有更深的理解，學(xué)生可以查看作業(yè)的頁面，然后通過AR技術(shù)獲得教師的書面、語音和視頻指導(dǎo)。
在查看學(xué)生和教師的照片后，學(xué)生會可以得到更多相關(guān)的信息。這可以在聚會中幫助建立良好的關(guān)系。使用AR技術(shù)掃描書本封面可以得到簡短的書評，然后再決定需不需要購買。Wikitude和layar AR瀏覽器在掃描書籍和雜志封面上二維碼之后可以提供簡短的書評。
當(dāng)你在教授歷史課題時，該怎么利用AR技術(shù)呢？歷史資產(chǎn)以昂貴著稱（常常由于用料或者包含的細節(jié)）然而，在使用了dragon activelens和inspyro’s sigurd應(yīng)用之后，你可以將維京的古董展現(xiàn)在每個學(xué)生面前，這樣能不花任何錢而讓你的教學(xué)更加精確。
在教學(xué)中使用AR技術(shù)的11大理由
我大多數(shù)演講聚焦的都是AR，這也是為什么我非常高興能夠聊一聊AR技術(shù)在教育領(lǐng)域所具備的優(yōu)勢。
1. 讓萬物皆有可能
你們有誰不希望能把恐龍帶到教室里呢？沒有人不希望是吧？忘掉恐龍，試想下你正在上科學(xué)課，學(xué)習(xí)行星相關(guān)的知識，然后通過AR技術(shù)你就有機會看看行星，就跟真正的行星一樣。聽上去非常有意思是嗎？你是不是覺得我在繞圈子？不，這一切都是可能的。
增強現(xiàn)實技術(shù)可以在教室中創(chuàng)造出令人驚奇的景象。而且特別是在這項技術(shù)還未完全成熟，還未完全融入我們的日常生活中。已經(jīng)有很多例子證明AR技術(shù)非常重要。
2. 視角控制
當(dāng)關(guān)注AR應(yīng)用的時候，總有一個問題出現(xiàn)在我的腦海中，就是這種看待事物真實的視角真的會對學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)生影響嗎？我的意思是在課堂上使用增強現(xiàn)實技術(shù)的真的有優(yōu)勢嗎？答案是非常肯定的，學(xué)生們看到的遠不止于觸摸屏上的可以旋轉(zhuǎn)、控制和放大的模型那么簡單。
開發(fā)完善的增強現(xiàn)實技術(shù)讓學(xué)生看到的模型更加自然。他們可以四處移動模型并且近距離觀察然后對于這一事物有個快速的了解。查看像AR圖形這種內(nèi)容時，這是最佳選擇。學(xué)生可以輕松地分析他們研究的東西，不僅更精確，自由度還更高。同時，他們對于學(xué)習(xí)新事物的興趣會不斷增加，更加享受學(xué)習(xí)而不會感到無聊。
3. 互動式教育課程
AR可以極大地提升交互學(xué)習(xí)體驗。只有當(dāng)開發(fā)者開發(fā)軟件時充分考慮到這些事情時， 這一愿景才可以實現(xiàn)。這不是僅僅在屏幕上制造動畫那么簡單。無數(shù)增強現(xiàn)實設(shè)計師都在談及將內(nèi)容轉(zhuǎn)換到AR，這的確也是可行的，是的，通過AR技術(shù)學(xué)生可以將學(xué)習(xí)融入生活。AR技術(shù)讓他們能夠與虛擬內(nèi)容自由地交互。而圖片、文本甚至視頻內(nèi)容都無法實現(xiàn)這種自主性。從可視人體到令人驚嘆的人體解剖圖集就是一個生動的例子。這也是在傳統(tǒng)媒體幫助下早期解剖學(xué)教學(xué)方法的精準(zhǔn)發(fā)展。
4. 提升參與感
參與度更高的學(xué)生內(nèi)在地會更加有活力也會更有動力。最后，學(xué)生會對所學(xué)主題有更廣泛的理解。AR技術(shù)會迅速成為學(xué)生每天生活的一部分。因此，在學(xué)習(xí)場景中相互協(xié)作意味著學(xué)生被所學(xué)內(nèi)容所吸引，學(xué)生適當(dāng)?shù)亟佑|一些增強現(xiàn)實技術(shù)的內(nèi)容對他們而言是非常合適的，當(dāng)然也要看他們使用的方法以及與數(shù)字內(nèi)容交互的方式。我已經(jīng)在周圍很多小孩身上看到了這些好處。
在練習(xí)中使用AR技術(shù)可以幫助教師通過3D演示的方式來吸引學(xué)生參與。參與其中可以讓學(xué)生在整個AR課程中找到思路，并且激勵他們繼續(xù)深入學(xué)習(xí)。
可能會用到AR技術(shù)的教育應(yīng)用場景包括前導(dǎo)預(yù)告、主題支撐、提供額外參考信息或者課堂的主要教學(xué)內(nèi)容演示等。加拿大科技組織CASE通過添加AR面板的方式將學(xué)校內(nèi)的一堵墻改造成大型的滑板游戲。通過這種方式，小孩能夠?qū)椥郧虬l(fā)射到墻壁上，來摧毀投射在墻面上的漂浮圖形。
5. 優(yōu)化環(huán)境
Aurasma在學(xué)校投入使用5年后，我寫了一份翔實的回顧報告。學(xué)生使用AR 技術(shù)制作用于課堂內(nèi)容展示，讓教育過程本身具備了交互媒體的能力。這也成為了AR技術(shù)在教育領(lǐng)域最具突破性的成功案例。除了Aurasma以外，Zappar和Blippar甚至是AR涂色應(yīng)用Quiver都能實現(xiàn)類似的功能。
6. 感官刺激
體驗完善的AR技術(shù)絕對與靜態(tài)的3D模型展示完全不同。它會通過聲音和觸摸控制來與學(xué)生互動。最終，能夠打造出提升學(xué)習(xí)內(nèi)容的多感官體驗。
Zookazam就是非常形象的例子。盡管生物看上去都差不多，但是可以發(fā)出相對應(yīng)的聲音，還有各種層次的描述，還可以使用屏幕觸控來協(xié)調(diào)組合屏幕上的信息。
7. X光效應(yīng)
X光效應(yīng)是簡單但是極其有力的增強現(xiàn)實的概念，可以讓你看清事物內(nèi)部。我一般會選擇VirtualiTee和Curiscope作為例子來解釋這一概念。因為當(dāng)你輕而易舉地就看到人體內(nèi)部時就像是戴上了X光眼鏡。X光效應(yīng)并不局限于解剖學(xué)。Inspyro的舊版app可以讓你看到維京長屋內(nèi)部，甚至可以看到更多細節(jié)，我甚至還見過非比尋常的試用版軟件，可以直觀地看到食物的蛋白質(zhì)，脂肪和糖分組成。
8. 教育的預(yù)算因素
在學(xué)校里，資源常常有后勤和財務(wù)方面的問題，AR技術(shù)可以在這方面起到作用。我們拿3D圖形作為例子，如果為整個班級購買一套3D圖形用于數(shù)學(xué)課程可能會非常昂貴，但是使用軟件Arloon's Geometry就可以為一個班級提供一套增強現(xiàn)實版的圖形了。我說的并不是要替換掉所有的實物資源，增強現(xiàn)實技術(shù)只要花費一點錢就可以使用虛擬物品進行補充，所以AR技術(shù)在未來幾年時間內(nèi)將會被大量的教育機構(gòu)所采用。
9. 解釋抽象和困惑的概念
AR可以解釋那些3D模型無法在課堂上解釋清楚的概念。與艱深的理論內(nèi)容相反，生動的視覺模型可以讓學(xué)生更深刻地理解課題。這對于視覺學(xué)習(xí)者非常有效，并且還能為其他人提供多種方法，將假設(shè)的材料和真實的概念相結(jié)合。
葡萄牙萊利亞理工學(xué)院將教學(xué)過程與AR創(chuàng)新相結(jié)合，為學(xué)生提供文本和口頭的數(shù)學(xué)講解。接觸到這一AR技術(shù)應(yīng)用的人都認為這一教學(xué)過程非常簡單，符合直覺而且令人著迷。
10. 查找和學(xué)習(xí)
博物館參觀者可以通過手機來獲取到AR服務(wù)，可以查看與該物品相關(guān)的不同內(nèi)容，尋找相關(guān)的歷史事件。AR技術(shù)可以為訪客提供他們眼前展品的額外信息，甚至還能允許游客自娛自樂或者穿行古代。
相反地，博物館一般無法把所有收藏都向游客展示，可能是由于場地限制、藏品出借，或者僅僅是因為展品過于貴重。對于博物館而言，這是千載難逢的機會使用AR技術(shù)提供前所未有的展覽體驗。增強現(xiàn)實技術(shù)可以讓游客將他們的手機作為口袋設(shè)備，他們周圍的區(qū)域可以通過該設(shè)備為其提供海量附加信息。
11. 對象建模
教育中往往會有一些動手部分的內(nèi)容，比如在一些競賽或者實際測驗中需要實際動手操作，這樣的學(xué)習(xí)內(nèi)容會讓學(xué)生更好地學(xué)習(xí)課題。教育類的軟件可以幫助醫(yī)學(xué)生更高效地學(xué)習(xí)人體結(jié)構(gòu)。在課堂中使用AR技術(shù)可以讓學(xué)生分別探索身體的各個部位，然后尋找它們的特征。
AR技術(shù)可以讓學(xué)生與3D顯示互動。他們可以隨心所欲地操作、調(diào)整，自定義設(shè)定透明度、樣式、漸進色彩甚至是部件。最后，使用特殊的設(shè)備，比如使用的是全息眼鏡而不是手機的話，學(xué)生們可以找到類似的AR建模。
教育性AR學(xué)生應(yīng)用
Elements 4D：Elements 4D由DAQRI工作室開發(fā)。這個應(yīng)用可以讓學(xué)生自由地組合各種化學(xué)物質(zhì)然后查看他們在現(xiàn)實中會發(fā)生的反應(yīng)，然后自由探索化學(xué)的世界。此外，DAQRI的網(wǎng)站還提供一些已驗證過的應(yīng)用軟件的課程計劃，不僅適用于高中同樣也適用于中小學(xué)。Elements 4D在IOS平臺和安卓平臺都能獲取。
Anatomy 4D：該應(yīng)用最符合醫(yī)學(xué)生的需求。它通過掃描應(yīng)用來顯示人體的3D模型，并且可以與其進行交互。用戶可以更改人體的任何部位、器官運作的方式以及不同部位的工作方式。這一應(yīng)用可以在IOS平臺獲取。
Corinth Micro Anatomy：另外一款解剖軟件是Corinth Micro Anatomy，可以幫助醫(yī)學(xué)生創(chuàng)建交互式的人體模型。不僅可以一一展示器官，還能與其他系統(tǒng)相配合，更好地闡釋器官運轉(zhuǎn)的方式。這一應(yīng)用可以在Windows手機平臺獲取。
Human Heart 3D：另外一個AR生命系統(tǒng)應(yīng)用，配備的內(nèi)容庫更少，但是內(nèi)容卻更為深入。學(xué)生可以非常徹底地探索人體心臟，使用動畫制作完成心臟3D模型，利用附帶心臟功能和解剖學(xué)說明的內(nèi)容提示，可以更好地觀察心臟如何運作。你可以在安卓平臺上獲取這一應(yīng)用。
AugThat：AugThat由教育家開發(fā)，可以讓AR技術(shù)用于課堂練習(xí)，推進教學(xué)進程。這一應(yīng)用主要面向?qū)W生，僅是一種教輔工具。此外，AugThat擁有配置360度虛擬照片和3D體驗的多樣化練習(xí)。任何階段的所有學(xué)生都可以使用這一軟件，軟件與安卓和IOS平臺兼容。
AR技術(shù)目前的挑戰(zhàn)
技術(shù)上
增強現(xiàn)實技術(shù)在科教領(lǐng)域的使用很廣泛。但是，對于任何復(fù)雜的系統(tǒng)，都需要幾個組件來創(chuàng)建合適的功能系統(tǒng)。增強現(xiàn)實軟件的開發(fā)過程也不例外。如果要我說AR技術(shù)最大的幾個障礙的話應(yīng)該是大眾認知度、硬件、教育和內(nèi)容。
社會上
最關(guān)鍵的社會挑戰(zhàn)是駕駛者在駕車途中頻繁使用手機導(dǎo)致嚴(yán)重的分心，每年都因此有多起事故。AR技術(shù)目前尚處初級階段，然而一些主要的企業(yè)開始認識到AR技術(shù)在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中的重要性。當(dāng)然，和所有的新興事物一樣，在包括教育在內(nèi)的不同產(chǎn)業(yè)部門中，大眾對AR的認知程度和接受程度，對AR應(yīng)用今后的發(fā)展軌跡無疑有很大影響。
拓展
如果想要高效地將增強現(xiàn)實整合到教育中去，需要促使學(xué)生去發(fā)現(xiàn)。教育者需要將AR技術(shù)視為拓展學(xué)生視野的方法。只有將教育帶到現(xiàn)實生活中，教師和學(xué)生才能充滿興致地參與到所學(xué)的課題中去。
來源：www.mobileappdaily.com 2020年7月
編譯：《啟迪觀察》
作者簡介：Tanya是內(nèi)容營銷商，在物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、互聯(lián)網(wǎng)和移動開發(fā)領(lǐng)域有超過五年的從業(yè)經(jīng)歷。這些年來，她密切關(guān)注應(yīng)用程序開發(fā)，她目前主要撰寫的文章都關(guān)于現(xiàn)有以及未來移動應(yīng)用程序技術(shù)。
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