增强实践作为一种新式的手法在教育范畴进行跨界交融,学习者能够在真假交融的教育情境中,以最接近天然的办法进 行自主探求。依据增强实践的交互手法给讲堂供给了新的教育办法,常识会越来越具有交互性、流动性和情境性。该文 经过实证发现,大部分学生的学习情绪和增强实践教具的运用是呈正相关的。当然,增强实践在教育范畴的运用还处于 前期阶段,在教育范畴的运用既有展开时机,也还面临着一些应战。在未来的研讨中,增强实践学习环境应该深化研讨 怎么支撑学与教,以进步学生在讲堂教育中的学习作用,引领讲堂教育新路向,构成教育新常态的价值诉求。

  增强实践(Augmented Reality,简称AR)是广义上虚拟实践(Virtual Reality,简称VR)的扩展。增强实践答运用户 看到实在国际以及交融于实在国际之中的虚拟方针[1],振振有词增强实践是“增强”了实践中的体会,而不是代替实践。增强 实践能够用来模仿学习方针,让学习者在实践环境布景中看到虚拟生成的模型方针,并且模型能够快速生成、不相上下和旋 转,能够在最接近天然的交互办法下为学习者树立一个自主探求的空间,这关于笼统内容教育和进步学习者爱好是很有 启示含义的。

  Milgram, Takemura, Utsumi and Kishino[2]界说了实在环境和虚拟环境的衔接联络,如图1所示。从字面上了解,在真 实环境上叠加虚拟的方针,就好像把实践环境要展现的内容“增强”了,所以就叫“增强实践”,反之便是“增强虚拟”。

  在教育范畴里最早运用增强实践技能的事例是Billinghurst憎恶的Magic Book[3]。它依据书本内容憎恶成3D场景和动 画,并且运用一个特别的眼镜就能让儿童看到真假结合的场景,如图2所示。这幅图也生动地展现了图 1中的从彻底真 实环境到彻底虚拟场景的衔接联络。

  Kaufmann and Schmalstieg[4]经过增强实践显现体系将简略的几何体在实践场景中出现。几何体具有布尔运算的功 能,能够将几何体的改动以及在空间中相交、相切的联络直观展现出来。学生在这种真假交融的学习环境中更简略了解 杂乱的空间概念,也便利树立师生和生生之间的教育互动。

  D ü nser and Hornecker[5]将3D人物、络绎不绝及互动道具参加到寓言故事中来查询5-7岁的儿童怎么进行互动与合作学 习。运用附有标签的互动道具, 儿童在阅览故事的一同完结与故事内容相关的小使命。该研讨发现儿童以为增强实践环 境十分胡言乱语, 他们沉浸在其间并乐意尝试着完结使命。在此基础上,他们进一步规划了为7岁孩子供给的依据增强实践 的故事书[6],研讨儿童在实践国际中所具有的常识和技能是怎么影响他们在这种新环境下的交互行为的。作用标明这种 更挨近物理交互的办法能够带来更多样化的交互行为,如孩子们经过移动或回转符号能够导致增强实践场景中相应物体 的相似动作,这大大地激起了他们的爱好。

  Vienna理工大学研讨人员展现了AR技能在力学教育中的运用[7],如图3所示。它运用一个为电脑游戏所开发的物理引擎 来实时模仿力学范畴的物理粗豪,学生能够活跃俭省地在一个三维虚拟国际中创立自己的粗豪并加以研讨。在粗豪之 前、粗豪进程中和粗豪完毕后,该体系均供给了多样化的东西,用以剖析方针物体的受力、质量、运动途径等物理量。 但该体系需求较贵重的头盔、立体眼镜等设备。

  Mart í n-Gutié rrez, Lu í s Saorí n, Contero, Alcañiz, Pérez-López and Ortega[8]展现了一项协助工科学生进步空间才能 的增强实践运用。如图4所示,他们规划了一本能够出现3D模型的书本AR-Dehaes来协助学生完结虚拟化的使命,企图 在一个短期的补习课程内进步他们的空间技能。一个由24名大学重生参加的验证性粗豪证明了该练习在进步学生空间能 力上具有可测量的活跃作用。

  在日本3.11地震后,Chang, Wu and Hsu [9]规划了粗豪来研讨福岛榜首核电站工厂邻近的核辐射污染环境下学生的学习 行为。该粗豪经过移动设备上的增强实践技能模仿核辐射下的环境,以此增强学习者的临场感和即时性来支撑学生学 习。例如,假定校园离核电站有12公里远,且在前一天发生了氢气爆破,选取的九年级学生运用Android平板电脑来收

  习。例如,假定校园离核电站有12公里远,且在前一天发生了氢气爆破,选取的九年级学生运用Android平板电脑来收 集校园周边的模仿核辐射值。研讨发现学生经过AR活动的感知行为与核环境状况的改动存在显着性相关,这供给依据 标明AR环境或许影响学习者对实践国际突发事件的情感情绪。

  Lin等人的研讨发现,在学习弹性磕碰和动量常识方面,运用AR比运用传统的2D教育软件在学习作用方面有显着的提 高。这在很大程度上归功于AR软件在教育进程中对磕碰进程和规矩的详细和形象的展现[10]。

  教育范畴闻名安排The New Media Consortium(NMC) 近几年发布的地平线陈说中将增强实践技能列为未来几年最具 潜力的六个技能之一,如表1所示。从 “简略增强实践技能”到“增强实践技能”的字眼改动能够看出这门技能正在敏捷走向 老练运用。

  国内对增强实践技能在教育范畴的运用的重视日积月累。苏俊钦的“扩增实境(增强实践在台湾被称为扩增实境)运用 于中文注音符号学习之研讨”将增强实践运用于儿童学习注音符号。他们规划了一套中文注音符号学习教材,经过摄像 头辨认每个注音符号,在摄像头捕获画面上叠加出现对应的虚拟动物图画,并以动画的办法奉告儿童选取相应的符号以 得到正确反应。该研讨旨在探求儿童是否能够在教育游戏中运用媒体辅佐来料理有用的学习。作用标明这种与虚拟图画 的简略交互能够有用增强儿童的爱好,加深儿童对中文注音的形象[11]。

  蔡苏、宋倩和唐瑶[12]提出增强实践学习环境的架构,并依据此完结了一个增强实践概念演示书——未来之书。选取了 中学物理中的单摆、牛顿榜首定律、牛顿第二定律等粗豪进行真假结合的展现,如图5所示。学习者只需经过简略的设 备即能直观感触到平面书本中所描绘的粗豪场景,增强了学习者的爱好。未来之书参展2010年第十七届北京国际图书博 览会,料理好评。

  Cai and Song[13]构建了一个依据增强实践技能的一对多学习体系,教师能够经过网络视频交互体系将实时增强的视频 教育信息传输给学生。该体系降低了增强实践技能的杂乱性,支撑多种终端设备, 只需装置一般摄像头并连入网络即可 运转,为学习者的常识构建供给了有用支撑。

  Cai, Wang, Gao and Yu[14]规划了本地和网络在线两种办法进行仿真教育的渠道。在增强实践学习环境中,因为用户抛 弃了鼠标、键盘而运用天然交互办法,振振有词与实在的环境中操作实在物理用具的感触一同。进一步来说,这种真假交融 的环境使得因一些本钱、安全受限制,或许实践中底子无法完结的场景叠加到实在环境中,让学习者体会到了一种新 颖、胡言乱语而又不发生操作隔阂感的学习办法。

  Cai, Chiang and Wang[15]运用AR技能完结了一个凸透镜成像粗豪。研讨发现尽管运用AR与否对学生的影响不显着, 但参加粗豪的教师反映运用AR 对作用较低的学生影响更大。

  Cai, Wang and Chiang[16]规划了若干个初中化学物质结构的真假交融操作粗豪,学生能够选用天然交互办法对虚拟出 来的微观国际中的分子、原子进行操作、组合、创造。粗豪标明这种交互办法能极大地进步学生学习爱好和对物质微观 结构的了解。

  He, Ren, Zhu, Cai and Chen[17]规划了一个移动设备上的运用“快乐记单词”。经过手机或许平板上的摄像头扫描单词, 屏幕出现出相应的三维模型并宣布语音。作用标明这种办法能更好地进步儿童对学习英语单词拼写和朗诵的爱好,并能 进步学习作用。

  Wang, Ouyang, Zhang, Zu and Cai[18]规划并完结了地舆导航与文明导览一体化的服务体系,并经过实证研讨探求了移 动增强实践技能运用于校园导览的作用。

  Zhu, Cai, Ma and Liu[19]将手势辨认设备LeapMotion 与AR技能相结合规划开发了一系列依据手势的匹配游戏,企图提 高自闭症儿童的精密动作和认知才能。经过选用单一被试法中的AB粗豪规划(A标明基线期,B标明干预期),研讨者 在北京市的一所培智校园展开了准粗豪研讨。作用发现:依据手势的匹配游戏能在必定程度上招引自闭症儿童的留意 力,并能进步自闭症儿童的精密动作体现和空间感知才能。

  郭俊峰[20]台南市的赤崁楼奇迹规划了“赤崁楼随境游戏活动”。该事例运用AR和地舆定位技能将虚拟国际与真 实国际交融,能使参加者在游戏中进行直观的探求,从而进步参加者俭省探求的志愿与动机。

  Cai, Chiang, Sun, Lin and Lee[21]还将AR技能与微软Kinect体感交互技能相结合。研讨标明,依据AR 的体感教育软件 能够协助学生了解磁场和磁感线等笼统的概念,有助于学生更高效地学习物理规矩。一同,AR技能不只在进步学习成 绩上成效显着, 在改进学生的学习爱好方面亦有不错的作用。

  Li, Shen, Wang, Liu and Cai[22]施行了中学数学概率常识点中的经典抛硬币粗豪。硬币抛的次数越多,其正不和出现的 概率就越迫临各占50%。运用AR技能既能敏捷地记载大样本粗豪次数的核算作用,又能以实在“抛”硬币的办法料理玩游 戏的临场感。研讨作用标明,当运用AR东西运用于数学教育中时,学生的学习活跃性均有显着的进步。

  一些研讨者都声明新技能能创设出实在的科学学习环境,以便让学习者在其间进行探求性学习[23-25]。增强实践技能作 为当时研讨热门之一的虚拟实践技能的分支,的确能为学生创设出一个科学探求的环境[26][27]。那么AR对学生终究有 什么样的影响?AR是否以及怎么影响学生的深层次认知?学生对运用AR辅佐学习的情绪怎么?本研讨团队经过近几年 在增强实践技能教育运用范畴的实证研讨讨论了上述问题。

  北京师范大学教育技能学院蔡苏团队从2009年开端研讨增强实践教育运用。这儿介绍的5个典型事例均选择自该团队自 主研制的在不同学科范畴下依据增强实践学习环境的实证研讨,详细包含数学范畴的概率学习、物理范畴的凸透镜成像 粗豪、化学范畴的微观国际互动学习、言语学习及依据地舆定位的校园导览。期望经过国内典型事例的介绍与教育技能 研讨工作者一同讨论增强实践技能与教育的深度交融运用。

  该研讨的首要方针是探求在初中数学的概率章节中,增强实践对学生学习体会和学习作用的影响。

  该研讨选取南京市某中学59名初中一年级学生为粗豪方针。其间粗豪组31人,对照组28人。粗豪收回问卷59份,依据 作答完好性,终究料理粗豪组有用问卷25份,对照组有用问卷25份。

  粗豪东西为研讨者开发的依据AR的Android渠道上的运用程序——抛硬币。在游戏开端前,学生能够设定两个参数:间 隔时刻与辨认时刻。其间,间隔时刻是指摄像头两次辨认硬币之间的最短间隔时刻,辨认时刻为摄像头成功辨认一次硬 币的最短停留时刻。游戏发动后,移动设备的摄像头能够捕捉并辨认画面中硬币的正、不和状况,并在屏幕中显现相应 的3D模型以提示用户该硬币已被成功辨认。一旦辨认成功, 体系会为硬币的当时状况主动计数,一同更新已辨认的 正、不和次数和频率。如图6所示,体系左上角记载硬币的正、不和次数,右下角折线图可实时更新正面频率。将粗豪 方针分为2人一组,别离担任硬币的投掷和辨认,如图7所示。当学生退出游戏后,此次游戏的历史数据将被保存在数据 库中。

  粗豪经过对学生的前测和后测来点评研讨东西对学生概率章节学习作用的影响。前测部分包含10 道查验学生对概首要 验常识了解状况的填空题,其间,4道题是概率与生活经验方面的问题,4道题是概率理论方面的问题,2道题是以上两 者之间联络的问题。后测部分则包含5道查验学生学习作用的测验题,其间,1道题是概率与生活经验方面的问题,2道 题是概率理论方面的问题,2道题是以上两者之间联络的问题。除此之外,后测部分还包含5 道敞开性问题,用以获取 学生对AR学习东西的体会状况。

  研讨发现,在前测中,粗豪组方针在概率与生活经验问题的均匀得分低于对照组,但在后测中, 粗豪组方针在这一方面 标题的均匀得分却要优于对照组。一同,在联络生活经验与概率理论这一方面,粗豪组的体现也在某种程度上优于对照 组。

  尽管该研讨并没有验证量化数据的核算性显着状况,但从质性的敞开性标题中能够看出,当运用AR东西运用于数学教 学中时,学生的学习活跃性均有显着的进步。

  该事例旨在探求AR技能关于八年级学生物理学习作用以及深层次认知方面的影响。

  粗豪选取天津市某校园八年级两个班级的学生为粗豪方针。依据学生以往的物理作用进行匹配分组,粗豪组的24论理学生 (女生16人,男生8人)运用依据AR的凸透镜成像软件来进行凸透镜成像规矩的探求学习,对照组的26论理学生(女生 14人,男生12 人),沿袭传统教育办法。

  事例依照准粗豪规划的查询问卷来搜集凸透镜成像的学习作用和学生运用AR东西辅佐学习的情感情绪方面的相关数 据。研讨方针如下:(1)比较粗豪组和对照组的物理学习作用;(2)探求学生运用AR东西后的情感情绪。

  粗豪中经过运用三个不同的符号卡片来模仿蜡烛、凸透镜和荧光屏。当摄像机捕获到凸透镜符号卡片时,凸透镜的3D 模型与用于符号焦距和两倍焦距数据的平行数轴都将显现在屏幕上。将蜡烛符号卡片和屏幕符号卡片别离放置于凸透镜 符号卡片的两头,屏幕将依据蜡烛和凸透镜之间的间隔主动出现相关的图画,如图8所示。假如调理蜡烛和凸透镜之间 的间隔,屏幕上的图画将依据凸透镜成像规矩实时改动。假定物距为u,像距为v,焦距为f。依据凸透镜成像的公式

  在教师参加学生怎么运用AR东西后,粗豪组的学生凭借A R 东西来探求凸透镜成像的规矩。一同,对照组的学生经过 传统教育办法来学习相同的规矩。图9展现了学生进行凸透镜成像粗豪的进程。

  该研讨显现,在后测部分两组之间好像没有显着差异,但在粗豪组中运用AR对作用较低的学生影响更大。在情感情绪 方面,大部分学生对运用AR东西来学习物理课程持活跃情绪。别的,依据学习情绪问卷的作用,大部分学生以为AR工 具能够招引留意力并能激起其关于物理课程的学习动机。尽管没有满足的依据承认学生的概念了解是否能够得到进步, 但AR东西为学生供给了更丰厚的科学学习时机。此外,依据AR东西的粗豪不只能够增强学生对详细和可查询的物理规 律的了解,还能经过堆集实践经验来进步粗豪技能。

  该事例选取了深圳市某中学八年级的29论理学生为粗豪方针,其间男生16人,女生13人。

  在教育前采访了化学教师,她指出学生们关于课程的学习情绪并不活跃,他们没有彻底了解学习材料的相关常识,并且 以为这些常识是单调笼统的。她期望经过凭借AR东西温习所学内容后能进步学生的学习作用并能培育活跃的学习态 度。振振有词,粗豪不设置对照组。前测的作用将代表学生运用教科书后的学习作用,后测作用将代表学生运用依据AR探 究的学习东西后的学习作用。活动中运用的东西(包含软件,符号和活动表格)都没有供给测验中包含的切当常识点, 这意味着考试答案有必要是学生在探求学习进程中经过自己的查询和探求所料理的作用。此外,在这种状况下,研讨者认 为, 前测和后测分数之间的纵向差异将代表运用AR东西的学习作用。问卷首要查询学生关于AR学习东西的情感情绪。

  粗豪前,研讨者在教室里的每台核算机上都装置了AR软件。粗豪规划包含如表2所示的4个部分。

  该软件运用Java言语开发,运用了NyArToolkit,Java3D 以及JMF(Java Media Framework)软件包。经过捕获标签 的方位来出现不同的结构层次以及原子的各种组合。如图10 和下页图11展现了水和钻石两个实例的操作。

  如图 10-(a)所示,屏幕中放入了2个氢原子和1个氧原子。当渐渐将这两个氢原子向氧原子接近时,一个水分子便形 成了,如图 10-(b)所示。用户能够拿起水分子接近摄像头来查询它的结构,若将标签向上举高,即可看到屏幕出现一 滴水滴,如图 10-(c)和图 10-(d)所示。

  在第二个程序中,探求活动要求学生运用碳原子结构金刚石晶体。首要,运用碳原子和化学键树立金刚石的正四面体单 元,如图11(a)所示。此外, 研讨者将运用学生树立的正四面体单元组成一个完好的金刚石结构,如图11(b)所 示。学生能够从桌子上的另一个标签所出现的物体得到提示,他们树立的金刚石结构便是钻石的内部结构,这将化学和 日常社会生活联络到了一同。

  在学生完结探求活动后,研讨者期望学生:(1) 知道构成物质的三种微粒,解说水、石墨、金刚石和氯化钠的构成过 程,了解不同元素的原子结构, 并将物质微观组成与微观构成的知道一起同来;(2) 能够归纳笼统概念,并把握根本 化学研讨办法;(3) 养成尊重客观事实,仔细、谨慎的科学情绪,激起学习化学的爱好。

  在粗豪进程中,研讨者仔细查询并记载了学生的体现状况。前两组完结整个活动的小组成员都是男生。起先,有两个女 生没有参加到学习活动中,而是坐到一旁写作业,在教师的鼓舞下, 她们才参加到粗豪中来。在探求学习活动中,大多 数学生看起来很振奋和部分,并体现出了激烈的学习动机。相关于参照纸质的活动表格,大多数学生更倾向于亲身与软 件进行互动。粗豪后随机检查了5论理学生进行访谈沟通。在访谈中,研讨者请他们吊唁自己对学习东西的感触。首要, 学生标明AR东西能够较好地协助回忆原子的结构。在传统讲堂上,仅经过教师的简略参加,学生关于常识的了解度和 回忆耐久度较低。但依据AR的软件教育可调集学生活跃性,促使其留意力愈加会集。在直观地看到仿真模型并与其交 互后,对所学常识的形象也愈加深化。其次,与传统Flash 课件和其他3D建模软件墨守成规,AR东西能进步学生关于粗豪 探求的操作才能。墨守成规于键盘鼠标与核算机的操作,直接经过天然交互对程序性常识的识记作用更好。一同,学生也对 这个东西提出了一些主张,例如他们期望物质的模仿现象能愈加传神,能够参加一些卡通或许动画元素使软件更胡言乱语。 最终,当研讨者询问这5名受访学生是否想要在未来学习中运用AR东西时,他们一同答复“想”。

  该事例旨在研讨参加依据移动增强实践学习活动的学生的学习作用和教师的情感情绪。

  该事例选取了北京某幼儿园的两个班级的学生作为研讨方针,每班20人,年纪规模在4-6岁。别离将两个班设定为对照 组和粗豪组,对照组运用传统教育办法,即教师经过黑板和口头教育,学生重复识记;粗豪组在教师的参加下,并经过 助教的协助,运用课题组开发软件进行学习。参加粗豪的学生在粗豪前均未运用过移动设备进行学习,也均未学习过这 些单词。

  体系依据Java 1.7,Android SDK和Wikitude SDK 规划开发。运用的功用包含提取和辨认单词,显现相应的图片和发音 等。

  如图12所示为AR运用软件的用户界面。欢迎界面包含“开端取词”“关于作者”“退出程序”三个按钮。点击“开端取词”即可进 入“取词页面”;将手机摄像头对准单词卡片,即可显现对应的单词图片,点击图片会播映该单词的发音。学习者需求在 获取单词后,将其与出现的图片衔接,在点击单词后,听取发音并重复。如图13所示为粗豪组学生正在运用依据AR的 移动运用程序学习单词。

  为了探求依据移动增强实践学习活动关于学生学习是否有协助,研讨运用独立测验来搜集两组前测和后测的数据。粗豪 组的学生均匀分数从开端的23.125进步到了73.125,在此次教育粗豪中有显着进步。前测中对粗豪组和对照组进行数据 t查验的作用无显着性差异(p=0.930),而在后测中两组均出现了较为显着的显着性差异(p=0.0000.001)。振振有词AR 学习软件有助于非英语母语学习者学习英语单词。

  因为幼儿园的孩子姑且年幼,不能表达自己的情绪,为了更深化地了解这个粗豪,研讨采访了这两个班的英语教师。老 师的定见总结如下:“这种学习将触觉,听觉和视觉结合在一同,更简略激起孩子的热心。运用手机扫描单词,出现匹 配的图片和发音也契合儿童的认知规矩。可是手机或许会涣散儿童的留意力。这种类型的教育或许更适合1对1的情 况。此外,粗豪设置的词汇量关于这些年幼的孩子偏大,假如开端就创设一个全面丰厚的学习环境,作用将会更好”。

  该研讨依据移动增强实践和方位服务技能, 规划并完结了地舆导航与文明导览一体化的服务体系,并在北京某大学校园 模范运用。研讨选取了小样本粗豪方针对体系渠道进行试用和点评,旨在探求移动增强实践技能运用于校园导览的效 果。

  该粗豪中被试3 4 名,均为校外人员,年纪18-25岁不等。粗豪方针所具有的一同特征是对粗豪校园的生疏程度较高。

  粗豪者被分为两组,A组中的17名运用者在试用软件前,由训练人员介绍软件开发的布景和各项功用,承认粗豪方针能 够独立运用该软件,并在运用后填写问卷。B组的17名运用者在软件试用之前并没有承受训练人员对软件开发布景和各 项功用的解说,由运用者自行装置软件试用并在试用完毕后填写问卷。两组运用者试用体系渠道2-3 个小时。运用进程 中用户能够依据摄像头中捕获到的实在场景去寻觅校园相关地标性修建,如右图14。在抵达地标性修建后,摄像头经过 捕获图画主动辨认出地标信息,并作为学习内容出现给用户,如右图15所示。

  问卷分为根本状况、用户体会和主观题三个部分。根本状况部分搜集的是用户性别等根本信息; 用户体会部分首要搜集 的是用户对该软件各项方针实践体现的认同感状况;主观题部分搜集的是用户以为该软件有哪些长处和缺陷以及对该软 件的全体评分。问卷的用户体会部分共设8道题,别离从可获取性、宣扬作用、可用性、漂亮性、环保性、可交互性、 可推广性以及功用性八个方面临软件进行点评。关于每一项方针,用户给出的满意度越高大摇大摆软件越遭到用户的认可, 反之亦然。

  该粗豪共收回有用问卷34份,问卷的有用收回率为100%。粗豪作用标明,两组对软件在各项方针上的出现都体现出比 较大的满意度。两组被试在软件的可用性、漂亮性和功用性上的点评一同性较高,在可获取性、可推广性、可交互性以 及宣扬作用上的体现有必定的差异。

  关于主观题,经过对一切被试作答进行汇总, 发现以为该软件的长处会集体现在以下3个方面:

  (1)便利漂亮。绝大多数被试都说到运用手机能够随时随地获取信息,并且定位技能与增强实践技能的结合使得查找 进程和出现办法变得愈加天然, 不只省去了手动输入的进程,并且所见即所得;

  (2)绿色环保。绝大多数被试都说到现在运用纸质地图时的资源糟蹋问题,并以为该软件是代替纸质前言的比较好的 手法之一;

  (3)交互胡言乱语。绝大多数被试都说到运用手机摄像头与实在物理环境进行交互的办法十分新颖胡言乱语,之前并没有触摸 过,信息的快速即时出现的特色也让校园文明顺手可及。

  运用者对软件也提出了许多建设性定见,有些定见限于现在硬件技能才能还不能解决,比方校园无线网速导致加载信息 过慢,手机GPS定位所需时刻过长、有时定位不精确等等。还有一些问题的提出或许是用户在并不知道软件完结原理上 主观臆断的作用,比方有用户提出运用3D图画辨认会消耗许多流量等。因为该软件的服务器端设在校内,振振有词在校学 生获取服务器资源不会发生付费流量。

  在最终对软件的评分环节里,A组对软件的均匀评分为4分,B组为4.2分,两组之间并没有存在很大差异,大摇大摆被试对 软件的全体试用作用仍是比较满意的。

  以上介绍的5个增强实践教育运用的事例,从学科上看,触及基础教育范畴的数学、物理、化学、英语各个不同的学 科;从学习的办法上看,既有讲堂学习,也有课外非正式学习。这大摇大摆AR技能在教育中运用的规模广泛,潜力巨大。 从AR学习环境规划的视点,咱们能够把增强实践教育办法大致分为三类:依据人物扮演的办法、依据方位的办法以及 依据使命规划的办法[31]。其间前两种办法偏重于教育活动的规划,着重学习者的行为,并通常以游戏式学习的办法表 现,这在国外重视实践、重视活动的教育办法中运用得较多。第三种依据使命的办法首要偏重在教育方针的出现、展现 以及人机交互,并以简略的教育活动规划贯穿在整个教育进程中,这种办法在国内现阶段应是干流。不过这三类教育方 式并不是排他性的,尤其是在国内现在STEM教育、创客教育的布景下,这三种教育办法在某些场合能够归纳运用。因 此经过适宜的教育活动的规划,将三种教育办法穿插交融,增强实践学习环境这种新式的学习环境就或许发生与预期学 习方针一同的情境支撑,从而影响教师教育的办法以及学生学习的作用。

  相关于运用Oculus、HTC Vive等纯虚拟实践环境来说,增强实践环境不需求佩带沉重的头盔, 不需求放置捕获用户空 间方位的专用定位器和特定的活动规模空间。它仅需求一台电脑合作一个一般摄像头,或许仅需求平板或手机(自身自 带摄像头),即可做到实在环境和虚拟方针的交融互动。振振有词这种对硬件条件要求不高的学习环境更简略在校园落地, 并具有更多的受众用户。更重要的是,增强实践环境将虚拟的学习内容与实践环境发生了有含义的相关。以笔者施行的 中学数学概率常识点中经典的抛硬币粗豪为例,有人或许会说这个粗豪用一个Flash动画模仿就能够了, 可是Flash的画 面全部都是核算机生成的虚拟画面,和学生所在的实践环境没有任何相关。别的学生或许会质疑,核算机随机生成的正 不和作用会不会是预先设定好的程序?并且经过Flash的点击按钮来模仿抛硬币,学生也没有实在实践环境中抛硬币的 感觉。但假如运用AR技能来做这个粗豪,就能够既充分运用电子设备快速的记载核算作用,又能让学生在实在环境中 体会到抛硬币游戏中“抛”的实在感觉。所以从这个视点来说, 增强实践带来的是一个交互体会上的革新。

  墨守成规其他更老练的技能在教育中的研讨,AR 在教育中运用的研讨还处于简略出现、交互不深化的初级阶段,仅有少量 事例的交互手法比较深化。一些AR实证研讨主题的研讨规划也还相对比较简略,研讨周期较短。定量研讨的样本数较 小, 定性研讨则首要依赖于学习者自我陈说的可用性、偏好和功率来点评学习作用。此外,所选用的办法首要是依据设 计的研讨、事例研讨,以及少量的准粗豪研讨。不过从以上咱们自主研制的事例能够看出,绝大部分学生关于增强实践 的教育东西或环境体现出正面的情绪,这也契合Nunez, Quiros, Nunez, Carda and Camahort[32]的研讨作用。要供给更 多AR 具有教育价值的依据,就要操控和归纳点评研讨, 包含很多样本的搜集剖析和有用的仪器。未来AR 教育运用研 究应当承认有用的课外活动和技能特色,并协同生成一组教育形式和AR环境的规划准则,这样就可为新式的真假交融 学习环境中所触及的问题供给参加。

  作者简介:蔡苏:北京师范大学博士,“移动学习”教育部—中国移动联合粗豪室,硕士生导师,研讨方向为STEM教 育、虚拟实践教育运用;张晗:北京师范大学,在读硕士,研讨方向为STEM教育、虚拟实践教育运用;薛晓茹:北京 师范大学,在读硕士,研讨方向为STEM教育、虚拟实践教育运用;王涛:北京师范大学,在读硕士,研讨方向为 STEM教育、虚拟实践教育运用;王沛文:北京师范大学,在读硕士,研讨方向为STEM教育、虚拟实践教育运用;张 泽:高等教育出书社,主任,研讨方向为数字出书。

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