AR技术在初中信息技术教学创新中的应用研究
陈雨婷
【摘要】? ? AR（Augmented Reality），即增强现实技术，它是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术。近年来，随着人们生活水平的提高，AR技术越来越受到关注，把AR技术广泛应用到课堂教学中，将是未来教育发展的必然方向。初中信息技术课程作为一门提升学生信息素养的课程，有必要将AR技术加入教学内容之中，进行教学创新。
【关键词】? ? AR? ? 增强现实? ? 信息技术? ? 教学创新
一、理论综述
AR（Augmented Reality），即增强现实技术，它是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，广泛运用了多媒体、三维建模、实时跟踪及注册、智能交互、传感等多种技术手段，将计算机生成的文字、图像、三维模型、音乐、视频等虚拟信息模拟仿真后，应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而实现对真实世界的“增强” [1]。
近年来，随着人们生活水平的提高，AR技术逐渐走进人们的学习、生产、生活中，越来越受到人们的关注，我国也开始重视AR技术的研究和应用。将AR技术应用于教学，其优势就是将不易观察的事物或现象通过虚拟模型在真实环境体现出来，使一些抽象的内容形象化，无法体验的内容变得可视化，复杂的过程变得简单化，解决了传统教学中，文字、图片读物枯燥、难理解、无互动的问题，通过创设虚实结合的现实情境，增强学生学习过程的互动性，学习内容的趣味性与学习对象的真实存在感 [2]。
在初中阶段已有一些实践，如“妙懂初中地理”，它是一款AR教育软件，它将所有初中地理知识难点逐个转化成浅显易懂、生动有趣的AR或3D等多媒体内容，可以给学生以视觉冲击，极大的增加了课堂教学的互动性，可以有效激发学生的学习兴趣，充分调动学生的积极主动性，进而提高课堂教学效果和效率[3]。
把AR技术广泛应用到课堂教学中，将是未来教育发展的必然方向[4]。在初中阶段的一些学科中（如地理），AR技术已有一些实践，但却不广泛，绝大多数学生在使用这项技术之前、甚至使用之后，对于AR技术都是不了解的。初中信息技术课程以培养学生的信息素养为目标，具有文化教育意义;在面向实际应用的过程中，要求学生掌握信息技术的基础知识与基本技能，关注前沿技术，为培养能适应信息社会发展的创造性人才打下基础。
故此，在初中信息技术课堂上，将AR技术加入教学内容之中，让学生了解、学习、尝试运用AR技术，是很有必要的。这可能将为AR技术在其它学科教育教学中的应用打下坚实的基础。
二、 教学理念设计
“初识AR”本课体现的信息技术学科核心素养是：
1.了解AR的含义、原理及特点，了解AR技术相关的应用，了解AR技术对社会发展、科技进步以及个人生活与学习的影响（信息意识）。
2.能根据需要，选用数字化工具开展自主或协作学习，创造性地解决问题（数字化学习与创新）。
3.能在网络交流中形成对自己所发布信息的责任意识（信息社会责任）。
“初识AR”本课教学主要隶属于信息技术学科“信息的加工与表达”模块的内容：能使用一种信息集成软件，根据主题表达的需要集成文字、图片等素材，设计与创作多媒体作品。对作品进行展示与评价，并思考作品所用的各种形式的信息在表达主题上的效果。
本课的教学目标主要有两个：一是让学生体验到AR技术的魅力;二是让学生尝试初步制作一个AR作品，感受到AR技术并不是那么遥不可及。
“初识AR”本课教学对象是初中学生，他们在小学时使用过“WPS文字”、“WPS演示”软件制作过主题文档和演示文稿，有初步的多媒体作品制作经历。他们对事物充满了好奇心，易于接受新技术。
初一年级的课程将更进一步学习应用文档设计与制作、演示文稿设计与制作，也会学习图片加工与制作、音视频加工与制作。
本课可作为对初一年级多媒体制作相关课程的补充。教学环境需要：网络多媒体教室、“视+AR”平台、iPad、多媒体素材。
学生通过视频和实例，理解AR技术的含义、原理、特点及发展。通过案例欣赏和互动体验，了解AR技术在社会、生活、学习中的一些应用实例和影响，感受AR技术的魅力。通过教师演示、自主练习、小组合作，掌握通过“视+AR”平台的模板创建AR作品的方法与过程。
三、教学过程
教学环节一：情境引课
问题引领：教师播放《头号玩家》电影片段后，展示VR眼鏡，提问：大家知道老师手里的是什么吗？
生：VR眼镜
师：VR是什么？
学生回答，PPT展示：Virtual Reality虚拟现实
视频导入：教师播放《钢铁侠》片段，问：钢铁侠戴的是什么眼镜呢？
生：……
引入课题：它是AR眼镜，这节课让我们一起走近AR吧！
设计意图：层层设问，引入学习主题。通过微视频，让学生进入情境。VR（虚拟现实）技术对于现在的学生来说已不陌生，在生活中或多或少都有一定的了解，通过VR引出和它具有一些相似性的本课主题——AR。
教学环节二：新知探究
活动1：AR是什么？
教师提问：AR的中文含义是（ ）现实？AR画面中（ ）的场景和（ ）的场景同时存在？在AR中，能“自动识别跟踪物体”，还是“要手动指出”？
学生活动：观看微视频并在其中找到以上问题的答案，回答问题。
教师提问：教师展示出5幅场景图片（包含AR场景和VR场景），提问哪些场景是AR场景？
设计意图：学生带着问题有目的地观看微视频，了解AR的含义、原理及特点。以“练一练”找出AR场景的方式，增强学生对AR概念的理解和记忆。
活动2：AR离你有多“远”？
学生活动：欣赏视频片段《孙杨打破世界记录》，得出结论，AR离我们不远，很近。
教师引导：想想看，你们在生活中何处接触过AR技术呢？（学生回答）
学生活动：学生代表体验AR拍照软件“Faceu激萌”。
小组活动：学生分小组每人尝试体验AR学习软件“妙懂初中地理”中的地球自转和公转、中国的地形等AR效果。
设计意图：通过视频欣赏和AR拍照软件体验，让学生感受到AR距离我们很近。通过体验AR学习软件，让每个学生亲自感受AR效果，体验AR的独特魅力，了解AR在多个领域的应用价值。同时让学生了解到AR的识别图概念，为后续制作AR作品做铺垫。
教学环节三：小组合作，创建AR作品
学生活动：学生欣赏之前学生的AR作品，尝试用iPad去自己查看效果。
教师演示：教师打开iPad上的“视+”APP，输入邀请码后，通过摄像头扫描识别图，AR效果同步投屏并广播至学生屏幕，教师介绍素材库功能，演示使用模板创建AR作品的制作方法和过程。
教师引导：同学们，我们一起来查看几则AR 作品模板，我们试着来分析看看不同的模板适合制作什么类型的作品。（学生回答）教师给出优秀AR作品的标准，提醒：在作品最终发布前，不论最终是否允许推荐作品到热门作品，都要对自己所发布的信息负责任。
小组合作：各组组员分工合作，创建AR 作品，使用iPad查看AR作品效果。
设计意图：通过学生作品欣赏，了解邀请码和识别图的作用，提升审美情趣，开阔思路。通过了解素材库，引导学生利用素材库协同工作，完成小组任务。通过模板分析，引导学生选择合适的模板更好地表达主题。通过教师演示和小组合作，掌握使用“視+AR”平台的模板创建AR作品的方法。在作品创建和发布过程中，教师引导学生承担信息责任，对作品负责，自觉维护健康正能量的信息环境。
学生活动：每个小组的代表展示和阐述每组的作品。全体学生投票，评选出最佳小组作品。
设计意图：培养学生的语言表达能力。通过欣赏其它小组创建的作品，提升学生的审美，鼓励学生发散思维，取长补短。
教学环节四：总结与提升
学生活动：学生观看AR技术的最新发展情况视频《国内首例AR手术在西安完成》、《武汉成为全球首个AR城市》，对AR技术作思考和畅想。
教师总结：本课学习情况。
设计意图：让学生了解AR技术的发展及前景，鼓励学生对于信息技术创新所产生的新观念和新事物，具有积极学习的态度、理性判断和负责行动的能力。
四、 教学反思
在初中信息技术课堂上，应用AR技术可以塑造多维空间的场景，学生不再是简单地听老师讲课，还实现了多感官结合。
在对学生的教育中，应用AR技术需要做好课程资源建设工作，软件设施和硬件设施都要齐备，更重要的是要带动学生主动学习和探索知识，把握住知识的重点和难点。这对教师的专业技术能力提出了更高的要求，能够根据教学对AR技术合理运用，才能获得良好的教学效果，教师使用AR技术，信息技术应用能力得到提高，对于推动信息技术与教学的深度融合，起到了重要的作用，所以教师要注重自身能力的培养，满足新技术新媒体环境下的教学要求。
AR技术的发展及前景会越来越广阔，它不单单是教学工具，更会结合VR技术与互联网形成一种新型的教学模式和教学方法。
参? 考? 文? 献
[1]徐子译，崔虹云. 国内外增强现实技术及其在教学领域的现状分析[J]. 广东化工， 2019，v.46;No.399（13）：211-212.
[2]曾晓亮，邱洁. 试论VR与AR技术在教育教学中的应用策略[J]. 计算机产品与流通，2020，（06）：181+184.
[3]刘秀娟，梁立锋，米小建. AR技术在地理教学中的应用初探——以“地球的运动”为例[J]. 教育教学论坛，2020，No.459（13）：250-251.
[4]丁海燕. “妙懂初中地理”驱动地理教学创新的实践研究——以“中国的地形”为例[J]. 中学教学参考，2020，No.409（13）：87-89.
