AR應(yīng)用于教育相對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)有許多無(wú)可比擬的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，為教育教學(xué)提供了新的教學(xué)形式和內(nèi)容。AR在現(xiàn)實(shí)世界上疊加一層計(jì)算機(jī)生成的數(shù)字信息，不僅可以將學(xué)習(xí)信息及時(shí)仿真呈現(xiàn)，更行之有效的是將學(xué)習(xí)者其置于真實(shí)環(huán)境中，對(duì)虛擬模型進(jìn)行操縱，讓學(xué)習(xí)者以一種自然的交互手段進(jìn)行自主探索與獲得認(rèn)知。
AR教學(xué)應(yīng)用理論依據(jù)
AR技術(shù)豐富的三維展示能力和卓越的視覺(jué)傳達(dá)效果，能給學(xué)習(xí)者的大腦帶來(lái)刺激，增強(qiáng)學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的體驗(yàn)與記憶，以達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果。同時(shí)其營(yíng)造沉浸式環(huán)境的特點(diǎn)，能夠是學(xué)習(xí)者產(chǎn)生心流體驗(yàn)，大大提升學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。
AR技術(shù)用創(chuàng)設(shè)情境、進(jìn)行協(xié)作式學(xué)習(xí)與對(duì)話交流，即作為學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、協(xié)作式探索的認(rèn)識(shí)工具。激發(fā)學(xué)生積極探索和研究興趣，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。
1、視覺(jué)傳達(dá)規(guī)律
根據(jù)心理學(xué)測(cè)定的結(jié)果，進(jìn)入人類大腦的信息約有85%來(lái)自眼睛，10%來(lái)自耳朵，其余5%來(lái)自人的其他器官。AR技術(shù)主要依賴于視覺(jué)感知，接收到的信息再傳到腦部進(jìn)行分析，AR技術(shù)需遵循視覺(jué)傳達(dá)的規(guī)律性，才能讓其在教學(xué)之中有更好的發(fā)展。
視覺(jué)傳達(dá)包括：“視覺(jué)符號(hào)”和“傳達(dá)”兩個(gè)基本概念。同時(shí)腦科學(xué)指出“大腦在視覺(jué)方面占用了一半的珍貴資源”，通過(guò)視覺(jué)刺激獲得的知識(shí)是比較容易理解和記憶的。AR技術(shù)將課本的知識(shí)點(diǎn)做成可視化的符號(hào)展示在學(xué)習(xí)者眼前，生動(dòng)有趣的內(nèi)容賦予視覺(jué)沖擊，直觀的展示從而達(dá)到信息傳達(dá)的目的。
當(dāng)時(shí)事實(shí)與技能鑲嵌在豐富的空間記憶中，腦理解與記憶最佳。AR豐富的三維展示能力和卓越的視覺(jué)傳達(dá)，給學(xué)習(xí)者大腦帶來(lái)刺激。
2、情境學(xué)習(xí)理論
情景學(xué)習(xí)是由美國(guó)加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的讓·萊夫教授和獨(dú)立研究者愛(ài)丁納·溫格于1990年前后提出的一種學(xué)習(xí)方式。情景學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)兩條學(xué)習(xí)原理：第一，在知識(shí)實(shí)際應(yīng)用的真實(shí)情境中呈現(xiàn)知識(shí)，把學(xué)與用結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)習(xí)者像專家、“師傅”一樣進(jìn)行思考和實(shí)踐；第二，通過(guò)社會(huì)性互動(dòng)和協(xié)作來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)。
AR利用計(jì)算機(jī)生成一種逼真的視、聽、力、觸和動(dòng)等感覺(jué)的虛擬環(huán)境 , 與現(xiàn)實(shí)相融合營(yíng)造一個(gè)沉浸式的教學(xué)環(huán)境，通過(guò)各種傳感設(shè)備使用戶“沉浸”到該環(huán)境中 ,實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者和環(huán)境直接進(jìn)行自然交互，學(xué)習(xí)者的學(xué)和用在同一空間中進(jìn)行。
3、心流理論
心流理論提出者心理學(xué)家米哈里·希斯贊特米哈伊將心流定義為一種將個(gè)人精神力完全投注在某種活動(dòng)的感覺(jué)上；心流產(chǎn)生時(shí)同時(shí)會(huì)有高度的興奮及充實(shí)感。AR應(yīng)用于教學(xué)之中，以其創(chuàng)新的教學(xué)形式可以吸引學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，從而提升學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)專注度與參與度。
同時(shí)，前面講到AR技術(shù)創(chuàng)造一個(gè)沉浸式的教學(xué)環(huán)境，學(xué)習(xí)者通過(guò)興趣與主動(dòng)學(xué)習(xí)逐漸沉浸在學(xué)習(xí)中，加大了學(xué)習(xí)者產(chǎn)生心流體驗(yàn)，學(xué)習(xí)能力就越強(qiáng)，能夠較好的提升學(xué)習(xí)體驗(yàn)、獲得更好的學(xué)習(xí)效果。
4、最近發(fā)展區(qū)理論
維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)理論”，認(rèn)為學(xué)生的發(fā)展有兩種水平：一種是學(xué)生的現(xiàn)有水平，指獨(dú)立活動(dòng)時(shí)所能達(dá)到的解決問(wèn)題的水平；另一種是學(xué)生可能的發(fā)展水平，也就是通過(guò)教學(xué)所獲得的潛力。兩者之間的差異就是最近發(fā)展區(qū)。在新課程的背景下，“最近發(fā)展區(qū)”要求教師應(yīng)依據(jù)教學(xué)內(nèi)容并結(jié)合學(xué)生的實(shí)際水平，從學(xué)生現(xiàn)有認(rèn)知水平出發(fā)，創(chuàng)設(shè)情境探究新的知識(shí)。
教師扮演著“促進(jìn)者”和“幫助者”，指導(dǎo)、激勵(lì)、幫助學(xué)生全面發(fā)展，AR在其過(guò)程中可以有效的輔助教師進(jìn)行教學(xué)應(yīng)用，AR技術(shù)的在現(xiàn)有知識(shí)水平內(nèi)容基礎(chǔ)上，進(jìn)行知識(shí)拓展，把文字、圖片、視頻、3D內(nèi)容等信息融匯其中，簡(jiǎn)單內(nèi)容直觀化、復(fù)雜內(nèi)容形象化，有效幫助學(xué)生學(xué)習(xí)“跳一跳”就能夠到的知識(shí)與技能。
AR教學(xué)研究
AR應(yīng)用于教學(xué)之中有較多的優(yōu)勢(shì)存在，眾多的教育學(xué)者也對(duì)AR教學(xué)應(yīng)用做了許多的研究，證實(shí)AR應(yīng)用于教學(xué)之中能夠營(yíng)造沉浸式的教學(xué)氛圍，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與參與度，提升知識(shí)的記憶效果，有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)。
1、北京師范大學(xué)蔡蘇團(tuán)隊(duì)
北京師范大學(xué)蔡蘇團(tuán)隊(duì)研發(fā)的基于AR的凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)通過(guò)實(shí)證探索了AR技術(shù)對(duì)八年級(jí)學(xué)生物理學(xué)習(xí)效果以及深層次認(rèn)知方面的影響。
實(shí)驗(yàn)證明：通過(guò)AR技術(shù)提高活動(dòng)參與感的這種方式對(duì)程序性知識(shí)的識(shí)記效果更好，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明AR 對(duì)成績(jī)較落后的學(xué)生具有更大的影響。
2、Gazi university，Turkey，土耳其加茲大學(xué)，Sirakaya
研究組54名七年級(jí)學(xué)生，就讀于一所公立學(xué)校的不同班級(jí)。科學(xué)技術(shù)課上學(xué)習(xí)了四個(gè)星期的太陽(yáng)系相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容。
研究結(jié)果表明：學(xué)生對(duì)AR教學(xué)應(yīng)用有積極的態(tài)度，對(duì)AR的積極態(tài)度可以用AR使用所產(chǎn)生的興趣和動(dòng)機(jī)來(lái)解釋。AR應(yīng)用可以有效地用于不同的學(xué)生群體。
3、全國(guó)教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃210年度教育部青年課題“移動(dòng)學(xué)習(xí)在中學(xué)科學(xué)課程學(xué)習(xí)中的應(yīng)用模式研究”
實(shí)驗(yàn)對(duì)象： 普通標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)校的60名同學(xué)，男生35人，女生25人，11-16歲之間；六年級(jí)21.8%，七年級(jí)28.3%，八年級(jí)49.9%，2名老師
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：分為15組，每組4人，按照以往成績(jī)搭配，男女混合。13個(gè)小組正常上課，2個(gè)小組放學(xué)后試驗(yàn)學(xué)習(xí)，時(shí)間持續(xù)2周
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：學(xué)習(xí)者享受挑戰(zhàn)游戲的過(guò)程，并在挑戰(zhàn)中提升其知識(shí)和技能；AR移動(dòng)科學(xué)課增強(qiáng)沉浸感；AR對(duì)于科學(xué)學(xué)習(xí)興趣及效果產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響。
4、研究依托上海開放大學(xué)開放遠(yuǎn)程教育工程技術(shù)研究中心項(xiàng)目展開
研究對(duì)象：同一年級(jí)的不同班級(jí)同學(xué)
研究?jī)?nèi)容：《人體奧秘-人體器官》
研究方法：知識(shí)測(cè)試、問(wèn)卷調(diào)查、訪談
研究結(jié)果：實(shí)驗(yàn)組成績(jī)高于對(duì)照組，基于AR的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)能夠有效的提高學(xué)習(xí)者的成績(jī)，且對(duì)學(xué)習(xí)者的參與度和學(xué)習(xí)興趣有正向影響。
云幻科教AR教學(xué)優(yōu)勢(shì)
云幻科教AR教育資源庫(kù)涵蓋中小學(xué)物理、化學(xué)、生物、科學(xué)、地理內(nèi)容，為教師提供前沿、創(chuàng)新、有效的教學(xué)輔助資料，為學(xué)生營(yíng)造身臨其境的沉浸式學(xué)習(xí)氛圍。將高新技術(shù)和傳統(tǒng)教學(xué)儀器融為一體，解決傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)與手段在實(shí)際教學(xué)過(guò)程存在一些難以克服的問(wèn)題，比如有一些高危險(xiǎn)、高成本、消耗大、理想型狀態(tài)下的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，也有一些不可或不可逆、大型綜合等無(wú)法開展的實(shí)驗(yàn)，還有一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目受時(shí)間、地點(diǎn)、人力、物力、財(cái)力等限制，致使實(shí)驗(yàn)教學(xué)無(wú)法全面有效的開展。
虛擬實(shí)驗(yàn)器材解決教師上課實(shí)驗(yàn)器材繁多、易碎問(wèn)題，可演示錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)，節(jié)約成本
解決場(chǎng)地受限問(wèn)題，常規(guī)教室及實(shí)驗(yàn)室均可使用
虛擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以避免實(shí)驗(yàn)危險(xiǎn)，為學(xué)生直觀展示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
增加輔助線等，便于磁感線、力學(xué)、空氣離子等現(xiàn)象的理解
AR技術(shù)在教育中的巨大優(yōu)勢(shì)讓我們相信，未來(lái)AR將滲透到教育的每一個(gè)角落，為教育教學(xué)提供更實(shí)用的教學(xué)工具，對(duì)教育行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
參考資料：
VR/AR教育應(yīng)用案例及發(fā)展趨勢(shì)-蔡蘇、張涵
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）在中學(xué)生物學(xué)科中的教學(xué)資源開發(fā)研究-張思珍
AR移動(dòng)科學(xué)游戲沉浸感特征及影響因素分析-楊文陽(yáng)、胡衛(wèi)平
基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)研究-劉芳芳（華東師范大學(xué)）
當(dāng)前位置：
