《启迪观察》| 美国：教育中的增强现实 通向未来的道路——AR将很快成为教育系统的驱动力打印
发布时间：2021-07-12来源：启迪观察
通过完美地融合虚拟与现实，增强现实技术可以成为众多问题的绝佳解决方案。这项技术可以运用到任何领域，教育领域也不例外。
技术的迅速变化已经改变了世界各地对于教学方法的评估。现在，我们需要寻求学习的新方式。这对于研究人员和教师都是一个挑战。他们在兼容并包的同时还需要保持思想独立。
回到现实生活中来，个人电脑已经改变了人类与世界交流的方式。是的，你猜的没错，我说的正是增强现实技术。通过完美地融合虚拟与现实，增强现实技术可以成为众多问题的绝佳解决方案。这项技术可以运用到任何领域，教育领域也不例外。
增强现实技术是什么？
增强现实是虚拟现实技术的变种，它可以理解为使用多重感官技术在真实世界中创造感官刺激。换种说法就是增强现实技术涉及的是基于人类感官的虚拟信息，增强了人与环境的关联。以下是它的三大特征：
在真实环境中展现虚拟要素
与现实环境互动
根据当前现实和感官主导来放置虚拟物品
虚拟现实技术所做的就是创造出视觉假象来完善视觉。通过该项技术，我们可以将与地点相关的信息以及与实践相关的信息，比如通知、日程和更新等信息整合进来。在教育领域很容易就能实现这些特性。
增强现实的发展现状
增强现实是一项快速发展的技术。包括谷歌和苹果在内的科技巨头都为了优化应用程序开发框架而深耕增强现实技术。随着苹果推出ARKit，谷歌推出ARcore，开发者现在能够使用一些高效的技术框架来开发增强现实应用程序。很明显，当前的AR技术增长很快，AR在游戏、市场、电影、旅行和教育领域的应用所向披靡。这项技术给现存业务和新业务带来了巨大的商机。增强现实技术在市场上的崛起不无原因。今天我想谈谈它在教育领域的优势。
我们可以将虚拟与现实结合在一起，这本身就代表了非常有趣的前景。此外，科技的进步，学习方法的改善和新教学方法的引入已经大大提升了学习体验。AR技术为学生提供这些技巧来让他们在专业和个人成长上受益。
许多教育机构采取了更加积极主动的策略，学生为了解决问题需要自己寻找信息。在教育环境中，合作是最为关键的部分之一，但是传统的学习模式鲜有涉及。
将AR教科书策略与基于查询的学习系统整合会给我们带来主动交互体验。最终，学习的课题可以跟学生的生活联系在一起。感到困惑？不要着急。我将告诉你们增强现实技术在教育领域所具备的关键优势。
增强现实教室
教师正在寻求在教学实践中利用AR技术，主要是为了让他们的教材具备AR的特性，这会激发学生兴趣，让他们有学习的动力。教材可以通过AR技术添加额外的信息，比如人物生平，不同物品的真实形态，历史事件的地理位置，数学概念的可视模型，都能让学生对于所学科目有更深刻的理解。Wnuk和Oleksy使用AR技术还原了波兰华沙的历史场景。学生们甚至可以在手机上游览波兰的街道，甚至可以散会步。
通过完成家庭作业可以对于家庭作业有更深的理解，学生可以查看作业的页面，然后通过AR技术获得教师的书面、语音和视频指导。
在查看学生和教师的照片后，学生会可以得到更多相关的信息。这可以在聚会中帮助建立良好的关系。使用AR技术扫描书本封面可以得到简短的书评，然后再决定需不需要购买。Wikitude和layar AR浏览器在扫描书籍和杂志封面上二维码之后可以提供简短的书评。
当你在教授历史课题时，该怎么利用AR技术呢？历史资产以昂贵著称（常常由于用料或者包含的细节）然而，在使用了dragon activelens和inspyro’s sigurd应用之后，你可以将维京的古董展现在每个学生面前，这样能不花任何钱而让你的教学更加精确。
在教学中使用AR技术的11大理由
我大多数演讲聚焦的都是AR，这也是为什么我非常高兴能够聊一聊AR技术在教育领域所具备的优势。
1. 让万物皆有可能
你们有谁不希望能把恐龙带到教室里呢？没有人不希望是吧？忘掉恐龙，试想下你正在上科学课，学习行星相关的知识，然后通过AR技术你就有机会看看行星，就跟真正的行星一样。听上去非常有意思是吗？你是不是觉得我在绕圈子？不，这一切都是可能的。
增强现实技术可以在教室中创造出令人惊奇的景象。而且特别是在这项技术还未完全成熟，还未完全融入我们的日常生活中。已经有很多例子证明AR技术非常重要。
2. 视角控制
当关注AR应用的时候，总有一个问题出现在我的脑海中，就是这种看待事物真实的视角真的会对学生学习产生影响吗？我的意思是在课堂上使用增强现实技术的真的有优势吗？答案是非常肯定的，学生们看到的远不止于触摸屏上的可以旋转、控制和放大的模型那么简单。
开发完善的增强现实技术让学生看到的模型更加自然。他们可以四处移动模型并且近距离观察然后对于这一事物有个快速的了解。查看像AR图形这种内容时，这是最佳选择。学生可以轻松地分析他们研究的东西，不仅更精确，自由度还更高。同时，他们对于学习新事物的兴趣会不断增加，更加享受学习而不会感到无聊。
3. 互动式教育课程
AR可以极大地提升交互学习体验。只有当开发者开发软件时充分考虑到这些事情时， 这一愿景才可以实现。这不是仅仅在屏幕上制造动画那么简单。无数增强现实设计师都在谈及将内容转换到AR，这的确也是可行的，是的，通过AR技术学生可以将学习融入生活。AR技术让他们能够与虚拟内容自由地交互。而图片、文本甚至视频内容都无法实现这种自主性。从可视人体到令人惊叹的人体解剖图集就是一个生动的例子。这也是在传统媒体帮助下早期解剖学教学方法的精准发展。
4. 提升参与感
参与度更高的学生内在地会更加有活力也会更有动力。最后，学生会对所学主题有更广泛的理解。AR技术会迅速成为学生每天生活的一部分。因此，在学习场景中相互协作意味着学生被所学内容所吸引，学生适当地接触一些增强现实技术的内容对他们而言是非常合适的，当然也要看他们使用的方法以及与数字内容交互的方式。我已经在周围很多小孩身上看到了这些好处。
在练习中使用AR技术可以帮助教师通过3D演示的方式来吸引学生参与。参与其中可以让学生在整个AR课程中找到思路，并且激励他们继续深入学习。
可能会用到AR技术的教育应用场景包括前导预告、主题支撑、提供额外参考信息或者课堂的主要教学内容演示等。加拿大科技组织CASE通过添加AR面板的方式将学校内的一堵墙改造成大型的滑板游戏。通过这种方式，小孩能够将弹性球发射到墙壁上，来摧毁投射在墙面上的漂浮图形。
5. 优化环境
Aurasma在学校投入使用5年后，我写了一份翔实的回顾报告。学生使用AR 技术制作用于课堂内容展示，让教育过程本身具备了交互媒体的能力。这也成为了AR技术在教育领域最具突破性的成功案例。除了Aurasma以外，Zappar和Blippar甚至是AR涂色应用Quiver都能实现类似的功能。
6. 感官刺激
体验完善的AR技术绝对与静态的3D模型展示完全不同。它会通过声音和触摸控制来与学生互动。最终，能够打造出提升学习内容的多感官体验。
Zookazam就是非常形象的例子。尽管生物看上去都差不多，但是可以发出相对应的声音，还有各种层次的描述，还可以使用屏幕触控来协调组合屏幕上的信息。
7. X光效应
X光效应是简单但是极其有力的增强现实的概念，可以让你看清事物内部。我一般会选择VirtualiTee和Curiscope作为例子来解释这一概念。因为当你轻而易举地就看到人体内部时就像是戴上了X光眼镜。X光效应并不局限于解剖学。Inspyro的旧版app可以让你看到维京长屋内部，甚至可以看到更多细节，我甚至还见过非比寻常的试用版软件，可以直观地看到食物的蛋白质，脂肪和糖分组成。
8. 教育的预算因素
在学校里，资源常常有后勤和财务方面的问题，AR技术可以在这方面起到作用。我们拿3D图形作为例子，如果为整个班级购买一套3D图形用于数学课程可能会非常昂贵，但是使用软件Arloon's Geometry就可以为一个班级提供一套增强现实版的图形了。我说的并不是要替换掉所有的实物资源，增强现实技术只要花费一点钱就可以使用虚拟物品进行补充，所以AR技术在未来几年时间内将会被大量的教育机构所采用。
9. 解释抽象和困惑的概念
AR可以解释那些3D模型无法在课堂上解释清楚的概念。与艰深的理论内容相反，生动的视觉模型可以让学生更深刻地理解课题。这对于视觉学习者非常有效，并且还能为其他人提供多种方法，将假设的材料和真实的概念相结合。
葡萄牙莱利亚理工学院将教学过程与AR创新相结合，为学生提供文本和口头的数学讲解。接触到这一AR技术应用的人都认为这一教学过程非常简单，符合直觉而且令人着迷。
10. 查找和学习
博物馆参观者可以通过手机来获取到AR服务，可以查看与该物品相关的不同内容，寻找相关的历史事件。AR技术可以为访客提供他们眼前展品的额外信息，甚至还能允许游客自娱自乐或者穿行古代。
相反地，博物馆一般无法把所有收藏都向游客展示，可能是由于场地限制、藏品出借，或者仅仅是因为展品过于贵重。对于博物馆而言，这是千载难逢的机会使用AR技术提供前所未有的展览体验。增强现实技术可以让游客将他们的手机作为口袋设备，他们周围的区域可以通过该设备为其提供海量附加信息。
11. 对象建模
教育中往往会有一些动手部分的内容，比如在一些竞赛或者实际测验中需要实际动手操作，这样的学习内容会让学生更好地学习课题。教育类的软件可以帮助医学生更高效地学习人体结构。在课堂中使用AR技术可以让学生分别探索身体的各个部位，然后寻找它们的特征。
AR技术可以让学生与3D显示互动。他们可以随心所欲地操作、调整，自定义设定透明度、样式、渐进色彩甚至是部件。最后，使用特殊的设备，比如使用的是全息眼镜而不是手机的话，学生们可以找到类似的AR建模。
教育性AR学生应用
Elements 4D：Elements 4D由DAQRI工作室开发。这个应用可以让学生自由地组合各种化学物质然后查看他们在现实中会发生的反应，然后自由探索化学的世界。此外，DAQRI的网站还提供一些已验证过的应用软件的课程计划，不仅适用于高中同样也适用于中小学。Elements 4D在IOS平台和安卓平台都能获取。
Anatomy 4D：该应用最符合医学生的需求。它通过扫描应用来显示人体的3D模型，并且可以与其进行交互。用户可以更改人体的任何部位、器官运作的方式以及不同部位的工作方式。这一应用可以在IOS平台获取。
Corinth Micro Anatomy：另外一款解剖软件是Corinth Micro Anatomy，可以帮助医学生创建交互式的人体模型。不仅可以一一展示器官，还能与其他系统相配合，更好地阐释器官运转的方式。这一应用可以在Windows手机平台获取。
Human Heart 3D：另外一个AR生命系统应用，配备的内容库更少，但是内容却更为深入。学生可以非常彻底地探索人体心脏，使用动画制作完成心脏3D模型，利用附带心脏功能和解剖学说明的内容提示，可以更好地观察心脏如何运作。你可以在安卓平台上获取这一应用。
AugThat：AugThat由教育家开发，可以让AR技术用于课堂练习，推进教学进程。这一应用主要面向学生，仅是一种教辅工具。此外，AugThat拥有配置360度虚拟照片和3D体验的多样化练习。任何阶段的所有学生都可以使用这一软件，软件与安卓和IOS平台兼容。
AR技术目前的挑战
技术上
增强现实技术在科教领域的使用很广泛。但是，对于任何复杂的系统，都需要几个组件来创建合适的功能系统。增强现实软件的开发过程也不例外。如果要我说AR技术最大的几个障碍的话应该是大众认知度、硬件、教育和内容。
社会上
最关键的社会挑战是驾驶者在驾车途中频繁使用手机导致严重的分心，每年都因此有多起事故。AR技术目前尚处初级阶段，然而一些主要的企业开始认识到AR技术在产业应用中的重要性。当然，和所有的新兴事物一样，在包括教育在内的不同产业部门中，大众对AR的认知程度和接受程度，对AR应用今后的发展轨迹无疑有很大影响。
拓展
如果想要高效地将增强现实整合到教育中去，需要促使学生去发现。教育者需要将AR技术视为拓展学生视野的方法。只有将教育带到现实生活中，教师和学生才能充满兴致地参与到所学的课题中去。
来源：www.mobileappdaily.com 2020年7月
编译：《启迪观察》
作者简介：Tanya是内容营销商，在物联网、区块链、互联网和移动开发领域有超过五年的从业经历。这些年来，她密切关注应用程序开发，她目前主要撰写的文章都关于现有以及未来移动应用程序技术。
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