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增强现实技术在教学中的应用研究

张洪波  
【摘要】:增强现实技术(Augmented Reality,简称AR)是数字化技术的发展和延伸,是虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR)的新阶段。它通过对实时的视频图像进行信息传输和处理,将虚拟的信息叠加到真实世界中,真实的世界和虚拟信息实时叠加到了同一个画面或空间同时存在,形成交互式的三维图像画面,为用户带来更真实的全新体验与感受。由于其具有能够对真实环境进行增强显示输出的特性,增强现实技术具有广阔的发展前景。 研究增强现实技术的教学应用具有重要意义,在理论层面,增强现实技术在教学上的应用,可以为学习者创造一种体验和沉浸的学习环境,达到知识建构的目的。增强现实技术通过传递接受、个别辅导、讨论、探索和自主学习等方式进行课堂教学和问题解决,用技术的手段来促进学习者的学习。在实践层面,开展增强现实技术的教学应用研究,是对主流教学形式的丰富和补充,为教学形式的多样化提供更多可能;进行增强现实技术的教学应用研究,还为教育技术装备开发商提供理论依据和实践经验,用以开发出更具科学合理的教学设备和软件系统。 本文在分析了增强现实技术的特征和对增强现实技术的教学应用现状研究的基础上,采用了文献研究、实验研究和案例分析相结合的方法,探讨增强现实技术在教学实践中用来做什么以及怎样做的问题。 首先,本文在分析增强现实技术原理、特征、技术类型和实现方式的基础上,依据情境认知与学习理论、沉浸理论、多元智能理论、社会建构学习理论和协作学习理论,归纳增强现实技术的教育教学价值,指出增强现实技术可以作为学习者新型的学习工具,不仅能够为师生提供面对面的沟通与合作平台,而且可以增加学生对复杂空间中概念及其相对关系的理解。 其次,本文在综合分析多种因素的基础上,提出了增强现实技术教学应用的策略:利用增强现实技术创设教育情景;利用增强现实技术革新教学模式;利用增强现实技术强化课堂教学;利用增强现实技术拓展学生学习空间;利用增强现实技术游戏开展课外活动;以及利用增强现实技术用来加强任务协作。 其次,本文论述现代教育对技术应用的需求后,提出了增强现实技术支持的五种教学模型:传递接受式教学模型、个别辅导式教学模型、讨论式教学模型、探索式教学模型和自主学习模型。 最后,论文通过增强现实技术支持的教学案例,印证了增强现实技术对于教育教学具有重要意义,在教育领域有着广泛的应用前景和使用价值。为促进增强现实的教学应用,使用增强现实技术辅助教育教学,要因时因地因人制宜,科学规划,统筹安排,方能兴利除弊,实现教育效果的最优化。


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