雖然AR技術(shù)并不是全新的,不過AR在教育領(lǐng)域的應用才剛開始。AR技術(shù)特別適合教育,因為它很好的匹配了情景教學和建構(gòu)主義教育思想。AR教育是基于學習者的,AR技術(shù)可以讓學習者自主探索各種有趣的學習材料,并且可以在做實驗犯錯的情況下也不會有任何嚴重后果。學習者通過AR技術(shù)進入一個和現(xiàn)實高度仿真的環(huán)境,可以動態(tài)的進行視覺和交互形式學習。有報告認為,AR讓學習者可以瞬間從一個場景到另一個場景,這具有重大意義。因為是虛擬和現(xiàn)實交融在一起,AR技術(shù)讓學習在正式和非正式之間快速切換,也可以在學習和教育中使用移動技術(shù)。
Harry Pence 認為,雖然像虛擬人生的這樣虛擬世界在教育行業(yè)比較流行,AR更可能對于教育產(chǎn)生更為深遠的影響。他說,虛擬現(xiàn)實創(chuàng)造了一個完全虛擬的世界,有可能讓人不太舒服。AR則相反,人們可以很舒適的進行交互,因為AR把虛擬和現(xiàn)實世界中最好的一面合成在一起。
AR可以在教育行業(yè)有非常廣泛的應用,比如培訓、AR圖書、AR游戲?qū)W習等。
AR培訓
AR在培訓過程中的應用可能是最簡單的了。因為AR頭顯設備發(fā)展非常迅速,已經(jīng)在醫(yī)療軍事商業(yè)等方面都獲得了廣泛的應用。AR培訓可以提供一個非常豐富立體的學習環(huán)境,創(chuàng)造一個完全沒有風險的操作環(huán)境。
以醫(yī)學為例,AR技術(shù)可以3D顯示人體器官和骨骼,訓練外科醫(yī)生和醫(yī)務工作者。VR和AR都可以應用在消化外科手術(shù)。先用CT或MRI掃描病人,然后利用仿真技術(shù)和3D建模技術(shù),生成虛擬的人體,看起來是全透明的,外科醫(yī)生可以用真實的外科手術(shù)工具在虛擬人體上進行手術(shù)訓練,并且在手術(shù)訓練過程中可以實時互動跟蹤。
軍隊很早就在使用AR技術(shù)來進行訓練。2009年,莎諾夫公司發(fā)明了一款頭顯設備,可以將真實世界和電腦生成的圖像人物結(jié)合在一起。士兵們可以用他們的武器和計算機生成的虛擬士兵進行對戰(zhàn),一切都在真實的訓練環(huán)境中。虛擬士兵會對真實士兵進行實時反饋,躲避或者反擊。士兵們可以記錄和重放訓練過程。
發(fā)現(xiàn)式學習
Jerome Bruner 在1960年因為發(fā)現(xiàn)式學習概念的提出而獲得很高榮譽。他寫到:獨自去發(fā)現(xiàn)新知識可以讓學生在解決問題的過程中快速有效的學習。在發(fā)現(xiàn)式學習中,AR技術(shù)可以增強學習體驗,更加真實。舉個例子:用AR技術(shù)訪問圖書館、博物館、歷史古跡,可以提供視頻、音頻、地圖等多種信息。
在耶魯大學、斯坦福大學、麻省理工學院和哈佛大學,AR (uTourX) 已經(jīng)被用于給學生提供校園導游,關(guān)于校園各處的詳細信息。在Youtube 上可以看到具體的視頻。
AR圖書
目前AR增強現(xiàn)實圖書還比較新。AR圖書外表看起來和傳統(tǒng)圖書差不多,不過當用攝像頭掃描時,3D動畫元素、視頻、聲音就會顯示出來。有些AR圖書包含互動元素,需要使用者下載軟件安裝才能閱讀內(nèi)嵌在書中的一些內(nèi)容。
AR建模
AR還可以用于建模,讓學習者直觀的看到一個特定項目在不同環(huán)境下的樣子。模型可以很快生成,操作,旋轉(zhuǎn)。學生們可以收到即時的反饋,這樣可以檢查出設計中的瑕疵。
游戲化學習
用游戲作為學習工具并不是很新的想法。有很多教育類游戲已經(jīng)在前期嘗試了,像Carmen Sandiego 和Oregon Trail 。游戲化學習的理念在最近不斷發(fā)揚光大,研究者也證明這是一個有效的學習理念。實踐和研究已經(jīng)證明在很多學習情景下,游戲是快速有效的學習方式。游戲可以讓學習者參與進來,這是其他教學方式辦不到的。隨著游戲化學習的研究不斷深入探索,更新的方式結(jié)合游戲和學習內(nèi)容,游戲會在更高級的教育中流行起來。
隨著科技的快速發(fā)展,AR能夠在游戲化學習方面發(fā)揮更大的潛力。AR應用也非常容易生成,并且它是在現(xiàn)有世界上的直觀展示。新三板AR第一股摩艾客打造的幼兒英語AR教材就是利用游戲化學習的理念,結(jié)合了AR技術(shù),可以讓孩子們生動形象的看見、聽見英語單詞,從而牢牢記住單詞,產(chǎn)生學習興趣。
西拉在2006年就開發(fā)了一個歷史游戲來幫助學生學習美國革命歷史。游戲發(fā)生在馬薩諸塞州的列克星敦。游戲采用GPS數(shù)據(jù)觸發(fā)玩家手中設備。不同的玩家分配不同的角色,在戰(zhàn)場中作對壘的雙方,和歷史人物進行互動,這種體驗可以讓學生們很好的理解歷史。西拉開發(fā)這款游戲是為了AR游戲在教育中的應用。 他認為,AR游戲可以教會學習者很多技能:多角色思考、問題解決、信息管理、團隊合作、靈活應變、公民參與、多遠文化的融合等。
現(xiàn)在的大部分研究和討論關(guān)注在那些是AR教育的未來趨勢,AR如何應用于學習環(huán)境,AR到底可以提供那些功能,有哪些局限性。但是很少人去研究:現(xiàn)在如何把AR和項目設計聯(lián)系起來,AR如何整合進目前的學習教育方法中。密特爾就AR在學習方面的應用提供了一個實用的思考框架。他們的研究發(fā)現(xiàn)之一就是:教師要考慮應用AR過程中帶來的經(jīng)費問題。管理要求表明給予老師足夠的支持對于學習中應用AR是非常關(guān)鍵的。這篇文章只討論了一部分問題,而這些問題在AR課程設計中都非常重要。
對于教學的啟示
在教育領(lǐng)域,AR應用已經(jīng)被整合進一些教學法中。不過還需要進一步的研究到底AR會給 教師和學生提供那些具體的益處。當然,AR比VR更容易應用到課堂中。很多人對VR教育會有擔憂,但構(gòu)建于現(xiàn)實世界的AR就沒什么好擔心的了。AR無縫的融合了虛擬數(shù)字世界和現(xiàn)實世界。AR的使用可以將學習體驗從2D時代提升到3D時代,尤其是圖像、地圖和地球儀這類。AR對于那些在空間認知方面將2D概念轉(zhuǎn)化為3D有困難的學生,尤其有用。另外一項AR功能,就是使用過程中的存在感和實體感。這可以幫助學生回想以前有親身經(jīng)歷的體驗,和之前學到的知識建立更深的聯(lián)系。關(guān)于能否創(chuàng)造團隊協(xié)作體驗,還有很多爭論。分歧在于AR的類型。必須做更深入的研究,去分析不同類型的AR會給團隊協(xié)作帶來哪些不同的后果。最后,如前所述,教師需要強大的支持才能將AR技術(shù)整合進課程設計和教學計劃。AR在教育領(lǐng)域的應用會有一個非常陡峭但是令人興奮的學習曲線。
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