AR增強現(xiàn)實在教育行業(yè)的應(yīng)用

    雖然AR技術(shù)并不是全新的，不過AR在教育領(lǐng)域的應(yīng)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(xué)和建構(gòu)主義教育思想。AR教育是基于學(xué)習(xí)者的，AR技術(shù)可以讓學(xué)習(xí)者自主探索各種有趣的學(xué)習(xí)材料，并且可以在做實驗犯錯的情況下也不會有任何嚴(yán)重后果。學(xué)習(xí)者通過AR技術(shù)進(jìn)入一個和現(xiàn)實高度仿真的環(huán)境，可以動態(tài)的進(jìn)行視覺和交互形式學(xué)習(xí)。有報告認(rèn)為，AR讓學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)在正式和非正式之間快速切換，也可以在學(xué)習(xí)和教育中使用移動技術(shù)。

    Harry Pence 認(rèn)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(yuǎn)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(jìn)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(yīng)用，比如培訓(xùn)、AR圖書、AR游戲?qū)W習(xí)等。

    AR培訓(xùn)

    AR在培訓(xùn)過程中的應(yīng)用可能是最簡單的了。因為AR頭顯設(shè)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(yīng)用。AR培訓(xùn)可以提供一個非常豐富立體的學(xué)習(xí)環(huán)境，創(chuàng)造一個完全沒有風(fēng)險的操作環(huán)境。

    以醫(yī)學(xué)為例，AR技術(shù)可以3D顯示人體器官和骨骼，訓(xùn)練外科醫(yī)生和醫(yī)務(wù)工作者。VR和AR都可以應(yīng)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(jìn)行手術(shù)訓(xùn)練，并且在手術(shù)訓(xùn)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(jìn)行訓(xùn)練。2009年，莎諾夫公司發(fā)明了一款頭顯設(shè)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(jī)生成的虛擬士兵進(jìn)行對戰(zhàn)，一切都在真實的訓(xùn)練環(huán)境中。虛擬士兵會對真實士兵進(jìn)行實時反饋，躲避或者反擊。士兵們可以記錄和重放訓(xùn)練過程。

    發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)

    Jerome Bruner 在1960年因為發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)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(xué)生在解決問題的過程中快速有效的學(xué)習(xí)。在發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)中，AR技術(shù)可以增強學(xué)習(xí)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(xué)、斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)，AR (uTourX) 已經(jīng)被用于給學(xué)生提供校園導(dǎo)游，關(guān)于校園各處的詳細(xì)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(dāng)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(xué)習(xí)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(xué)生們可以收到即時的反饋，這樣可以檢查出設(shè)計中的瑕疵。

    游戲化學(xué)習(xí)

    用游戲作為學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)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(xué)習(xí)理念。實踐和研究已經(jīng)證明在很多學(xué)習(xí)情景下，游戲是快速有效的學(xué)習(xí)方式。游戲可以讓學(xué)習(xí)者參與進(jìn)來，這是其他教學(xué)方式辦不到的。隨著游戲化學(xué)習(xí)的研究不斷深入探索，更新的方式結(jié)合游戲和學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)方面發(fā)揮更大的潛力。AR應(yīng)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(xué)習(xí)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(xué)習(xí)興趣。

    西拉在2006年就開發(fā)了一個歷史游戲來幫助學(xué)生學(xué)習(xí)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(shè)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(jìn)行互動，這種體驗可以讓學(xué)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(yīng)用。 他認(rèn)為，AR游戲可以教會學(xué)習(xí)者很多技能：多角色思考、問題解決、信息管理、團(tuán)隊合作、靈活應(yīng)變、公民參與、多遠(yuǎn)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(yīng)用于學(xué)習(xí)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(shè)計聯(lián)系起來，AR如何整合進(jìn)目前的學(xué)習(xí)教育方法中。密特爾就AR在學(xué)習(xí)方面的應(yīng)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(yīng)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(xué)習(xí)中應(yīng)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(shè)計中都非常重要。

    對于教學(xué)的啟示

    在教育領(lǐng)域，AR應(yīng)用已經(jīng)被整合進(jìn)一些教學(xué)法中。不過還需要進(jìn)一步的研究到底AR會給 教師和學(xué)生提供那些具體的益處。當(dāng)然，AR比VR更容易應(yīng)用到課堂中。很多人對VR教育會有擔(dān)憂，但構(gòu)建于現(xiàn)實世界的AR就沒什么好擔(dān)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(xué)習(xí)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(rèn)知方面將2D概念轉(zhuǎn)化為3D有困難的學(xué)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(xué)生回想以前有親身經(jīng)歷的體驗，和之前學(xué)到的知識建立更深的聯(lián)系。關(guān)于能否創(chuàng)造團(tuán)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(tuán)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(jìn)課程設(shè)計和教學(xué)計劃。AR在教育領(lǐng)域的應(yīng)用會有一個非常陡峭但是令人興奮的學(xué)習(xí)曲線。