摘要：本文針對(duì)當(dāng)前高職院教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)的實(shí)際情況以及基于“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)”情境的教學(xué)資源的現(xiàn)狀，提出了基于“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)”情境的教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)方案，探討了基于“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)”的教學(xué)資源庫(kù)的建設(shè)意義、軟硬件建設(shè)以及具體的教學(xué)資源庫(kù)設(shè)計(jì)方案，為高職院校教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)提供了參考。

關(guān)鍵詞：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù) 高職院 教學(xué)資源庫(kù)

0 引言

在教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)的過(guò)程中，教師利用豐富的素材資源并結(jié)合自身的教學(xué)設(shè)計(jì)，形成若干門課程資源，讓學(xué)生在線自主學(xué)習(xí)、教師教學(xué)參考，同時(shí)起到在線答疑、討論的作用。在教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)過(guò)程中應(yīng)包含多種形式的教學(xué)資源，如專業(yè)級(jí)資源、課程級(jí)資源、素材級(jí)資源等等。根據(jù)教育理論的認(rèn)知過(guò)程、情感過(guò)程、教與學(xué)的交融過(guò)程，在設(shè)計(jì)教學(xué)資源時(shí)必須根據(jù)學(xué)習(xí)者的教學(xué)認(rèn)知能力并遵循教學(xué)規(guī)律來(lái)設(shè)計(jì)不同類型教學(xué)模式、各種表現(xiàn)形式的教學(xué)資源，滿足不同類型、不同目的、不同課程類型的學(xué)習(xí)者。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Augmented Reality，AR）類型的資源庫(kù)素材能再現(xiàn)真實(shí)的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程、本質(zhì)地表現(xiàn)真實(shí)的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程、陳述與解釋真實(shí)的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程。教學(xué)資源中運(yùn)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可將仿真生成的虛擬物體或其它信息疊加到真實(shí)實(shí)踐場(chǎng)景中，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)的“增強(qiáng)”，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)資源素材實(shí)現(xiàn)了在真實(shí)場(chǎng)景中融入仿真的虛擬信息的能力，加強(qiáng)了觀察者與真實(shí)世界之間的聯(lián)系，促進(jìn)了學(xué)習(xí)者掌握知識(shí)和技能的目的。因此，我們?cè)诮虒W(xué)資源庫(kù)開發(fā)過(guò)程中采用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計(jì)了大量的實(shí)踐教學(xué)資源。

1 “增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)”在教學(xué)中的重要性

在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)過(guò)程中，為了激發(fā)學(xué)生的興趣，大多采用了教學(xué)視頻、實(shí)物模型、資料圖片等教學(xué)素材，這雖能激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，但由于實(shí)際教學(xué)情境變化少、交互方式單一，沒有給學(xué)生以生動(dòng)活潑的表現(xiàn)力、豐富的多感官刺激，學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中就會(huì)感到單調(diào)乏味。如果利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)創(chuàng)設(shè)教學(xué)學(xué)習(xí)情景就能加強(qiáng)學(xué)生的交互性、現(xiàn)場(chǎng)感，優(yōu)化教學(xué)效果。

利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)的教學(xué)資源素材，可以在仿真的虛擬情境中增加輔助語(yǔ)境信息，學(xué)習(xí)者可將真實(shí)日常生活情境和所學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行真實(shí)自然的融合。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)可實(shí)現(xiàn)3D交互，不僅突破傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)教學(xué)方式中所普遍采用的觀察法、實(shí)踐法，而且使實(shí)踐教學(xué)的操作過(guò)程、空間抽象知識(shí)更加直觀化、形象化，使學(xué)習(xí)者更易于理解。學(xué)習(xí)者可操縱角色與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中的對(duì)象實(shí)現(xiàn)3D交互，學(xué)習(xí)過(guò)程中具備沉浸感和現(xiàn)場(chǎng)操作的逼真性。綜上，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作的教學(xué)資源庫(kù)素材與傳統(tǒng)的教學(xué)媒體相比有更大的優(yōu)越性、獨(dú)特性。

2 基于“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)”教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)的意義

2.1 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)資源庫(kù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)圖形、融合顯示、圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺等多門學(xué)科的綜合，由于硬件環(huán)境的建立、軟件的開發(fā)極具復(fù)雜性，所以我們開發(fā)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)教學(xué)資源的建立要有系統(tǒng)性。利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以建立各種虛擬實(shí)驗(yàn)室，如計(jì)算機(jī)硬件組裝、機(jī)械車床的構(gòu)造、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配、化學(xué)工程涉及危險(xiǎn)性實(shí)驗(yàn)等等，這些資源和傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室相比具備無(wú)比的優(yōu)勢(shì)，有利于學(xué)生的技能訓(xùn)練。如計(jì)算機(jī)維護(hù)課的各種硬件裝配，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的故障檢修，化學(xué)課上的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)，高分子材料的配方實(shí)驗(yàn)等知識(shí)全部都可以以三維的形式呈現(xiàn)出來(lái)，學(xué)生可以實(shí)時(shí)參與進(jìn)去，并與其中物體進(jìn)行實(shí)時(shí)3D互動(dòng)，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)設(shè)的虛擬信息和實(shí)物信息情景，可充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，大大提升學(xué)習(xí)效率。

2.2 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高職院多媒體教學(xué)中有廣泛的應(yīng)用空間。對(duì)于高職院的學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)中易于接受直觀形象的事物，喜歡課堂中融入趣味性學(xué)習(xí)素材。根據(jù)建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論，創(chuàng)建直觀形象、趣味性的學(xué)習(xí)情境可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)資源素材包含豐富的聲音技術(shù)、三維影像、動(dòng)漫制作等媒體信息，能刺激學(xué)習(xí)者的感官，激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，學(xué)習(xí)者也可以進(jìn)行交互式的操作，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)教學(xué)資源庫(kù)通過(guò)學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)、多媒體呈現(xiàn)的感官刺激、交互操作、多重任務(wù)設(shè)計(jì)、合作交流、及時(shí)反饋等環(huán)節(jié)，極大地提高了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)興趣。

2.3 建立專業(yè)的開發(fā)團(tuán)隊(duì)。除了高職學(xué)院的教學(xué)資源庫(kù)以外，還可以拓展到學(xué)前教育，多媒體游戲開發(fā)、角色扮演、景點(diǎn)旅游導(dǎo)航等各個(gè)方面。尤其是多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)課程的開發(fā)應(yīng)建立專業(yè)的開發(fā)團(tuán)隊(duì)，多出精品，更好地為教育教學(xué)服務(wù)。

3 “基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)”教學(xué)資源庫(kù)的建設(shè)

3.1 專業(yè)軟件?；谠鰪?qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)資源庫(kù)開發(fā)過(guò)程中，成熟的軟件有ARToolKit、Coin3D和MR Platform等。利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)軟件可以方便地創(chuàng)設(shè)教育情景，對(duì)學(xué)生進(jìn)行教育。情境-陶冶教學(xué)策略創(chuàng)始人心理學(xué)家洛扎諾（G. Lozanov）認(rèn)為，創(chuàng)設(shè)與現(xiàn)實(shí)生活類似的情境，讓學(xué)生在思想高度集中但精神完全放松的情境下進(jìn)行學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)中通過(guò)與他人的充分交流和合作，提高學(xué)生的合作精神和自主能力，以達(dá)到陶冶個(gè)性和培養(yǎng)人格的目的。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)于教育的歷史上有幾個(gè)比較知名的案例，如哥倫比亞大學(xué)開發(fā)的移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)（MARS），可為校園景觀添加虛擬的多媒體信息，幫助學(xué)習(xí)者了解學(xué)校的歷史；北京理工大學(xué)王涌天教授利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)作的大型主題景觀《雪山忠魂》，成為進(jìn)行愛國(guó)主義教育的典范。

3.2 學(xué)習(xí)終端。隨著計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)的發(fā)展，如何建設(shè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在線網(wǎng)絡(luò)資源庫(kù)是一個(gè)重要的發(fā)展方向。本教學(xué)資源庫(kù)的建立，學(xué)習(xí)者可利用移動(dòng)終端通過(guò)GPS、無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)連上因特網(wǎng)（如圖1所示）進(jìn)行學(xué)習(xí)。我們?yōu)閷W(xué)習(xí)者開發(fā)了基于Flash技術(shù)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)Web方案，該Web方案在使用過(guò)程中無(wú)需安裝軟件和下載插件，就能為廣大學(xué)習(xí)者提供豐富多彩的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)教學(xué)資源。

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圖1

學(xué)習(xí)者可以利用智能手機(jī)在線學(xué)習(xí)教學(xué)資源庫(kù)中的內(nèi)容?；贔lash技術(shù)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)Web方案通過(guò)GPS、手機(jī)攝像頭和移動(dòng)AR軟件的結(jié)合，組成一個(gè)全新的Web教學(xué)技術(shù)系統(tǒng)。在各種教學(xué)資源案例中，虛擬仿真信息被疊加在實(shí)時(shí)捕捉的真實(shí)環(huán)境上，實(shí)現(xiàn)了真實(shí)信息與虛擬信息疊加，現(xiàn)場(chǎng)感觸手可及。利用移動(dòng)終端學(xué)習(xí)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)資源是AR應(yīng)用的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，如果能和目前流行大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程（massive open online courses，簡(jiǎn)稱MOOC）相結(jié)合，把豐富多彩的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)資源課程提供給廣大學(xué)習(xí)者，有利于中國(guó)大學(xué)教育現(xiàn)狀的改革，促進(jìn)高考升學(xué)選拔制度的優(yōu)化，可全面貫徹素質(zhì)教育方針，逐步實(shí)現(xiàn)大學(xué)教育的普及，有著一定的現(xiàn)實(shí)意義。

4 資源庫(kù)設(shè)計(jì)方案

主要是針對(duì)教學(xué)資源的形式、類型不足，利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)沉浸感、交互性教學(xué)資源課件開發(fā)，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)資源庫(kù)課件形式的單一。

4.1 基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的傳遞接受式教學(xué)課件開發(fā)及資源庫(kù)建設(shè)

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4.2 基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的個(gè)別化教學(xué)課件開發(fā)及資源庫(kù)建設(shè)

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4.3 基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研討型教學(xué)課件開發(fā)及資源庫(kù)建設(shè)

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4.4 基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的探索式教學(xué)課件開發(fā)及資源庫(kù)建設(shè)

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4.5 基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的自主學(xué)習(xí)型教學(xué)課件開發(fā)及資源庫(kù)建設(shè)

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5 結(jié)語(yǔ)

在傳統(tǒng)教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)中，無(wú)法實(shí)時(shí)觀察具體實(shí)踐操作的具體細(xì)節(jié)，所以我們研發(fā)了基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教學(xué)資源庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)情境的真實(shí)和虛擬相融合交互。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)的工程，教學(xué)資源的開發(fā)極具復(fù)雜性，因此需要越來(lái)越多專業(yè)人士組成專業(yè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行開發(fā)研究。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)作為教學(xué)中的新型學(xué)習(xí)工具，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中有較大的發(fā)展空間和應(yīng)用前景，應(yīng)和目前流行大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程（massive open online courses，簡(jiǎn)稱MOOC）相結(jié)合。迄今為止，利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)的教學(xué)資源素材還比較少，雖然建立基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教學(xué)資源庫(kù)比較復(fù)雜，但我們真誠(chéng)希望有志之士能夠積極投身于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)資源庫(kù)開發(fā)事業(yè)中，擴(kuò)大其在教學(xué)中的應(yīng)用深度和廣度，促進(jìn)中國(guó)大學(xué)教育現(xiàn)狀的改革、促進(jìn)高考升學(xué)選拔制度的優(yōu)化，全面貫徹素質(zhì)教育方針。

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項(xiàng)目來(lái)源：

本文系江蘇徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)改革研究課題《基于“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)”的高職院教學(xué)資源庫(kù)構(gòu)建研究》（項(xiàng)目編號(hào)：11150886

4999021705）研究成果。

作者簡(jiǎn)介：

張敬齋（1970-），男，江蘇徐州人，碩士，徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息管理技術(shù)學(xué)院副教授，現(xiàn)為中國(guó)傳媒大學(xué)訪問(wèn)學(xué)者，研究方向：計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、多媒體實(shí)用技術(shù)。