吳冬花，鄧麗娜

（1.甘肅省秦安縣第一幼兒園，甘肅秦安741600；2.西北師范大學教育技術學院，甘肅蘭州730070）

一、增強現(xiàn)實教學環(huán)境構建

（一）教學模式說明

認識動物是幼兒生命教育的重要組成部分，《兩棲動物的秘密》AR應用面向幼兒園日常教學，適用于中大班幼兒。在設計應用之前首先對設計內容進行了調查研究，確認了認識兩棲動物是中班教學大綱的內容[1]；其次對試點幼兒園的教學環(huán)境做了調查，日常的教學活動是以PC端為載體的多媒體教學。本文開發(fā)的AR應用包括4種兩棲動物（青蛙、蛇、鱷魚、烏龜）的3D模型、立體聲畫與虛擬場景，使用時無須安裝程序，直接打開應用便可以投影到移動設備和打印標記的任何地方。

（二）虛實融合方法

計算機通過識別自然圖像將虛擬教學資源虛擬疊加在真實場景中。自然圖像紋理越豐富，計算機越容易識別相關圖像。為了激發(fā)幼兒學習興趣，包含自然圖像的印刷品被設計成了符合幼兒喜好與大小的折頁，如下圖（a）。在確定自然圖像被計算機識別后，利用游戲引擎整合計算機視覺插件，將包含教學內容、三維模型、音頻資源和視頻資源的教學資源疊加在相應的真實場景中。

（三）沉浸感教學場景搭建

綜上所述，《兩棲動物的秘密》AR應用程序分為8個不同的場景，其中包含了4種兩棲動物，分別為青蛙、蛇、鱷魚和烏龜，每個動物對應兩個場景：3D動物模型與動畫短片，可以通過識別不同的標記來切換場景。為了使模型看起來栩栩如生，使用了紋理材質貼圖增加質感；為了讓幼兒進一步了解動物的習性與特征，設計了生動有趣的動畫短片，展示兩棲動物的生存環(huán)境，并在3D場景中加入了同步音頻，如蛙鳴等。如圖（b）（c）為部分虛實融合教學場景。

二、認知教學實驗

為了檢驗增強現(xiàn)實技術支持幼兒了解特殊動物的認知效果，以主題活動“兩棲動物的秘密”為例，做了完整的教學設計。該活動讓幼兒通過AR應用直接觀察4種兩棲動物并引導幼兒講出動物外形特征外，還通過動畫短片了解兩棲動物的生存環(huán)境和生活習性且能進行故事的復述。在以往的教學活動中，教師利用PPT課件進行演示和講解，為了考察增強現(xiàn)實技術支持幼兒認識特殊動物的教學效果是不是更好，本研究采用準實驗研究法，控制變量為“教學環(huán)境”，實驗組采用AR應用環(huán)境教學，對照組采用PPT環(huán)境教學，多媒體內容完全一致。實驗結果表明，采用AR應用環(huán)境教學優(yōu)于PPT環(huán)境教學。

三、認知教學環(huán)境評測

（一）增強現(xiàn)實應用對幼兒情感態(tài)度的影響

為了了解幼兒對AR應用的態(tài)度，實驗收集了實驗組幼兒（23人）的體驗反饋：幼兒均認為“拿折頁‘變出’小動物，非常好玩”；“相比于以前的課更喜歡今天這樣的”；對于“為什么喜歡今天的課”，有9名幼兒是因為“今天的課很有趣”，7名幼兒是因為“很神奇”，5名幼兒是因為“我變出了動物”，2名幼兒是因為“小動物很逼真，但不會咬人”。因此，可以得出《兩棲動物的秘密》AR應用很好地激發(fā)了幼兒的興趣，使幼兒更加喜愛課堂；新奇的增強現(xiàn)實技術能夠成功地吸引幼兒的注意力，使幼兒沉浸其中；良好的交互體驗幫助幼兒與周圍環(huán)境建立聯(lián)系，獲得有趣的自我體驗與滿足感。不僅如此，通過錄像觀察，發(fā)現(xiàn)實驗組的課堂氛圍較對照組明顯熱烈，幼兒注意力普遍集中?？梢哉J為增強現(xiàn)實應用對幼兒情感態(tài)度方面的影響是積極的。

（二）增強現(xiàn)實應用對教師發(fā)展的影響

在感知有用性調查中，引入了TAM技術接受模型[2]，90%的教師認為“逼真立體的3D動物吸引了幼兒的眼球”；70%的教師認為“畫面的可操作性增強了幼兒參與教學的欲望”；60%的教師認為“對新技術的好奇吸引幼兒進行探索”；40%的教師認為“AR環(huán)境使幼兒沉浸其中與小動物們積極互動”?？梢姡鰪姮F(xiàn)實技術能夠提高幼兒注意力、激發(fā)幼兒興趣、培養(yǎng)幼兒觀察力與交往能力等，是教學過程中的有效手段。

問卷結果顯示，90%的教師認為AR應用的人機交互界面操作簡單，體驗良好；80%的教師認為應用操作沒有難度，教師和幼兒都只需要簡單的指導和練習就能掌握操作要領；60%的教師認為應該多讓幼兒參與交互，在交互中獲得體驗滿足對提高教學效果卓有成效。

綜上所述，本文中的《兩棲動物的秘密》AR教學應用對于改善幼兒認知能力、培養(yǎng)幼兒情感、幫助教師發(fā)展都有著積極的作用和顯著的效果，因此可以認為增強現(xiàn)實應用輔助幼兒教學是有效可行的。

虛實融合教學資源場景