摘 要：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)是一種將真實(shí)世界和虛擬世界“無縫”融合的新技術(shù)，能夠讓學(xué)習(xí)者從全新的角度去探索學(xué)習(xí)的樂趣。本研究提出一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的移動(dòng)學(xué)習(xí)模式，構(gòu)建了基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的移動(dòng)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)演示平臺，并應(yīng)用于室內(nèi)設(shè)計(jì)課程的教學(xué)中，為學(xué)習(xí)者提供全新的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，解決了室內(nèi)設(shè)計(jì)課程中，某些概念難以用傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式來講解的難題。通過教學(xué)過程中的操作評價(jià)與反饋調(diào)查，基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的移動(dòng)學(xué)習(xí)模式能夠讓學(xué)生進(jìn)入一個(gè)新的學(xué)習(xí)維度，學(xué)生可以很容易地想象室內(nèi)設(shè)計(jì)中的空間關(guān)系，理解復(fù)雜的概念，能有效地改善學(xué)生對室內(nèi)設(shè)計(jì)的空間認(rèn)知度，提高學(xué)生對室內(nèi)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)興趣。

關(guān)鍵詞：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí);移動(dòng)學(xué)習(xí);空間認(rèn)知;虛擬世界

0 引言

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》中，已明確指出了教育的研究目標(biāo)：“信息技術(shù)對教育發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視。”隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高科技已經(jīng)滲透到教育領(lǐng)域。然而，在室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)中依然采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，明顯滯后于現(xiàn)代信息化社會。Gredvig等人認(rèn)為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，簡稱 AR）技術(shù)作為新興教育技術(shù)手段之一，將對教學(xué)媒體工具的變革，對教學(xué)模式、教育方法以及教育理念等產(chǎn)生重要的影響。美國新媒體聯(lián)盟（NMC，New Media Consortium）早在2002年就曾在其主導(dǎo)的“地平線研究項(xiàng)目”中預(yù)測增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)是最有前景的教育信息化技術(shù)，并將在教育領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

1 文獻(xiàn)回顧

1.1 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）是在近幾年發(fā)展起來的一種新興技術(shù)，它將計(jì)算機(jī)所形成的虛擬信息內(nèi)容疊加到現(xiàn)實(shí)中的真實(shí)場景，對真實(shí)世界進(jìn)行補(bǔ)充，使人們在視覺、聽覺、觸覺等方面增強(qiáng)對真實(shí)世界的體驗(yàn)，并能顯著地改善使用者與環(huán)境之間的交互關(guān)系。甚至增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)將變得更加人性化，它能夠?qū)⒊两降捏w驗(yàn)引入人與人之間的交流中。因?yàn)樗С指拍钬S富的真實(shí)教育情景，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。[1]在教育領(lǐng)域最早運(yùn)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的案例是Billinghurst在2002年制作的Magic Book（魔法書）。[2]該案例是讓兒童戴上增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡，可以看到書本上虛實(shí)結(jié)合的場景。此外，Brown和Gabbard[3]描述了個(gè)性化學(xué)習(xí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的組合如何產(chǎn)生更好的學(xué)習(xí)過程。研究表明，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)能夠以更適當(dāng)?shù)姆绞綕M足每個(gè)學(xué)生的特定需求，為此他們提出了一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的學(xué)習(xí)過程模型，該學(xué)習(xí)過程采用了一種稱為“生態(tài)發(fā)現(xiàn)”的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）模型，它包括一個(gè)在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)教育資源的生態(tài)學(xué)習(xí)過程，并將其作為對教育環(huán)境的補(bǔ)充，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

總之，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的發(fā)展為教育領(lǐng)域提供了無限的可能，從兒童教育到老年教育。研究人員和教育工作者已開始認(rèn)識到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的教學(xué)潛力。在最近的文獻(xiàn)回顧中，Alrashidi等人對68篇科技文獻(xiàn)中關(guān)于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)在教育、高等教育和成人培訓(xùn)等教育用途的優(yōu)點(diǎn)和局限性進(jìn)行了歸納，將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)在教育領(lǐng)域中的優(yōu)勢總結(jié)為以下三點(diǎn)：

（1）提高了學(xué)生的學(xué)業(yè)成績：通過激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，增進(jìn)學(xué)生對知識點(diǎn)的理解，使學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度更加積極，提高了學(xué)習(xí)的滿意度。

（2）促進(jìn)了教學(xué)中的互動(dòng)，增強(qiáng)教學(xué)樂趣：通過引導(dǎo)學(xué)生的積極參與，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為教師與學(xué)生之間提供了合作機(jī)會，改善了學(xué)生與教師之間的合作與交流情況，增進(jìn)了學(xué)生與教師之間的互動(dòng)，促進(jìn)了學(xué)生自我學(xué)習(xí)的熱忱。

（3）其他抽象概念的可視化：便于學(xué)生使用，通過可視化的方式對抽象概念進(jìn)行直觀理解，并降低材料的成本。

1.2 移動(dòng)學(xué)習(xí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的融合

實(shí)際上，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)也可以被認(rèn)為是一種移動(dòng)技術(shù)。為了擴(kuò)大其在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)可能必須遵循移動(dòng)學(xué)習(xí)（M-learning）的軌跡，成為移動(dòng)學(xué)習(xí)的一個(gè)組成部分。

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我們已經(jīng)進(jìn)入數(shù)字時(shí)代的學(xué)習(xí)變革。世界各地的教育機(jī)構(gòu)正在迅速適應(yīng)這些新的學(xué)習(xí)方式，移動(dòng)學(xué)習(xí)（M-learning）就是這些新的學(xué)習(xí)方式之一。移動(dòng)學(xué)習(xí)將成為一種不可或缺的學(xué)習(xí)模式，既擴(kuò)大學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)空間，也增加了學(xué)習(xí)自主性。利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)與移動(dòng)通信技術(shù)建立自適應(yīng)的移動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境，將為學(xué)生建立個(gè)性化學(xué)習(xí)平臺。學(xué)生將以自己的進(jìn)度、興趣和能力推進(jìn)學(xué)習(xí)，并通過展示一個(gè)互動(dòng)層來指導(dǎo)學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)新內(nèi)容。因此，在移動(dòng)學(xué)習(xí)中融入增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)必將使移動(dòng)學(xué)習(xí)呈現(xiàn)出更加豐富多彩的內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和空間認(rèn)知能力。

本研究將以室內(nèi)設(shè)計(jì)課程為例，對融合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的移動(dòng)學(xué)習(xí)模式進(jìn)行探討。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)應(yīng)用于室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)中，既要有先進(jìn)技術(shù)作為保障，又要有相關(guān)室內(nèi)設(shè)計(jì)課程理論作為支撐。不僅能為教學(xué)實(shí)踐的指導(dǎo)起到“事半功倍”的作用，還能更好地提高教育的質(zhì)量。因此，本研究通過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)理論來指導(dǎo)實(shí)踐，將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)融入室內(nèi)設(shè)計(jì)課程中，以充分發(fā)揮信息技術(shù)在教育領(lǐng)域中的功能效應(yīng)。

2 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)支持下的室內(nèi)設(shè)計(jì)課程教學(xué)方法創(chuàng)新

通過引入增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)，對傳統(tǒng)的室內(nèi)設(shè)計(jì)課程的教學(xué)方法進(jìn)行創(chuàng)新，應(yīng)用該技術(shù)強(qiáng)大的支撐平臺以及相關(guān)的資源庫等，為室內(nèi)設(shè)計(jì)課程的教學(xué)服務(wù)，提高教學(xué)的深度和廣度。此外，通過與相關(guān)資源庫的鏈接，實(shí)時(shí)地掌握與室內(nèi)設(shè)計(jì)相關(guān)的市場前沿信息，增加教學(xué)信息量，提高教學(xué)過程中的互動(dòng)性和趣味性，具體在教學(xué)方法方面的創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

首先，要充分結(jié)合室內(nèi)設(shè)計(jì)課程的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)大綱的相關(guān)要求，對目前的室內(nèi)設(shè)計(jì)相關(guān)的市場情況進(jìn)行調(diào)研與分析，除了把握最新的市場動(dòng)向之外，還應(yīng)了解室內(nèi)設(shè)計(jì)學(xué)科的國內(nèi)外建設(shè)情況，并以此為基礎(chǔ)來選擇授課的教材及授課內(nèi)容。其次，對增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）的移動(dòng)學(xué)習(xí)模式進(jìn)行探討，建立基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的移動(dòng)學(xué)習(xí)原型。通過利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)，采用移動(dòng)學(xué)習(xí)理論模式，發(fā)揮增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的優(yōu)勢，把室內(nèi)設(shè)計(jì)課程建設(shè)成增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)數(shù)字化表現(xiàn)課程。為了建立基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的移動(dòng)學(xué)習(xí)模式，設(shè)計(jì)了基于項(xiàng)目導(dǎo)向的教學(xué)過程，包括教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、教學(xué)項(xiàng)目制定、教學(xué)的實(shí)施與檢查、評價(jià)與成果展示四階段，如圖1所示。

2.1 教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，簡稱P階段（Plan）

教師根據(jù)室內(nèi)設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)和課程要求，分析學(xué)生所需的能力和知識，設(shè)計(jì)合適的室內(nèi)設(shè)計(jì)項(xiàng)目。學(xué)生在教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段的活動(dòng)包括三個(gè)內(nèi)容：

一是借助基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的移動(dòng)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)演示平臺，了解室內(nèi)設(shè)計(jì)課程項(xiàng)目的要求，對項(xiàng)目教學(xué)任務(wù)進(jìn)行分工，讓學(xué)生知道應(yīng)當(dāng)完成的學(xué)習(xí)任務(wù)后，可以獲得哪些室內(nèi)設(shè)計(jì)的知識點(diǎn)，以及達(dá)到什么樣的知識水平和實(shí)踐技能。

二是教師利用虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)環(huán)境展示項(xiàng)目結(jié)果，讓學(xué)生對項(xiàng)目有一個(gè)直觀的認(rèn)知。

三是教師在充分考慮學(xué)生的知識及能力水平的基礎(chǔ)上，通過分組合作的學(xué)習(xí)方法把學(xué)生分組，并確定具體的完成時(shí)間進(jìn)度以及成果的評價(jià)方式。

2.2 教學(xué)項(xiàng)目制定階段，簡稱D階段（Do）

在教學(xué)項(xiàng)目制定階段，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)和小組協(xié)作學(xué)習(xí)這兩種方式參與到室內(nèi)設(shè)計(jì)課程教學(xué)中。首先，通過自主學(xué)習(xí)進(jìn)行相關(guān)的市場調(diào)研，確定項(xiàng)目實(shí)施目標(biāo)。然后，在小組協(xié)作學(xué)習(xí)中，對市場調(diào)研進(jìn)行分析，確定任務(wù)所涉及的各種要素，利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的移動(dòng)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)演示平臺進(jìn)行決策，確定任務(wù)的實(shí)施階段和步驟。

2.3 教學(xué)實(shí)施與檢查階段，簡稱C階段（Check）

學(xué)生在基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的移動(dòng)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)演示平臺上，按照已經(jīng)制定好了的項(xiàng)目任務(wù)逐步完成。教師借助基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的移動(dòng)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)演示平臺，實(shí)時(shí)地對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，學(xué)生與學(xué)生之間也可以互相交流任務(wù)完成情況。學(xué)生通過該實(shí)驗(yàn)演示平臺學(xué)習(xí)室內(nèi)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，完成制定的項(xiàng)目學(xué)習(xí)任務(wù)，在完成任務(wù)的過程中進(jìn)行知識的建構(gòu)，并最終形成室內(nèi)設(shè)計(jì)師的崗位技能。

2.4 評價(jià)與優(yōu)化階段，簡稱A階段（Ascension）

在評價(jià)階段才用線上與線下雙重考評制度。學(xué)生在基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的移動(dòng)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)演示平臺上展示自己的設(shè)計(jì)成果，并接受他人的評價(jià)與建議和教師的反饋信息。學(xué)生在課堂中匯報(bào)項(xiàng)目成果，相互對比自己與其他同學(xué)的成果，查找不足，教學(xué)相長。

3 結(jié)語

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的發(fā)展以及無線移動(dòng)設(shè)備的普及，為教育領(lǐng)域開辟了一個(gè)全新的教學(xué)發(fā)展空間。雖然傳統(tǒng)的多媒體教學(xué)能夠快速、有效地傳遞知識，也能提供多種感官刺激來吸引學(xué)生的注意力，在一定程度上提高了教學(xué)的效率，然而對于知識表達(dá)的完整性、空間設(shè)計(jì)的相關(guān)性、師生在教學(xué)過程中的互動(dòng)性，傳統(tǒng)的多媒體教學(xué)卻難以實(shí)現(xiàn)。本研究將基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)的移動(dòng)學(xué)習(xí)模式引入室內(nèi)設(shè)計(jì)課程教學(xué)中，不僅能夠?qū)W(xué)習(xí)情景置于真實(shí)和虛擬環(huán)境之間，而且還允許學(xué)生在任何空間、任何地點(diǎn)進(jìn)行體驗(yàn)式學(xué)習(xí)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)空間得到有效的擴(kuò)展，創(chuàng)造了學(xué)習(xí)走出教室的可能性，對傳統(tǒng)多媒體教學(xué)模式進(jìn)行改革，為學(xué)生提供了一種全新的學(xué)習(xí)模式。

參考文獻(xiàn)：

[1] Chamba-Eras L，Aguilar J . Augmented Reality in a Smart Classroom—Case Study：SaCI[J]. IEEE Revista Iberoamericana de Tecnologias del Aprendizaje，2017，12（4）：165-172.

[2] Billinghurst M，Kato H . Collaborative Augmented Reality[J]. Communications of the Acm，2002，45（7）：64-70.

[3] Brown T A M，Gabbard J L . Interactive learning methods：Leveraging persoalized learning and augmented reality[C]. International Conference on Interactive Collaborative Learning.IEEE，2015.

[4] Adams B S，Cummins，Davis，et al . NMC Horizon Report：2017 Higher Education Edition[J]. Journal of Open Learning，2017.

[5] Elizabeth F G，Rebecca F，Anne A，et al . Augmented Reality and Mobile Learning[J]. International Journal of Mobile and Blended Learning，2013，5（4）：43-58.

作者簡介：程嬌華（1981—），女，福建福州人，碩士，助教，從事環(huán)境設(shè)計(jì)與技術(shù)研究。