朱曉莉 張 耀 王 維

（蘇州工業(yè)園區(qū)服務(wù)外包職業(yè)學(xué)院,江蘇 蘇州 215123）

1 前言

增強現(xiàn)實(Augmented Reality，AR)是指利用計算機制作的三維數(shù)據(jù)、視頻、音頻和不同傳感器融合，通過硬件將生成的虛擬物體與現(xiàn)實場景內(nèi)容進行信息的無縫集成，使虛擬信息疊加到現(xiàn)實世界形成仿真的感官體驗。例如，科普類AR互動繪本，將圖形圖像元素進行三維立體塑造，讓讀者能夠通過客戶端掃描設(shè)計MARK，了解人物、動物等相關(guān)科普知識。又如，利用AR技術(shù)對歷史遺跡、傳統(tǒng)技藝進行呈現(xiàn)，達到歷史文物的還原和“復(fù)活”。

自媒體時代，增強現(xiàn)實技術(shù)隨著不斷發(fā)展逐漸被大眾所廣泛應(yīng)用，也逐漸深入到教育與文化領(lǐng)域當(dāng)中，推動教育教學(xué)工作。我國教育部等五部門發(fā)布的《教師教育振興行動計劃（2018—2022）》提出要“充分利用云計算、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實、人工智能等新技術(shù)，推進教師教育信息化教學(xué)服務(wù)平臺建設(shè)和應(yīng)用，推動以自主、合作、探究為主要特征的教學(xué)方式變革”。對于教育出版來說，增強現(xiàn)實技術(shù)作為一種交互性應(yīng)用型的新興技術(shù)，適用于不同階段和學(xué)科的教育內(nèi)容，可以促進教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的發(fā)展。如何科學(xué)地尋找教育出版數(shù)字化的方向是亟待思考的問題[1]。

2 增強現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到教育出版中的新視野

2.1 增加多元化閱讀體驗

增強現(xiàn)實技術(shù)融合音頻、視頻、文字、動畫等元素，能改變教育出版物的閱讀體驗，通過多感官沉浸式體驗提升教育樂趣。該技術(shù)可以使學(xué)習(xí)者通過智能移動終端（智能手機、穿戴式終端、AR眼鏡）和小程序、APP將虛擬交互內(nèi)容從聽覺、視覺沉浸到三維虛擬場景，與虛擬角色進行互動，實現(xiàn)知識內(nèi)容的虛擬構(gòu)建。原本枯燥的知識點內(nèi)容變得可視化，把抽象、復(fù)雜的閱讀內(nèi)容以數(shù)字化的方式呈現(xiàn)出來，學(xué)習(xí)者能更直觀且身臨其境地感受閱讀樂趣[2]。增強現(xiàn)實技術(shù)可以提供大量的教學(xué)資源，通過教育出版物UI選項，學(xué)習(xí)者可有選擇性地學(xué)習(xí)章節(jié)內(nèi)容，實現(xiàn)教育內(nèi)容的拓展，掌握系統(tǒng)化的知識；還可以把教育過程融入游戲式學(xué)習(xí)過程中，有效提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，比如AR課件（如圖1所示）。

圖1 AR課件

2.2 激發(fā)學(xué)習(xí)者創(chuàng)造性思維

由于增強現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)的數(shù)字內(nèi)容都是三維立體的，區(qū)別于傳統(tǒng)教育出版物二維平面圖像，非常直觀、立體、形象，實現(xiàn)視覺、聽覺、觸覺等不同感官的學(xué)習(xí)體驗，可將難以實現(xiàn)的教育情境進行展現(xiàn)，在教授技能的同時激發(fā)學(xué)習(xí)者創(chuàng)造性思維。很多枯燥的教學(xué)內(nèi)容融入增強現(xiàn)實技術(shù)具有更強表現(xiàn)力和吸引力。例如特殊的地理環(huán)境、歷史事件、歷史古跡等受環(huán)境場地限制的事物都可以通過增強現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建教育情境進行展示，讓學(xué)習(xí)者對所學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生更多創(chuàng)造性理解。又如用增強現(xiàn)實技術(shù)進行藝術(shù)創(chuàng)作，體驗陶瓷、石雕、核雕等非物質(zhì)文化遺產(chǎn)傳承，教學(xué)情境使用移動客戶端或網(wǎng)絡(luò)獲得數(shù)字藝術(shù)自主創(chuàng)作，學(xué)習(xí)新知，動手做，用腦想，將傳統(tǒng)的理論講授過程變成互動沉浸式體驗，增強了學(xué)習(xí)成就感和創(chuàng)作熱情。如圖2所示，整合教育資源，構(gòu)建教育情境，將增強現(xiàn)實技術(shù)融入教育出版物中，構(gòu)建基于數(shù)字媒體環(huán)境下的混合教育情境，最大限度激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維。

圖2 “AR”教育情境

2.3 學(xué)習(xí)信息數(shù)據(jù)反饋

增強現(xiàn)實技術(shù)可以通過互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流形式對教學(xué)過程中學(xué)生的學(xué)習(xí)進度和內(nèi)容進行報告反饋。這種信息獲取方式極大地提高了教師教學(xué)內(nèi)容反饋的效率，也具有一定的教學(xué)情況分析參考價值，有助于了解學(xué)生學(xué)習(xí)掌握情況、授課應(yīng)用情況，幫助老師尋找最適合的教學(xué)計劃。通過增強現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于教育出版物進行學(xué)習(xí)知識點的標(biāo)記，教師可以從數(shù)據(jù)記錄和分析內(nèi)容中找到學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的內(nèi)容難點，有針對性地為學(xué)生提供解答以及在下次教學(xué)過程當(dāng)中重點分析講解，提升教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。傳統(tǒng)的數(shù)字出版物無法與學(xué)習(xí)者進行互動，也存在無法對學(xué)習(xí)者進行信息化數(shù)據(jù)跟蹤的情況。增強現(xiàn)實技術(shù)可以幫助學(xué)習(xí)者通過學(xué)習(xí)內(nèi)容通關(guān)模式進行循序漸進的認(rèn)知和提升，數(shù)字化學(xué)習(xí)使學(xué)習(xí)內(nèi)容具有穩(wěn)定性和拓展性。

2.4 教學(xué)模式智能數(shù)字化

自媒體時代的到來，將數(shù)字化、信息化教學(xué)方式融入傳統(tǒng)教學(xué)方式當(dāng)中，是信息化教學(xué)改革的重要現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段。增強現(xiàn)實技術(shù)融合傳統(tǒng)教學(xué)出版物應(yīng)用于課堂教學(xué)，是教學(xué)改革發(fā)展的重要趨勢?？梢詫W(xué)習(xí)內(nèi)容匯編為圖書、報紙、期刊等各種印刷品，讓移動電子設(shè)備的攝像頭掃描這些印刷品上設(shè)計好的圖片或者標(biāo)志印記，電子設(shè)備攝像頭會對二維圖片進行識別，通過電子客戶端的屏幕顯示器獲得虛擬的數(shù)字化教學(xué)內(nèi)容。增強現(xiàn)實融合教育出版物為教師提供新的信息化教學(xué)手段，拓展課堂教學(xué)數(shù)字化內(nèi)容，將2D紙質(zhì)平面的知識內(nèi)容變成沉浸式的3D互動知識內(nèi)容，將不同學(xué)科的知識內(nèi)容變成知識庫和數(shù)據(jù)庫，讓學(xué)生通過數(shù)字化實時成像方式更直觀地了解學(xué)習(xí)內(nèi)容，并對學(xué)習(xí)內(nèi)容全方位切合實際地理解和認(rèn)知。這種促進教學(xué)模式智能化的方法轉(zhuǎn)變，改變了傳統(tǒng)教學(xué)過程僅通過文字或者2D圖片方式傳達的枯燥的學(xué)習(xí)過程，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，多角度推動學(xué)生主動學(xué)習(xí)能力。

3 增強現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到教育出版中的局限性

3.1 教學(xué)資源不足的局限性

盡管增強現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到教育領(lǐng)域為教育帶來了很多益處，但是現(xiàn)有增強現(xiàn)實教育資源仍舊不足。目前市場上有一部分教育游戲APP、以增強現(xiàn)實技術(shù)為基礎(chǔ)制作的智能圖書或者繪本，但對于巨大的教育教學(xué)市場需求來說，增強現(xiàn)實教學(xué)資源非常少，并且教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計場景相對單一和局限，缺乏了解教學(xué)方法的應(yīng)用型學(xué)者參與開發(fā)，目前還不能滿足大量學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求。

3.2 技術(shù)內(nèi)容的局限性

在資源開發(fā)的過程中，需要設(shè)計者對教學(xué)資源充分地了解，教學(xué)情境資源的互動內(nèi)容需要更多的計算機研發(fā)人才和教育工作者合作進行開發(fā)。很多教育工作者不了解增強現(xiàn)實技術(shù)，甚至接觸過增強現(xiàn)實技術(shù)的教育工作者少之又少，更加難以開發(fā)相應(yīng)的教學(xué)資源。而通過市場上的相關(guān)科技公司幫助開發(fā)移動增強現(xiàn)實教學(xué)資源，存在著技術(shù)內(nèi)容與教學(xué)內(nèi)容銜接的靈活性不足以及局限性，對開發(fā)者自身的技術(shù)水平和綜合水平的要求更高。硬件設(shè)備如VR眼鏡或者頭盔，會或多或少使人產(chǎn)生佩戴的眩暈感，影響學(xué)習(xí)者的視覺體驗；系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)性能不佳、開發(fā)速度較慢、互動效果不充分等問題都需要技術(shù)的支持。目前增強現(xiàn)實技術(shù)處于發(fā)展的初期，還不能完全滿足學(xué)習(xí)內(nèi)容呈現(xiàn)的全部細(xì)節(jié)要求，需要更長的時間、更全面的技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)領(lǐng)域，推動教育系統(tǒng)的發(fā)展。

3.3 開發(fā)成本的局限性

增強現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用的基本硬件需求、數(shù)字資源開發(fā)和制作以及程序編寫人員的成本都相對較高，現(xiàn)階段國內(nèi)增強現(xiàn)實教育出版物數(shù)量上和類別上仍較為有限，因此增強現(xiàn)實技術(shù)在教育出版數(shù)字化領(lǐng)域的普及還有一定的困難。例如，增強現(xiàn)實類教育出版物在開發(fā)過程中會配套提供教育類APP，但一些舒適度高的VR眼鏡價格高達幾千元，1本AR繪本的內(nèi)容模型、動畫等制作成本可高達數(shù)十萬元，因而開發(fā)成本較高，如果降低成本，教育出版數(shù)字化的效果就會大打折扣，比如運行過程出現(xiàn)卡頓、內(nèi)容顯示質(zhì)量降低、內(nèi)容結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、3D模型精細(xì)度較低等。

4 推進增強現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到教育出版中的建議

4.1 重視教育出版數(shù)字化人才的培養(yǎng)

基于目前移動增強現(xiàn)實教學(xué)資源相對較少，增強現(xiàn)實技術(shù)對教師的信息化綜合素質(zhì)要求比較高，增強現(xiàn)實技術(shù)深入應(yīng)用到教學(xué)過程中需要一系列技術(shù)支持，亟待重點培育數(shù)字內(nèi)容設(shè)計以及數(shù)字技術(shù)整合的復(fù)合型人才。教育出版數(shù)字化人才培養(yǎng)可以采用項目實踐的教學(xué)模式，讓學(xué)生通過多看、多聽、多操作的方式，將理論與實際相互結(jié)合。例如，選擇一門數(shù)字繪本教育案例，學(xué)生以完成案例為路線進行應(yīng)用技術(shù)的理論學(xué)習(xí)和實踐操作，收集參考圖片和素材，應(yīng)用3Ds max、Maya、C4D等三維數(shù)字建模軟件對圖片素材進行數(shù)字模型制作，通過引擎軟件Unity 3D進行編程開發(fā)，生成可執(zhí)行文件，學(xué)習(xí)者可以應(yīng)用智能移動客戶端掃描生成的Mark觀看3D數(shù)字繪本項目成果。完善針對數(shù)字教育人才的激勵制度，結(jié)合項目資金和資源分配，鼓勵培養(yǎng)對象到行業(yè)或者專門的培訓(xùn)機構(gòu)進行技能提升。對于優(yōu)秀的數(shù)字教育人才要提供重點支持，將其作為教育重點資助人才培養(yǎng)。高校也可以和企業(yè)進行合作，讓數(shù)字出版人才實現(xiàn)特定人才培養(yǎng)，充分吸收多學(xué)科的方法和理念，結(jié)合業(yè)界和學(xué)界聯(lián)合培養(yǎng)數(shù)字出版人才。

4.2 創(chuàng)新內(nèi)容形式，完善教育出版實際需求

利用增強現(xiàn)實技術(shù)，創(chuàng)新內(nèi)容形式，使教育出版內(nèi)容形成趣味知識傳遞，給學(xué)習(xí)者帶來新鮮感。虛擬數(shù)字化出版方式誕生新型知識傳播方法，突破傳統(tǒng)出版方式的教育模式，滿足學(xué)習(xí)者需求，打造大量的數(shù)字資源。以找準(zhǔn)教育對象以及教育內(nèi)容為出發(fā)點，剖析、整合、創(chuàng)新、完善教育出版內(nèi)容，貼近學(xué)習(xí)者需求。通過掃描二維平面的圖案或者標(biāo)記進行識別和計算，讓學(xué)習(xí)者可以獲得獨特和個性化教學(xué)內(nèi)容，數(shù)字內(nèi)容可以多形象、多元化地呈現(xiàn)出來，幫助學(xué)習(xí)者對知識的理解和記憶，提高學(xué)習(xí)興趣和注意力。比如，在臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的教學(xué)環(huán)境中，設(shè)計增強現(xiàn)實臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)輔助APP，讓學(xué)生在虛擬場景中全方位地觀摩、學(xué)習(xí)、操作臨床知識，包括觀察和解剖人體器官，提高臨床熟練程度，體驗不一樣的教育形式。

4.3 加強教育資源與技術(shù)的融合實現(xiàn)增值

數(shù)字化的教育資源出版內(nèi)容與增強現(xiàn)實技術(shù)融合，可豐富教育信息資源，實現(xiàn)高附加值。隨著創(chuàng)意經(jīng)濟時代數(shù)字媒體技術(shù)的不斷發(fā)展，學(xué)生在學(xué)習(xí)和掌握專業(yè)技能的過程中，越來越傾向于電子與紙質(zhì)結(jié)合的學(xué)習(xí)方式，電子閱讀學(xué)習(xí)時間的比重越來越大于紙質(zhì)閱讀，教育內(nèi)容和形式也趨于多樣化。設(shè)計優(yōu)秀的數(shù)字媒體教材，并應(yīng)用于教學(xué)過程，可以組織數(shù)字媒體相關(guān)企業(yè)導(dǎo)師和有經(jīng)驗的教師自編教材，根據(jù)行業(yè)動態(tài)實時修訂，保證專業(yè)核心課程內(nèi)容技術(shù)和成果與行業(yè)對接。相對于傳統(tǒng)意義的單一模式來說，教育數(shù)字出版內(nèi)容可以通過不同的傳遞渠道交叉?zhèn)鬟f信息，形成復(fù)合型模式環(huán)境，構(gòu)建高效個性化交互式課堂。例如，運用增強現(xiàn)實技術(shù)進行生物、化學(xué)、物理等危險以及不可控的實驗環(huán)境模擬，虛擬實驗包含操作的每個步驟和實驗過程所需要的工具，以及文字說明，訓(xùn)練實驗操作技能。應(yīng)用增強現(xiàn)實技術(shù)與實驗環(huán)境融合的虛擬場景，避免因為危險環(huán)境以及場地人數(shù)限制產(chǎn)生環(huán)境的破壞或者人員傷亡，使學(xué)生在虛擬場景中模擬實驗，應(yīng)用虛擬設(shè)備訓(xùn)練，提升實驗設(shè)備或裝置的代入感，零風(fēng)險、低成本地提高訓(xùn)練效果，提升學(xué)生的實驗操作技能。

4.4 創(chuàng)新教育出版產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的經(jīng)營模式

積極探索教育出版產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)盈利模式和商業(yè)模式，把握國家政策導(dǎo)向，推動出版產(chǎn)業(yè)與教育資源的整合業(yè)務(wù)開發(fā)，以及教育數(shù)字出版行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。國家新聞出版署發(fā)布并于2019年7月開始實施《出版物AR技術(shù)應(yīng)用規(guī)范》，對于有一定影響力的出版社，應(yīng)該融合教育資源以及技術(shù)部門，合作推進增強現(xiàn)實技術(shù)在教育數(shù)字出版中的應(yīng)用，通過第三方電商平臺、出版方自建數(shù)字平臺進行推廣發(fā)行，構(gòu)建自媒體時代新型產(chǎn)業(yè)合作關(guān)系網(wǎng)絡(luò)。完善售后服務(wù)，對于出版的媒體內(nèi)容應(yīng)該有專門的維護和升級功能，保證隨著教育發(fā)展過程知識點的變化進行更新；轉(zhuǎn)換更加合理的閱讀操作模式，提升閱讀體驗，完善管理水平，增加增強現(xiàn)實數(shù)字出版物的市場競爭力。

5 結(jié)語

目前國內(nèi)教育出版數(shù)字化領(lǐng)域應(yīng)用增強現(xiàn)實技術(shù)還處于發(fā)展初期，還存在著交互內(nèi)容局限性以及呈現(xiàn)的數(shù)字素材相對較少的問題，但是應(yīng)用增強現(xiàn)實技術(shù)對于教育數(shù)字出版教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)效率以及興趣的提高有很大幫助。增強現(xiàn)實技術(shù)還處于新型技術(shù)的前沿，需要更多的復(fù)合型技術(shù)人員進行開發(fā)和創(chuàng)新，增強現(xiàn)實技術(shù)的設(shè)備更新以及技術(shù)發(fā)展將會在教育領(lǐng)域扮演重要角色。