基于AR的线上线下混合式教学App的设计与实现

刘清岗

(陕西学前师范学院 信息工程学院，陕西 西安 710100)

0 引言

近年来，云计算、5G网络、虚拟现实等计算机技术快速发展的时代背景，深刻影响牵引着教育领域的变革，现阶段传统的课堂教学当中，教师往往对一些抽象、晦涩难懂的知识点难以讲解清楚，一定程度影响了学生的理解和掌握。比如口腔解剖学中牙体的各部分结构及相互作用关系，地理课中地球自转公转夹角关系等知识点，传统的依靠PPT图片或其他多媒体手段呈现出的是物体或场景的2D平面结构，学生需要将2D平面图形处理完毕后，映射到大脑中，脑补建模形成3D立体效果，这对很多学习者无疑是比较大的障碍，同而也无法真正保证和实现自主学习。运用增强现实(Augmented Reality，AR)技术，将抽象复杂的内容可视化、形象化，教师运用线上AR技术，将虚拟模型叠加到现实世界中[1]，直接在模型上面有声地勾勒讲解，以更直观、全面的方式呈现给学习者，会极大提升学习者的存在感、感官直觉和专注度，虚拟信息高度融合于现实世界主要体现为几何一致性、光照一致性和时间一致性[2]。实证研究结果表明，增强现实的元素所产生的可视化效果，能够大大加强学生对抽象概念和不可见现象的感知[3]。

1 App总体思路与方案

本款App的宗旨实现线上线下混合式教学，打通从书本图形到学生大脑建模的壁垒，让教与学通过网络进入同一个情境中，教师直接操作实物的仿真模型进行讲解，由此系统分为教师与学生两类角色，不同角色软件的功能模块侧重点不同，教师端侧重模型讲解，学生端侧重离线的模型控制。……