AR技术在小学美术教学中的应用

舒奇

摘   要：建构主义理论认为，学习是学习者基于原有的知识经验生成意义、建构理解的过程，强调学习者的主动性。“艺术来源于生活”，学生如果没有足够的生活经验，是无法刻画出美妙的世界的。增强现实（Augmented Reality，AR）技术的出现，能将学生带入超现实的情境之中，给学生真切的体验，帮助学生获得更多的经验，给美术教育教学带来了巨大的机遇。

关键词：建构主义   AR技术   美术教学

“信息革命”被称为世界“第四次工业革命”，对于人类社会的发展具有里程碑式的意义。“增强现实”（Augmented Reality，AR）技术正是“信息革命”中至关重要的一部分。现代教育技术和信息技术融合可以促进教学模式的创新、教学内容的改变、教学观念的更新、学习方式的改变，本文从“微景观设计”社团课程教学实践出发，阐述AR技术应用于美术教学的意义、AR软件的应用、存在的问题和相应的对策。

一、AR技术的发展

AR技术是指对真实环境“增加”虚拟数字信息，并将虚拟数字信息和真实环境相互叠加融合，使观者产生现实与虚拟共生感受的一种场景体验新技术。简单来说，人们看到的AR技术是一种局部或部分虚拟，是连接现实和虚拟的桥梁，能满足用户超越现实的感官体验，具有虚拟结合、无缝交互、沉浸学习等特点。近年来，AR技术广泛应用于各个领域，包括教育、游戏、旅游、医学、图书、电商、家装等，其在教育领域的应用研发和理论研究成为教育工作者的研究热点。

二、AR技术应用的理论基础——建构主义

“艺术来源于生活”，“生活”对于每个人来说都是客观存在的，但是每个人对于“生活”的观察和理解又是各不相同的，因此每个孩子对于“生活”的绘画也是千差万别的。皮亚杰的建构主义指出，知识不是通过教师传授得到的，而是学习者在一定的情境下，借助他人的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式获得的。建构主义学习理论认为，“情境”“协作”“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素。

AR技术可以让学生所创作的对象以立体、直观、形象的影像呈现在学生面前，有些甚至是学生不曾接触过的事物，如大熊猫、蛇、恐龙等动物，霸王花、捕蝇草等植物，泰姬陵、五角大楼等建筑……学生在这些情境中可以结合已有经验去深入观察相关事物的特点，并建立起自己对事物的独特认知。

三、AR技术应用于小学美术教学的意义

美术是一门视觉艺术，AR技术可以增强图文感知和情景融合，使物体更直观、立体、真实地展现在学生眼前，让学生能够在二维的世界里感知三维物体。这对小学美术的教学方式、教学内容都产生了巨大的影响。

（一）创设“情境”，升华学生的创作热情

AR技术的应用可以把抽象的理论知识变为直观的立体形象，虚拟与现实结合，具有强烈的代入感、沉浸感。通过把动植物、建筑等虚拟模型投射在移动设备上，能将抽象的文字具象化，将平面的二维图片立体化，将虚幻的记忆真实化，增强学生对图文的理解，寓教于乐，加深学生对相关事物的认知。

（二）建立“会话”，发展学生的创作思维

AR技术应用相对于普通的图片、视频、实物模型而言，具有立体、真实、形象等特点。学生的创作灵感一般来源于生活，但现在的学生对于生活的观察越来越少，尤其是自然世界，很多事物是他们不曾接触的，如鸡、鸭、鹅等动物，国内外著名人文建筑，宇宙空间等。AR技术可以轻松地将这些学生不曾亲眼见过的事物的模型投射在教室里、课桌上，在学生与自然世界之间建立“会话”机制，让学生更直观地去观察世界，为学生的绘画创作、作品设计积累经验和灵感，激发学生的想象力、创造力，发展学生的创作思维。

（三）“意义建构”，改变传统教学模式

传统的美术教学以教师讲授为主，多媒体设备也只是播放音乐或视频，学生被动接受知识，对课堂效果和学习结果的反馈几乎没有。由于传统教学方法单一，教师不可能兼顾到每个学生，导致学生上课缺乏积极性。AR技术的应用，能创新教育教学模式。在使用AR技术的相关软件时，学生成为课堂“情境”的主人，教师属于旁观者、引导者。教师通过语言去引导学生自主操作、观察“情境”中的相关事物，从而建构自己独有的认知，为美术创作积累经验。

四、AR技术在“微景观设计”社团课程中的应用

“微景观设计”社团课程由笔者开发研究，包括优秀城市案例赏析、建筑模型制作、景观小品设计、城市沙盘制作等内容，旨在提高学生对城市建筑、景观的审美能力，培养学生关注城市生活，关注人与自然和谐发展的思想。在教学过程中，笔者运用了与AR技术相关的应用软件，如谷歌地球、Expeditions、Qlone 3D扫描仪等。

（一）AR技术软件在“微景观设计”中的应用

谷歌地球是一款虚拟地球软件，把卫星照片、航空照相和GIS放置在一个地球的三维模型上，用户可以使用谷歌地球去“游览”世界各地。笔者在教学过程中挑选了巴黎、京都、汉堡等优秀城市规划的案例，带领学生“行走”在城市的大街小巷中，分析当地的著名历史建筑和不同的人文历史，使学生身临其境，直观地学习优秀城市的规划与设计。

Expeditions是谷歌面向教育机构推出的免费VR体验服务，包含谷歌纸板VR模具和Expeditions户外仿真软件系统两个部分。在教学过程中，笔者带领学生将不同的AR 建筑模型投射在课桌上，并从不同的角度分析这些建筑的结构、材质和样式等，以便后期学生按照比例去制作建筑模型。

Qlone 3D扫描仪是一款3D扫描软件，用户能利用手机、相机等，将真实的物体扫描进手机里形成AR模型，并且支持后期渲染和导出。Qlone 3D扫描仪不仅可以将学生设计制作的建筑、景观实物模型变为AR虚拟模型，将学生的实物作业以数字的形式保存，还可以通过社交软件进行分享。

（二）AR技术应用于教学存在的问题

一是学校硬件条件落后。AR技术软件对硬件要求较高，学校现有的电脑只能满足AR软件的基本使用需求。并且学校的网络速度较慢，导致软件在加载相关电子数据、AR影像的时候较慢，影响了教师的教学进度，耽误了课堂教学的时间，也在一定程度上影響了学生使用AR软件的体验感。

二是学生实际学情和教师信息技术应用能力的阻碍。AR技术软件对学生的动手操作能力要求较高，学生很难独立操作软件，这就需要教师在繁忙的教学任务和繁杂的工作任务之外，不断去学习新的计算机技术和软件，无形中增加了教师的工作压力。

三是优质的AR教育资源欠缺。网络上涉及各个领域的AR资源很多，但由于防火墙、版权等问题，真正适用于小学美术教学的资源并不多，并且这些资源都或多或少存在着缺陷。例如，AR模型画质较低、软件加载时间过长等。

（三）解决AR技术应用问题的对策

首先，优化学校平板电脑系统，建立专用功能教室，搭建AR技术专用网络，全面提升学校的硬件环境。教师在教学设计中，可以巧妙利用数据加载的时间，设计其他教学内容，使课堂教学更加流畅，提高课堂效率。其次，加强学科整合和项目化学习，多层次、多角度提升学生对计算机、手机、平板电脑等电子产品的使用能力。最后，教师要提升自身的信息技术应用能力，统筹利用好这些软件，发挥它们不同的优势，辅助美术教学工作。同时，教师要对教材进行整合改编，改进教学设计，并经常进行自我反思和自我批判，不断提升自身综合素质。

总之，美术是一门视觉艺术，AR技术将许多学生不曾接触的事物搬进了课堂，搬上了课桌，给学生带来真实、立体、多样化的视觉冲击，使学生对生活、自然的观察更直观、更深刻。教师要充分利用AR技术，将其与教学相结合，让学生得到更直观、更真实的美术学习体验，进而提升美术学习能力和综合素养。

参考文献：

[1]张帆.增强虚拟现实技术在儿童教育中的应用[J].艺术科技，2014，27（1）：331.

[2]刘芳芳. 基于增强现实的体验式学习活动设计研究[D].上海：华东师范大学，2016.

（作者单位：江苏省南京市陶行知学校）