增强现实学习环境的架构与实践

增强现实是虚拟现实技术的延伸.增强现实环境中的学习注重虚拟与现实的结合,通过在现实环境之中设置虚拟信息,让学习者使用计算机或移动设备在虚实融合环境中与学习内容互动.本文首先介绍增强现实的核心特点及与虚拟现实的区别,然后简要介绍了增强现实的技术实现流程,梳理了国内外教育领域中增强现实学习环境的研究现状,介绍了一个自主研发的增强现实教育应用案例——“未来之书”,并阐述了增强现实技术对于教学的.意义和价值,即增强现实学习环境符合情境学习理论和建构主义学习理论,它带给我们的不仅仅是一个技术平台,更可能是新的教学模式和方法.文章最后总结探讨了增强现实学习环境的发展趋势.     

增强现实外语教学环境及其多模态话语研究

外语教学活动的多模态化对现代信息技术的应用提出了更高的要求。文章分析了外语教学在多模态化进程中遇到的制约因素,提出应用增强现实构建虚实融合的多模态外语教学情境,探讨了增强现实在外语基本概念学习及外语情境交际能力训练中的应用,进一步分析了增强现实多模态外语教学环境中的虚拟视觉及听觉模态符号。研究表明,增强现实在外语教学的多模态化中能够发挥重要作用,是提升外语教学效果的有力手段。     

基于移动终端的增强现实虚实融合技术

针对传统移动增强现实系统中虚拟模型和真实背景之间存在较为明显的视觉差异,不能够给予用户良好的真实体验的问题。建立了一种在Android系统下虚实融合较为逼真的增强现实装配系统。该系统首先解决三维虚拟模型的解析、渲染、管理问题,然后研究了虚实融合场景图层的关系,最后完成整个系统的虚实融合场景的构建。采用该系统对齿轮油泵模型进行增强现实装配虚实融合场景的构建实验,结果表明:系统可以在真实场景中添加虚拟物体,并且显示结果逼真度高、沉浸感强,能够顺利完成对装配过程的指导。     

增强教学效果拓展学习空间——增强现实技术在教育中的应用研究

“增强现实”因其独特的技术特点,近年来颇受关注,在教育领域也不例外。通过综述增强现实技术教育应用研究的基础,进而分析了其在教育中的应用价值和技术优势．着重从增强教学效果、拓展学习空间两个维度,对增强现实技术的教育应用展开了论述。     

桌面虚拟学习环境下的三维交互技术研究

三维交互技术是虚拟教学系统研究的关键,良好的交互能够成功促进学习者的体验。文章从教学应用的视角出发,通过对教学交互和三维交互的系统分析,提出了"几何漫游"、"选择操纵"、"协作互动"三个逻辑层次的交互任务,并在此基础上分析了三维交互技术的构成体系,结合实例描述了三维交互技术的开发流程,重点解决了在三维交互技术制作过程中存在的难点问题,旨在促进学习者在虚拟环境下学习效果的提升。     

普适技术支持下的泛在学习交互研究

一种基于自然方式和具有环境意识的,更加符合人性、本能和情感体验的日常交互形式将成为未来教育技术关注的热点话题。本研究对普适技术、泛在学习等相关概念厘清后,着重对普适技术支持下的学习交互特征与交互模型进行阐述,最后通过日本Tokushima大学信息科学与智能系统工程系开展的一系列研究进行个案探讨,以期更好地为我们开展此类研究提供借鉴。     

三维虚拟学习环境的分析研究

虚拟现实技术在教育领域的应用和发展丰富了现有教育体系中教与学的表现形式,它能够为学生提供生动、逼真的学习环境,对调动学生的学习积极性,突破教学的重点、难点,都将起到积极的作用。三维虚拟学习环境是利用三维软件和编程技术设计制作并在一般常用的PC机上就能正常运行的具有一定沉浸度的虚拟学习情境。     

论交互网络学习环境构建

在当前教育界形成了一阵多媒体网络热潮的时候，本文以一分为二的观点，简要分析其特征，并介绍阵外有关构建网络学习环境的四条原则及其优越性；提出了网络教育环境的五点负面影响，并认为在应用先进技术时，首先要以新的教育观念为指导，最后提出了积极开展应用试验的三点建议和应郑重解决的六个问题。     

构建未来在线学习环境--一个在线交互虚拟学习环境构建模型

本文介绍了一种在线交互虚拟学习环境构建模型,该模型以交互为核心,将学生的学习活动转变为与系统中不同角色的交互,通过交互完成对教学标准的确认、学生情绪的调控适应以及对学习过程的支持。在这一模型指导下的系统实现将是对当前网上学习环境质的突破。     

基于增强现实技术的移动学习研究初探

高普及度、便携易用的智能手持设备是能够体现增强现实价值的重要平台,增强现实创新了移动应用模式,为移动学习提供了新的学习支持。文章在概述增强现实软硬件系统的基础上,基于Hype Cycle模型与地平线报告分析,阐述了移动学习与增强现实的发展现状与前景。分析了基于增强现实的移动学习的已有研究与应用案例,探讨了Specht的增强现实学习模式,并构建了增强现实学习系统的设计与开发模型。     

增强现实技术在移动学习中的应用初探

增强现实技术是在虚拟现实技术基础上发展起来的一种新技术,智能手机的迅速发展又推动了增强现实技术的实际应用。文章在阐述增强现实概念的基础上介绍了增强现实技术在智能手机上的应用以及支持智能手机增强现实系统的核心技术,并论证了增强现实技术在移动学习中应用的前景。     

增强现实产品发展方向研究

通过对AR产品现状与发展趋势分析,从技术因素、保持消费平滑过渡原则、串并行发展策略与市场前期目标等方面,阐述AR产品的迭代进化路径。分别对AR几类主要产品存在的问题进行分析。结合5G、AR云在AR技术上的普及应用,AR眼镜将成为下一代主流产品等现实情况,提出AR Glass仍具缺陷,裸眼3D全息显示更符合用户习惯,光场(Light Field)技术将扮演关键角色,可能将为AR技术甚至人类生活带来颠覆性变革的观点。     

增强现实的技术类型与教育应用

增强现实是真实世界与虚拟环境相结合的系统,其显示技术经历了头盔式、光学反射式、手持式、全息投影等技术类型。增强现实的教育应用,涵盖网页浏览与信息获取、三维导航与教学游戏、虚拟仿真与互动教学等多种领域,蕴含着丰富认知、突破时空、实时互动等教育价值。     

增强现实教科书的设计研究与开发实践

增强现实教科书的开发是实现教学内容立体化、生动化的重要途径,其发展却相对缓慢。增强现实少儿英语教科书的设计与开发实践在分析增强现实技术原理的基础上,阐述了增强现实技术用于教科书开发的技术优势,通过对基于设计的技术方案进行实例研究,以期为同类教科书的开发提供实现模式及技术参考。     

基于HoloLens的数字化飞机增强现实教学平台应用

为提高学生的学习兴趣以及积极性,解决教学中基于教科书式的二维教学材料晦涩难懂的问题,基于HoloLens建立了飞机3D全息教学演示平台,解决了3D教学资源的制作过程中复杂模型加载到HoloLens困难的问题,提出了一种增强现实教学资源录制的方法。     

从Sloodle看三维虚拟学习环境的发展趋势

当前教育领域涌现了很多使用基于网络的多用户虚拟环境进行教学的实例,如Active Worlds、Second Life、Wonderland等,这些平台有很好的三维模拟环境,在教学中使用得越来越广泛,但缺乏学习过程记录与支持的功能,有必要将其与现有的教学系统尤其是基于Web的虚拟学习系统整合起来。本文首先简要回顾了教育领域中三维虚拟学习环境的研究现状,然后介绍了当前国际上流行的一个开源三维虚拟学习环境——Sloodle。通过介绍Sloodle中的Web-Intercom、MetaGloss、Choicer、Translator等工具,讨论了使用这种三维虚拟环境与Web技术整合给学习系统带来的挑战和潜力。最后,总结并探讨了三维虚拟学习环境的发展趋势。     

Evaluation of an Augmented Reality Application for Learning Neuroanatomy in Psychology

Neuroanatomy is difficult for psychology students because of spatial visualization and the relationship among brain structures. Some technologies have been implemented to facilitate the learning of anatomy using three-dimensional (3D) visualization of anatomy contents. Augmented reality (AR) is a promising technology in this field. A mobile AR application to provide the visualization of morphological and functional information of the brain was developed. A sample of 67 students of neuropsychology completed tests for visuospatial ability, anatomical knowledge, learning goals, and experience with technologies. Subsequently, they performed a learning activity using one of the visualization methods considered: a 3D method using the AR application and a two-dimensional (2D) method using a textbook to color, followed by questions concerning their satisfaction and knowledge. After using the alternative method, the students expressed their preference. The two methods improved knowledge equally, but the 3D method obtained higher satisfaction scores and was more preferred by students. The 3D method was also more preferred by the students who used this method during the activity. After controlling for the method used in the activity, associations were found between the preference of the 3D method because of its usability and experience with technologies. These results found that the AR application was highly valued by students to learn and was as effective as the textbook for this purpose.     

AR游戏化学习环境下的学习行为投入影响因素研究

在全球基础教育教学方式不断重组改变的今天,教育游戏作为一种新兴的教学媒体,其寓教于乐的作用受到了相关领域专家、教师以及家长的广泛关注。游戏化学习或基于游戏的学习,尤其是使用移动应用程序和增强现实游戏,已经成为许多教育研究领域的主题。本文首先阐述了学习行为投入的概念和构成维度,并结合体验学习、动机—活动以及自我调节学习理论和现有学习行为投入理论模型,在分析AR游戏化教学环境的基础上,构建面向AR教育游戏的理论模型,并基于其具体的构成维度构建学习行为投入测度量表,根据测度量表设计了学习行为投入评测问卷,通过问卷数据的分析来研究AR游戏化学习环境下的学习行为投入的影响因素,将为后续AR游戏化教学环境下的学习行为投入评测体系的构建以及AR教育游戏支持下的学习者学习行为投入提升路径与策略探索提供理论支撑。