互動(dòng)書籍的開放教育教學(xué)應(yīng)用
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摘要：在開放教育中，提出增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)互動(dòng)書籍教學(xué)方式充分發(fā)揮出開放教育的在線學(xué)習(xí)特點(diǎn)。學(xué)生通過移動(dòng)端掃描教材上的平面圖片，在書籍的頁面上即可以生產(chǎn)三維互動(dòng)的虛擬模型，從而直觀生動(dòng)地展示教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)真實(shí)和虛擬的信息集成。手機(jī)客戶端中還加入了形考環(huán)節(jié)，通過后臺(tái)的跟蹤與記錄，課程教學(xué)結(jié)束就能得到形成性考核成績，體現(xiàn)了隨學(xué)隨考的特點(diǎn)。本文從開放教育課程與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合，介紹增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)互動(dòng)書籍的功能、測試及教學(xué)效果等方面。
關(guān)鍵詞：APP；AR；開放教育；增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)
1增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AR）是虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的一個(gè)重要分支和研究熱點(diǎn)，它是一種將真實(shí)世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術(shù)，目前已廣泛應(yīng)用到軍事、醫(yī)療、建筑、教育、工程、影視、娛樂等領(lǐng)域。國內(nèi)將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于學(xué)科的教學(xué)活動(dòng)及培訓(xùn)等方面已有了初步的探索和實(shí)例研究。結(jié)合開放教育學(xué)科特征，可以將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用到教學(xué)中，也可以進(jìn)行立體書籍、技能訓(xùn)練和多方視覺交流平臺(tái)的開發(fā)。
2互動(dòng)書籍與開放教育
基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的互動(dòng)紙質(zhì)書籍是傳統(tǒng)紙質(zhì)書籍與互聯(lián)網(wǎng)+結(jié)合的新產(chǎn)物，已下簡稱為互動(dòng)書籍，它是以紙質(zhì)書籍為觸發(fā)載體，以手機(jī)客戶端為溝通媒介，調(diào)用服務(wù)器上的資源利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)將多媒體影像融合到現(xiàn)實(shí)環(huán)境中。學(xué)生通過移動(dòng)端掃描教材上的平面圖片，在書籍的頁面上即可以生產(chǎn)三維互動(dòng)的虛擬模型，從而直觀生動(dòng)地展示教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)真實(shí)和虛擬的信息集成。學(xué)習(xí)閱讀互動(dòng)紙質(zhì)書籍不再是單一維度的信息與知識(shí)的接受，而是多維度的交流與互動(dòng)，它顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，給閱讀者更多的知識(shí)體驗(yàn)與更大的想象發(fā)揮空間。與傳統(tǒng)教育相比較起來，開放教育更依賴于現(xiàn)代教育技術(shù)，在信息技術(shù)發(fā)展的過程中，開放教育的特征也發(fā)生了幾次巨大的變遷，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于開放教育，必將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的顛覆性的影響。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅可以有效解決開放教育中軟硬件條件的限制，而且其新穎的表現(xiàn)形式、時(shí)空的擴(kuò)張、人性化的交互在教學(xué)中為學(xué)習(xí)者提供了新型、和諧、交互的學(xué)習(xí)環(huán)境，給學(xué)習(xí)者帶來全新的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，真正實(shí)現(xiàn)數(shù)字反哺現(xiàn)實(shí)，技術(shù)改變生活。
3互動(dòng)書籍與APP平臺(tái)功能
3.1基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)并適用于開放教育教學(xué)領(lǐng)域的互動(dòng)書籍系統(tǒng)
（1）手機(jī)客戶端。學(xué)生閱讀時(shí)在手機(jī)上登陸學(xué)號(hào)開始互動(dòng)學(xué)習(xí)，通過圖形識(shí)別檢索，手機(jī)顯示與該景象相關(guān)的畫面，產(chǎn)生教學(xué)實(shí)例的三維模型，學(xué)生可以實(shí)時(shí)觀看及控制視頻顯示，通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)使學(xué)習(xí)者與虛擬學(xué)習(xí)場景相融合。（2）資源平臺(tái)建設(shè)。平臺(tái)建設(shè)中主要包括互動(dòng)模型、微課視頻、拓展知識(shí)等，通過多種資源的相互補(bǔ)充和疊加豐富互動(dòng)書籍的真實(shí)感。（3）互動(dòng)書籍?；?dòng)書籍不同于傳統(tǒng)的紙質(zhì)書籍，它可以讓學(xué)習(xí)者體驗(yàn)到傳統(tǒng)紙質(zhì)書籍無法展示的實(shí)體信息（視覺信息，聲音，觸覺等），它是虛擬互動(dòng)與紙質(zhì)書籍的信息集成。
3.2APP平臺(tái)功能要點(diǎn)
APP完成了四個(gè)跨壁壘的功能，一個(gè)是三維顯示AR的功能，一個(gè)是普通APP的相關(guān)功能，一個(gè)是跨平臺(tái)的功能，現(xiàn)在很多學(xué)生手機(jī)使用的都是IPHONE即IOS系統(tǒng)的，并不局限由安卓手機(jī)，所以對(duì)于跨平臺(tái)功能的開發(fā)是心要。再一點(diǎn)是播放器的開發(fā)，這是一種用在APP里面的專屬播放器，也可以用在其它的APP里面的播放器。
3.3掃描AR模型功能
當(dāng)手機(jī)掃描模型圖片成功后，在手機(jī)上會(huì)出現(xiàn)AR建筑模型，配合線框三維的一個(gè)視角模型會(huì)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)來展現(xiàn)，在手機(jī)畫面中支持手動(dòng)控制，單手指滑動(dòng)時(shí)模型會(huì)跟著旋轉(zhuǎn)，雙手指滑動(dòng)時(shí)跟著視角的調(diào)整縮放，手指滑動(dòng)控制三維模型更容易上手，學(xué)生可以按照自己的想法去旋轉(zhuǎn)模型并保證畫面流暢，從識(shí)別度、防抖動(dòng)等方面都加以處理，讓APP具有良好的體驗(yàn)感。對(duì)這個(gè)三維AR模型，掃描出來的高質(zhì)量的建筑結(jié)構(gòu)后是一個(gè)講解的結(jié)構(gòu)分析，這種結(jié)構(gòu)分析更有助學(xué)習(xí)的學(xué)生。在AR建筑模型展現(xiàn)畫面中，將建筑的各部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆解，通過手指滑動(dòng)來自動(dòng)拆解，學(xué)生可以更直觀的查看建筑物本身的部件。
3.4播放器功能
一般的播放器只能播放視頻文件，而APP開發(fā)的播放器第一點(diǎn)可以隨時(shí)切換全景，當(dāng)我們有一門課需要給學(xué)生現(xiàn)場的一些場景時(shí)，通過專屬播放器隨時(shí)讓學(xué)生體會(huì)到手機(jī)全景現(xiàn)場，手機(jī)向哪個(gè)方向轉(zhuǎn)，視角隨之轉(zhuǎn)到，和真實(shí)現(xiàn)場完全相同。第二點(diǎn)是所以三維模型上可以播放視頻，還有視頻特效可以播放。播放器實(shí)現(xiàn)視頻間的人與人交互功能，當(dāng)我們通過播放器播微課進(jìn)行教學(xué)時(shí)，播到一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，播放器可以觸發(fā)很多交互，觸發(fā)一個(gè)之前插入的另一個(gè)說明性的視頻或是一道題，這樣可以和老師進(jìn)行互動(dòng)，也可以反饋成績。
3.5互動(dòng)練習(xí)題型功能
這本課題的AR模型、微課、試題可以通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器進(jìn)行管理，APP里面的試測比較特殊，有三種題型，第一種題型是單選題，第二種題型是多選題，前兩者有一個(gè)共有的特性是選項(xiàng)中是包含圖片的，圖片的加載也是從服務(wù)器上加入的，也就是可以隨時(shí)改變這些圖片選項(xiàng)和動(dòng)態(tài)調(diào)整，第三種題型是本APP特有的拖拽題，在拖拽題中所有的選項(xiàng)是可以拖拽的，學(xué)生可以按住選項(xiàng)，將它拖拽到指定區(qū)域范圍，完成拖拽選擇。在練習(xí)題中如果有試題沒有作答，APP平臺(tái)是不會(huì)讓學(xué)生提交試題的，當(dāng)學(xué)生做完試題后顯示每道題的答案，給出正確答案提示，需要把本章試題重新做過才能答對(duì)，只要本章有沒做對(duì)的題，就要重新再學(xué)一遍再做一遍本章所有試題，對(duì)答錯(cuò)的題能加深印象，這樣對(duì)學(xué)生鞏固知識(shí)有很大的幫助。
4互動(dòng)書籍教學(xué)效果與教學(xué)考核
4.1互動(dòng)書籍教學(xué)效果
通過互動(dòng)書籍有效的應(yīng)用到開放教學(xué)實(shí)踐中去，使多種類型資源能夠滿足開放教學(xué)與學(xué)習(xí)的需要。使開放教學(xué)資源具有互動(dòng)的教與學(xué)模式，在教學(xué)中很好的吸引學(xué)生注意力，利用互動(dòng)學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)，促使學(xué)生自覺的投入在線學(xué)習(xí)當(dāng)中去。本門課程《現(xiàn)當(dāng)代建筑賞析》互動(dòng)書籍共12章，其中有多維互動(dòng)建筑模型24套，微課24節(jié)，拓展知識(shí)若干、電子練習(xí)題13套。每章結(jié)構(gòu)為第一部分：建筑概述，內(nèi)容包括建筑歷史背景、地理位置、民族風(fēng)俗等，建筑的重要數(shù)據(jù)如建筑高度，有三維模型建筑多角度AR展示。第二部分：建筑賞析，內(nèi)容包括建筑材質(zhì)結(jié)構(gòu)、建筑技術(shù)、建筑特點(diǎn)、建筑地位等，有三維模型建筑生長AR（如建筑的建設(shè)過程），還有微課講解建筑賞析內(nèi)容，第三部分：知識(shí)拓展，內(nèi)容包括建筑師的介紹，建筑師的其他作品，微課講解建筑師及他的其他作品。（1）直播開放課程。在教學(xué)時(shí)間內(nèi)教師將本課程推送平臺(tái)直播列表中，學(xué)生通過APP平臺(tái)選擇課程進(jìn)行接收直播畫面，這一直播課程將音頻、視頻通過流媒體技術(shù)一起出去，現(xiàn)實(shí)教師與學(xué)生在線的交互教學(xué)，以及短直播和點(diǎn)播的功能。（2）建筑AR觀察，立體空間輔助。對(duì)于一些三維構(gòu)建空間的能力不強(qiáng)的學(xué)生，通過學(xué)生邏輯思維、立體思維、空間思維，去組成建筑空間模型是很困難的，學(xué)生通過掃描教材中特定的平面圖片或是二維碼，將平面圖轉(zhuǎn)化為立體圖型，展現(xiàn)建筑的三維模型。了解一座建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，有什么材質(zhì)組成的。在教學(xué)過程中建筑AR的輔助教學(xué)功能比傳統(tǒng)教學(xué)有很大的提升。（3）增加互動(dòng)學(xué)習(xí)效果。1）通過“掃一掃”功能實(shí)現(xiàn)多個(gè)三維模型交互與微課講解，便于學(xué)生學(xué)習(xí)觀察，使本門課科的在線學(xué)習(xí)更加靈活，同時(shí)使用手機(jī)觸屏功能完成與模型的空間互動(dòng)功能。2）學(xué)習(xí)進(jìn)度條互動(dòng)，當(dāng)學(xué)生掃描本章節(jié)的建筑AR模型、微課并學(xué)或是完成練習(xí)題任務(wù)之后，相應(yīng)的進(jìn)度條數(shù)值會(huì)疊加，最終達(dá)到進(jìn)度條顯示100%，將學(xué)習(xí)任務(wù)量化成為百分比形式，這種動(dòng)畫效果可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)本門課程熱情。3）創(chuàng)新互動(dòng)題型，互動(dòng)題型拖拽題將相應(yīng)的選項(xiàng)拖拽至題干圖片內(nèi)的指定區(qū)域，這種題型題干以圖片呈現(xiàn)，選項(xiàng)以區(qū)域劃定，拖拽靈活，它的使用提高了學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解認(rèn)知功能和，增強(qiáng)了習(xí)題的趣味性和課程的互動(dòng)性。
4.2互動(dòng)書籍教學(xué)考核
開放教育最有代表性特點(diǎn)是形成性考核方式，目前形考可以是機(jī)考、網(wǎng)考等多種形式，將互動(dòng)書籍與本門課程形成性考核融合，實(shí)現(xiàn)在線教學(xué)與形成性考核并行，通過知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)可以轉(zhuǎn)變?yōu)樾纬尚钥己顺煽?，解決了學(xué)生在形成性考核過程的多種限制，同時(shí)也豐富了開放教育的形成性考核方式。互動(dòng)學(xué)習(xí)過程和各章練習(xí)題做完后，顯示本門課程的總數(shù)值同時(shí)也是課程的形考成績。每一章有二個(gè)建筑AR模型，二個(gè)微課和一套測試題，當(dāng)學(xué)生掃描建筑教材AR模型和微課圖片，旋轉(zhuǎn)或是放大縮小建筑模型時(shí)，在本章節(jié)的總數(shù)中加一定的數(shù)值比。在練習(xí)題部分，課程共12套章節(jié)練習(xí)，一套期末測試題，共13套。對(duì)于各章練習(xí)題中只有在學(xué)生做完本章練習(xí)題，而練習(xí)題全部答對(duì)，才會(huì)得到相應(yīng)的數(shù)值。在這之后學(xué)生可以做課程的期末測試題。最終將互動(dòng)數(shù)值、練習(xí)題數(shù)值與期末測試題按照一定比例相加得出學(xué)生的形考成績，管理員可以通過平臺(tái)管理端導(dǎo)出成績列表，上載至開放大學(xué)教務(wù)平臺(tái)中，形成期末成績。
5結(jié)束語
基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用在我們的生活中已經(jīng)很常見了。特別在教育行業(yè)中的互動(dòng)書籍的應(yīng)用還是有很大的發(fā)展空間，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)互動(dòng)書籍還具有良好的交互性能，可以隨著知識(shí)的更新實(shí)時(shí)變更內(nèi)容。學(xué)習(xí)閱讀互動(dòng)紙質(zhì)書籍不再是單一維度的信息與知識(shí)的接受，而是多維度的交流與互動(dòng)，它顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，給閱讀者更多的知識(shí)體驗(yàn)與更大的想象發(fā)揮空間。后期團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備在情境創(chuàng)設(shè)、建筑展示、虛實(shí)互動(dòng)方面對(duì)App加以改進(jìn)強(qiáng)化，使之APP更加方便、易用和有效，并進(jìn)一步探索增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用。
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作者:崔穎賀 單位:長春廣播電視大學(xué)