基于AR增强现实技术的信息科技项目式学习实践

摘要：本文遵循“先学知识再做项目”的原则，先搭建项目支架，然后设计并构建基于AR增强现实技术课程的项目学习活动流程，并结合具体的教学案例，探索基于AR增强现实课程的项目学习实践策略。

关键词：增强现实；AR；项目式学习

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2025）02-0034-04

项目环境

《义务教育课程方案和课程标准（2022年版）》强调“要积极探索新技术背景下学习环境与学习方式的变革，发挥新技术的优势，服务个性化的学习”。AR技术通过提供丰富的个性化学习资源和环境，可以适应不同学生的学习风格，满足不同学生的学习需求，有力地推进个性化学习的发展。

笔者所在学校借力“区教改三年行动”，积极构建“智慧学习课堂校本范式”，相继开设了创意AR与3D设计等各类科技创新型课程，其中，“小天才创意AR”课程项目是在创意AR与3D设计社团课程基础上的进一步拓展，是在不给教师和学生穿戴或绑定额外硬件设备的前提下，让学生通过AR工程项目进行作品的创作，为学生提供沉浸互动体验，培养学生的数字化学习与创新素养。

项目支架

在本项目中，教师遵循“先学知识再做项目”的原则，先在社团课程的教学中为学生搭建支架，这是AR工程项目的脚手架，即将“前置性知识”如素材处理、AR简介、AR体验、AR软件与制作等相关知识有效、合理地组织“建构”成“信息库”。

教师提前选出了两个具有代表性的AR编辑器：①电脑端kivicube AR在线编辑器（网址：https：//www.kivicube.com/），制作识别软件为微信扫一扫，特点是交互强大、个性化的编辑素材和交互功能。②视网么AR在线编辑器（网址：https：//retinar.cn/），制作识别软件为手机端App视网么AR，特点是模板素材丰富、特效风格多样。

在进行项目式学习之前，可以运用实际案例，分课时对这两个AR在线编辑器平台进行讲授，让学生在实际场景中体验观看AR的方法及制作流程。

项目设计

AR技术应用开发是本项目的最终目标，教师应事先做好项目式学习的整体课程框架设计，其中包括严谨的项目架构和实施流程，具体如下。

1.真实情境

以真实世界中的情境为锚点，让学生在真实情境和问题中探寻“需要知道的”知识。例如，①AR+游戏。“拿出移动终端扫一扫正前方的物体，惊喜在等着你哦！借助AR平台中的特效模板，我们可以和史前动物恐龙来一个合影。”②AR+春晚。“还记得网上热议不断的2024春晚西安分会场节目《山河诗长安》吗？李白仿佛从书中穿梭而来，这个李白‘很真实’，但‘真实’的背后，其实是AR合成动画的功劳！”

2.学生需求

AR技术能够更好地满足学生的学习需求，学生通过沉浸式的学习体验以及个性化的学习指导，能够加深对知识的理解和记忆‌，培养创新思维和动手能力。

3.小组合作

创作AR作品内容周期长，学生需要进行小组合作，学会向他人表达自己的想法，学会一起想办法解决项目中遇到的困难，学会理解合作学习中的规则，学会解决同伴交往中的冲突与矛盾。

4.建立联系

运用AR在线编辑器工具采集识别图，整合图形图像、视频、音频、3D动画交互模型等AR素材，根据目标选择工具重组与设计，运用各种数字化学习资源和工具促进问题解决，在跨学科的知识整合中重构学生的理解。

5.个性化表达

项目成果结果表现形式包括：①AR编辑工具APP；②AR识别图、元空间码；③项目方案书；④项目成果作品解说视频；⑤线下设计物料。

项目实施

结合项目式学习活动设计，笔者构建了基于AR课程的项目式学习活动流程，具体表现为设计一个创作AR作品的项目流程时间线，让学生明确待解决、待制作的问题清单，并根据此流程达成具体的项目目标，如图1所示。

1.定主题设构思

定主题设构思是AR工程作品的基础。学生通过小组合作（每个小组6人），确定本小组的作品主题。

活动场景1：“向日葵”小组——“AR汉堡包——趣味学单词”项目。

“向日葵”小组将主题确定为“学科中的AR应用”维度，A同学建议将AR技术与语文学科结合，选取中国传统文化做成AR作品。B同学建议将AR技术与美术中的绘画作品结合，让学生感受AR立体绘画的魅力。C同学建议将AR技术与英语学单词结合……教师指导学生分析“是否有能力进行项目资源的制作”“哪个想法更有新意”“项目切入点会不会太大”等，学生经过排查、筛选、论证，将本小组作品主题确定为“英语学科中的AR”，将作品名称确定为“AR汉堡包——趣味学单词”。

2.明分工做资源

明分工做资源是AR工程项目的重点，是学生已有知识经验建构、建立联系的阶段，图片（包含识别图）、模型、音频、视频是组成一个创意AR工程最重要的作品元素，学生要将这些素材联系起来综合运用，进行创意化的整合与重组。分组时尽量做到组间均衡，各取所长。

活动场景2：“智慧无限”小组项目方案分工表。

场景描述：“智慧无限”小组共6人，根据“AR技术学科应用”主题，小组成员分成了“资源收集小队”“创意开发小队”“技术支持小队”。

项目名称：AR带你读绘本故事之后羿射日。

团队成员：a、b、c、d、e、f。

项目资源团队分工如下表所示。

3.思算法理逻辑

思算法理逻辑是AR工程项目的难点。一个AR工程作品完成的关键就是理清作品的算法逻辑，该环节考验学生问题解决的抽象思维、逻辑思维、编程思想，需要教师的强化和引导。具体呈现形式为教师提供可视化支架工具，进行AR工程作品的可视化组织。笔者将教学活动分解如下：①将AR作品场景结构用自然语言描述形式进行初步算法设计（文本思维）；②将自然语言描述的“算法设计”转变为流程图（算法思维）。

活动场景3：“勇往直前”小组算法设计和流程图。

项目名称：“太阳系八大行星”AR互动科普。

（1）算法设计：文本思维

扫描AR作品识别图，当场景开始，显示UI界面“返回”按钮及4个模块图片，即太阳系模型、太阳系科普视频、太阳系科普网站、八大行星简介，同时，其他图片、视频控制触发条件功能设置为停止；当触发条件“八大行星简介”被点击，会出现太阳系的八个大行星模型和图片介绍；当触发条件“太阳系视频”被单击，则“太阳系讲解”视频“重复播放”；当触发条件“太阳系模型”被单击，则带有交互功能的太阳系实时运动3D演示动态模型出现，同时，“音频控制”模块功能设置“播放”玄幻背景音乐；当触发条件“太阳系模型”被单击，则会打开“太阳系互动科普”网站，通过手势互动，移动缩放浏览。

（2）关键流程图实现：算法思维（如下页图2）

4.项目迭代重优化

项目迭代重优化是AR工程的关键。教师组织各组成员进行项目的迭代优化以及阶段性总结，由项目1.0到项目2.0甚至项目3.0，作品制作的背后需要不断修改、反复优化，最终呈现完整作品。

活动场景4：“雏鹰飞翔”小组作品优化记录（部分）。

项目名称：AR识别——i人和e人。

项目设计：我们对颜色的喜欢，可以反映出你是一个具有什么性格的人，因为对色彩的喜欢和性格有很大的关系。所以，我们小组以“性格色彩测试”为主题，展开素材创作，想和大家一起用AR测一测性格。

项目迭代：从作品考虑的新颖度而言，为什么不在色彩辨性格中加入“i人和e人性格测试”呢？由“色彩—性格”到“色彩—性格—i人和e人”，在准备素材时将WPS演示中的“形状”制作的9种颜色方格作为背景，直接改为相同大小的i人和e人对应解释文字，在创作过程中运用AR技术，通过Kivicube平台在线制作AR场景结构。

5.作品发布云分享

作品发布云分享是AR工程作品的亮点。项目式学习最终要形成公开的有质量的成果，为了让更多的人看到作品，可以使用二维码美化工具，优化元空间码或者识别图的样式，以便适用于更多使用场景，如立牌、海报、校园文化墙、书籍扉页等，引导更多的用户使用观看AR内容。

活动场景5：“翱翔蓝天”小组产品发布。

项目名称：非遗探寻|AR“绒花”。

问题描述：在自己的画作“绒花”中叠加AR技术。学生发现在使用手机拍照采集纸质作品作为识别图时，随意拍摄视角可能反光或者变形，通常无法获得可用识别图，在作品发布作为线下物料时，如何获取或者采集可用的AR识别图呢？

解决方法：上传的识别图最好使用原始图片，使用手机拍照采集注意放平、正视拍摄，减少透视，想要好的识别图效果可以使用数字设备中的扫描文稿功能。

项目思考

1.项目式学习中的AR课程——重在体验

本课程重在让学生感受和体验AR技术的魅力，AR工程项目的内容是开放的，指向各种“可能性”，学生在项目式学习中可以体验AR情境下的世界。

2.项目式学习中的AR课程——重在启发

教师要鼓励学生在项目解决的过程中像工程师一样，去分解、思考、解决问题。为充分发挥学生的主动性，教师可引导学生观看历年AR作品创作获奖作品、AR编辑器平台资源库，引导学生在读过的书、日常生活经历、观看过的影视作品纪录片等中寻找思路，启发思考。

3.项目式学习中的AR课程——重在整合

学生通过项目式学习的方式，可以开展跨学科主题学习活动，使用多样化的数字化工具和技术进行创作，在整合中完成对知识的动态建构。

4.项目式学习中的AR课程——重在创造

小学生正处于充满想象力和创造力的年龄，AR作品开放式的内容让他们可以尽情发挥自己的想象力，进行创造性的思考，主动积极地获取知识和技能，在将想象变成现实的过程中，感受技术的力量。

结语

以上是笔者在一线教学中基于AR增强现实技术的项目式学习课程的一点“小步尝试”。未来，如何利用好AR技术为教育教学服务将是笔者继续探索和研究的课题。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育信息科技课程标准（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022.

[2]张悦颖，夏雪梅.跨学科的项目化学习：“4+1”课程实践手册[M].北京：教育科学出版社，2018.

[3]董琳雪.核心素养下高中通用技术课程跨学科项目式学习模式构建与实践——以“智能时钟”创意设计为例[J].中国信息技术教育，2023（19）：72-76.

作者简介：杨小勤，一级教师。