互動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)實技術(shù)互動書籍教學(xué)方式充分發(fā)揮出開放教育的在線學(xué)習(xí)特點。學(xué)生通過移動端掃描教材上的平面圖片，在書籍的頁面上即可以生產(chǎn)三維互動的虛擬模型，從而直觀生動地展示教學(xué)內(nèi)容，實現(xiàn)真實和虛擬的信息集成。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。本文從開放教育課程與增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)相結(jié)合，介紹增強(qiáng)現(xiàn)實互動書籍的功能、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

1增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)

增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)（AR）是虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域的一個重要分支和研究熱點，它是一種將真實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)實技術(shù)應(yīng)用于學(xué)科的教學(xué)活動及培訓(xùn)等方面已有了初步的探索和實例研究。結(jié)合開放教育學(xué)科特征，可以將增強(qiáng)現(xiàn)實應(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的開發(fā)。

2互動書籍與開放教育

基于增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)的互動紙質(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)實技術(shù)將多媒體影像融合到現(xiàn)實環(huán)境中。學(xué)生通過移動端掃描教材上的平面圖片，在書籍的頁面上即可以生產(chǎn)三維互動的虛擬模型，從而直觀生動地展示教學(xué)內(nèi)容，實現(xiàn)真實和虛擬的信息集成。學(xué)習(xí)閱讀互動紙質(zhì)書籍不再是單一維度的信息與知識的接受，而是多維度的交流與互動，它顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，給閱讀者更多的知識體驗與更大的想象發(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，真正實現(xiàn)數(shù)字反哺現(xiàn)實，技術(shù)改變生活。

3互動書籍與APP平臺功能

3.1基于增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)并適用于開放教育教學(xué)領(lǐng)域的互動書籍系統(tǒng)

（1）手機(jī)客戶端。學(xué)生閱讀時在手機(jī)上登陸學(xué)號開始互動學(xué)習(xí)，通過圖形識別檢索，手機(jī)顯示與該景象相關(guān)的畫面，產(chǎn)生教學(xué)實例的三維模型，學(xué)生可以實時觀看及控制視頻顯示，通過增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)使學(xué)習(xí)者與虛擬學(xué)習(xí)場景相融合。（2）資源平臺建設(shè)。平臺建設(shè)中主要包括互動模型、微課視頻、拓展知識等，通過多種資源的相互補(bǔ)充和疊加豐富互動書籍的真實感。（3）互動書籍?；訒煌趥鹘y(tǒng)的紙質(zhì)書籍，它可以讓學(xué)習(xí)者體驗到傳統(tǒng)紙質(zhì)書籍無法展示的實體信息（視覺信息，聲音，觸覺等），它是虛擬互動與紙質(zhì)書籍的信息集成。

3.2APP平臺功能要點

APP完成了四個跨壁壘的功能，一個是三維顯示AR的功能，一個是普通APP的相關(guān)功能，一個是跨平臺的功能，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)，所以對于跨平臺功能的開發(fā)是心要。再一點是播放器的開發(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)上會出現(xiàn)AR建筑模型，配合線框三維的一個視角模型會自動旋轉(zhuǎn)來展現(xiàn)，在手機(jī)畫面中支持手動控制，單手指滑動時模型會跟著旋轉(zhuǎn)，雙手指滑動時跟著視角的調(diào)整縮放，手指滑動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，從識別度、防抖動等方面都加以處理，讓APP具有良好的體驗感。對這個三維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，通過手指滑動來自動拆解，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)的播放器第一點可以隨時切換全景，當(dāng)我們有一門課需要給學(xué)生現(xiàn)場的一些場景時，通過專屬播放器隨時讓學(xué)生體會到手機(jī)全景現(xiàn)場，手機(jī)向哪個方向轉(zhuǎn)，視角隨之轉(zhuǎn)到，和真實現(xiàn)場完全相同。第二點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，播到一個時間點，播放器可以觸發(fā)很多交互，觸發(fā)一個之前插入的另一個說明性的視頻或是一道題，這樣可以和老師進(jìn)行互動，也可以反饋成績。

3.5互動練習(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，前兩者有一個共有的特性是選項中是包含圖片的，圖片的加載也是從服務(wù)器上加入的，也就是可以隨時改變這些圖片選項和動態(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是可以拖拽的，學(xué)生可以按住選項，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平臺是不會讓學(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，只要本章有沒做對的題，就要重新再學(xué)一遍再做一遍本章所有試題，對答錯的題能加深印象，這樣對學(xué)生鞏固知識有很大的幫助。

4互動書籍教學(xué)效果與教學(xué)考核

4.1互動書籍教學(xué)效果

通過互動書籍有效的應(yīng)用到開放教學(xué)實踐中去，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，利用互動學(xué)習(xí)設(shè)計，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》互動書籍共12章，其中有多維互動建筑模型24套，微課24節(jié)，拓展知識若干、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、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)時間內(nèi)教師將本課程推送平臺直播列表中，學(xué)生通過APP平臺選擇課程進(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)實教師與學(xué)生在線的交互教學(xué)，以及短直播和點播的功能。（2）建筑AR觀察，立體空間輔助。對于一些三維構(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，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）增加互動學(xué)習(xí)效果。1）通過“掃一掃”功能實現(xiàn)多個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，同時使用手機(jī)觸屏功能完成與模型的空間互動功能。2）學(xué)習(xí)進(jìn)度條互動，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，這種動畫效果可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)本門課程熱情。3）創(chuàng)新互動題型，互動題型拖拽題將相應(yīng)的選項拖拽至題干圖片內(nèi)的指定區(qū)域，這種題型題干以圖片呈現(xiàn)，選項以區(qū)域劃定，拖拽靈活，它的使用提高了學(xué)生對知識點的理解認(rèn)知功能和，增強(qiáng)了習(xí)題的趣味性和課程的互動性。

4.2互動書籍教學(xué)考核

開放教育最有代表性特點是形成性考核方式，目前形考可以是機(jī)考、網(wǎng)考等多種形式，將互動書籍與本門課程形成性考核融合，實現(xiàn)在線教學(xué)與形成性考核并行，通過知識點的學(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，同時也豐富了開放教育的形成性考核方式?；訉W(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)值同時也是課程的形考成績。每一章有二個建筑AR模型，二個微課和一套測試題，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，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，才會得到相應(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管理端導(dǎo)出成績列表，上載至開放大學(xué)教務(wù)平臺中，形成期末成績。

5結(jié)束語

基于增強(qiáng)現(xiàn)實技術(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)中的互動書籍的應(yīng)用還是有很大的發(fā)展空間，增強(qiáng)現(xiàn)實互動書籍還具有良好的交互性能，可以隨著知識的更新實時變更內(nèi)容。學(xué)習(xí)閱讀互動紙質(zhì)書籍不再是單一維度的信息與知識的接受，而是多維度的交流與互動，它顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，給閱讀者更多的知識體驗與更大的想象發(fā)揮空間。后期團(tuán)隊準(zhǔn)備在情境創(chuàng)設(shè)、建筑展示、虛實互動方面對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)