随着互联网技术的不断发展，一些新兴技术越来越为人们所熟知，VR(虚拟现实)技术是近两年比较流行的。虚拟现实技术使用户处于虚拟三维空间环境中，模拟人体感官，用户完全沉浸其中，是一种可视化的人机交互，因此也在教育领域得到推广，但由于成本高，硬件要求高，不能在基础教育领域推广。北京师范大学教育技术学院“移动学习”实验室副主任蔡苏博士表示，许多虚拟现实教育产品的学科教育和技术整合相对较低，真正的学科教育专家、一线教师不能参与虚拟现实教育课程、教育产品的开发设计，极大地影响了虚拟现实教学的质量。[1]AR（增强现实）技术的出现弥补了虚拟现实技术的不足。它将虚拟对象置于现实世界中，进行分析，产生有意义的探索。基于AR技术的互动手段为学习对象提供了一种新的表达方式，也对教育行业产生了巨大的影响。本文主要探讨了AR技术在基础教育领域的应用，为深入研究AR与学科教育的融合铺平了道路。

1AR技术的概念和特点

1.1AR(增强现实)的概念

AR（增强现实）作为一种新兴技术，用户可以在真实环境中看到拟议对象，并进行操作和旋转。目前，人工资源的定义有很多种。MILGRAM将人工资源技术定义为：它是一种混合现实（MixedReality，MR）[2]是客观世界真实环境与计算机生成的虚拟环境的连续统一。HRL实验室的Ronaldazuma将增强现实定义为：虚拟与现实的融合；实时交互；三维跟踪定位。[3]基于上述定义，AR技术不是将虚拟世界与现实世界隔离，而是将虚拟世界的信息与现实世界的信息“无缝”连接起来，用户可以在最自然的状态下进行三维交互。可以看出，AR技术在现实世界和虚拟世界之间架起了一座桥梁，允许用户在这种融合环境中自由交互。

1.2AR技术的应用特点

增强现实包括各种技术支持，其技术原理复杂。其中，最重要的技术是显示技术、跟踪定位技术和校准技术。[4]增强现实技术在某些特殊情况下提供了难以感知的信息，并呈现了它们。其应用特点可概括为：

1）现实与现实的结合。它通过传感器扫描将其信息呈现在真实环境中。用户可以通过眼镜观看，也可以使用手指点击操作，使三维物体360无死角。用户还可以根据当前任务或需要交互改变其大小、形状和外观。

2)自然的实时交互。增强现实，让用户处于虚实结合的真实环境中，与互动对象更加真实自然。时空的统一，让用户体验到更真实的互动感受，让自然的实时互动带来更深层次的趣味性和角色带入感。

3)实时跟踪。它是三维注册的，可以根据用户在真实空间中的位置进行调整，以确保人、环境和虚拟信息的同步。

4)成本低，方便实用。AR技术的实现对硬件要求较低。在网络终端和智能移动终端中，人们只需要安装相应的AR软件，然后通过摄像头扫描，就可以增强真实的交互体验。用户操作简单，成本低，推广程度高。

2AR技术在基础教育领域的应用形式

AR技术发展迅速，涵盖了广泛的领域。AR技术不仅符合皮亚杰“将实验室转移到课堂上的想法和实践”，而且符合建构主义学习理论中“学习是一种真实情境的体验”的观点。[5]加德纳的多元智能理论认为，人类智能包括言语、数学逻辑、视觉空间等九个方面，增强现实技术创造的情境为学习者提供了多种能力的发展可能性。因此，在上述教育理论的支持下，AR技术的教育产品也源源不断地涌现出来。本文从教学和学习的角度，从学生认知的角度，探讨了以下AR教育的应用。

2.1AR卡牌

AR卡通过先进的AR技术三维呈现纸质二维卡或卡。用户使用配备相应AR软件的手机、平板电脑等智能终端的摄像头扫描AR卡，并呈现相应的三维模型和动画。如图1所示。

这种简单的AR教育应用更适合学龄前儿童或小学低年级学生，他们的注意力和认知能力有限，通过AR技术吸引学生的注意，翻转、缩放或播放动画，可以出现真实的动物模型，对小学生特别新颖，通过这些卡不仅可以延长他们的注意力，还可以培养学生的观察和探索能力。

2.2AR图书

AR书类似于传统书籍，学习者可以使用移动设备扫描书中的内容，并呈现一些3D动画、视频和声音。他可以解释一个知识点，一个2D模型可以呈现为3D模型，也可以是互动游戏等等。它的出现使书籍三维化，弥补了教科书的缺陷，学生感受到了书中的内容，这提高了孩子的认知能力，也改变了学生的学习方式。例如，在数学问题的分析中，一个名为“教科书AR”的应用程序可以三维书籍的几何图形，这不仅提高了学生的视觉空间能力，而且更有利于解决问题。如图2所示。此外，物理课程中的凸透镜成像实验。利用AR技术，将虚拟凸透镜、蜡烛和光源放置在真实的学习环境中，学生可以随意移动桌面上的纸张，探索蜡烛成像的原理。

2.3AR教育游戏

AR游戏在教育教学中的应用具有多种优势。它可以让学习者沉浸其中，身临其境地探索。基于任务和位置的游戏可以提高学习者的合作能力和解决问题的能力。比如深圳快乐动漫有限公司开发的AR教育游戏《蛋计划》，包括AR故事和AR单词。用户只需下载APP软件，扫描“AR龙卡”即可操作。如图3所示。此外，国内著名的AR设计平台包括幻眼技术[6]和视觉+AR[7]即使用户不懂编程语言，他们也可以通过该平台设计自己的AR作品。未来，真正的学科教育专家和一线教师可以参与VR教育课程和教育游戏的开发和设计，大大提高了VR教学的质量。3AR对教学的启示

增强现实技术逐渐应用于教育领域，因为它反映了情境教学、合作学习理论、沉浸式理论和建构主义教育思想，也被越来越多的教育工作者使用和发展。AR技术在教学中的应用，由于其可视化、三维的特点，给学生带来视觉冲击，有利于激发学生的学习动机，发展学生的多元化智能。学生处于虚实结合的空间中，互动更真实，带来更身临其境的学习体验。此外，加强现实技术的引入，改变课堂教学之间的关系。学生不再被迫学习知识，而是主动学习和探索，教师在设计师、指导者和辅助者中发挥作用。此外，学习者可以利用移动智能终端设备随时随地学习，随时随地拾起一些碎片化的时间，扩大学生的学习时间和空间。教师还可以利用增强现实技术的游戏开展德育活动、安全教育活动，如卫生从我做起、消防演习等。总之，将增强现实技术融入课堂教学，学习者可以真正体验“做中学”、“玩中学”带来的乐趣，体现学习的主体地位，在自主学习、互动探究、合作互助下完成知识建设。

随着AR技术的不断深入研究，它必须对基础教育产生深远的影响，并为一线教师带来新的教学体验。但无论是VR技术还是AR技术，它们都是一种有其优势和局限性的教学手段。结合相应的教育教学理论和其他教学手段，合理开发和应用，考虑AR过程带来的教育资金问题。