增强现实技术在基础教育教材领域的应用现状及发展策略

摘要：增强现实技术由于具有立体化、交互性、关联方式安全、使用便捷等特性，在基础教育阶段具有很强的应用性。然而目前AR技术在基础教育领域的应用仍存在开发成本高、内容维护难度大、潜在影响青少年视力、盈利模型不清晰等问题。因此现阶段国内出版社在开发基础教育阶段AR立体化教材时，应结合自身定位和学科需求策略性地选择开发方式，确定模型的精细度、必要性以及技术的应用形式和融合形式，并积极推进技术标准实施、探索盈利模式和商业模型，让AR技术成为出版社数字化升级的新支点，为教育出版注入新动力。

关键词：增强现实；基础教育；教材；标准

中图分类号：G239文献标识码：A文章编号：1009-5853（2019）06-0093-05

TheApplicationSituationandDevelopingStrategyofTextbooksforElementaryEducationBasedonAugmentedRealityTechnology

ZhaoXiaoyan

（BeijingNormalUniversityPublishingGroup，Beijing，100875）

Abstract:Theapplicabilityofaugmentedrealitytechnologyinthepreliminaryeducationstageishighlystrongduetoitsthree-dimensional,interactive,safeandconvenientuse.However,therearestillsomeproblemsoftheapplicationofARtechnologyinthefieldofpreliminaryeducation,suchashighdevelopmentcost,difficulttomaintainthecontent,potentialimpactonteenagers’vision,unclearprofitmodelandsoon.Therefore,whendevelopingARthree-dimensionaltextbooksforpreliminaryeducation,domesticpublishinghousesshouldstrategicallychoosethedevelopmentmode,determinetheprecisionandnecessityofthemodel,andtheapplicationformandintegrationformoftechnologyaccordingtotheirownpositioningandtherequirementsofdisciplines,aswellasactivelypromotetheimplementationoftechnicalstandards,andexploretheprofitmodelandbusinessmodel,soastomakeARtechnologyanewfulcrumforthedigitalupgradeofpublishinghouses,andinjectnewimpetusintoEducationalPublishing.

Keywords:AugmentedrealitytechnologyPreliminaryeducationTextbookStandard

增强现实（AugmentedReality，AR）技术，是一种借助计算机图形、可视化等技术，将虚拟信息叠加到真实环境中，从而达到超越现实的感官体验的数字化技术。随着移动终端的普及，近几年AR技术快速发展，在医疗、建筑、游戏、新闻等多个领域均有广泛应用，并为这些行业带来了重大影响和变革。2018年教育部等5部门印发《教师教育振兴行动计划（2018—2022年）》，明确提出：“充分利用云计算、大数据、虚拟现实、人工智能等技术，体化、交互性的特性，又无需佩戴沉重的头盔，在基础教育阶段具有更强的便捷性和应用性。在基础教育教材中引入AR技术，不仅可将音频、视频、动画、游戏、全景图片等多媒体资源与教材“无缝”链接，而且可将抽象的文字或平面图片立体、形象地呈现出来，并可实时互动，从而为学生带来浸入式、交互式的学习体验，为教师提供多层次的信息化教学资源，也为教育类出版社数字化转型和知识服务升级提供新的探索方向。

1、AR技术在教育出版领域的应用现状

由于技术上先行一步，国外教育类出版社早在2012年就开始涉足和布局AR出版。而国内出版社近几年在各分支教育领域多有尝试，陆续推出了一些较具代表性的AR出版物，尤其在基础教育领域进行了多种有益尝试。

1.1国外应用现状

国外知名教育出版社，如麦格劳-希尔教育集团（McGrawHillEducation）、培生（Pearson）等，在AR出版领域早有尝试与布局。麦格劳-希尔教育集团早在2012年就与韩国互动媒体集团蜻蜓公司合作，开发针对亚洲儿童的英文教材。培生则在2013年与莱尔公司（Layar）推出手机应用“跳跃的页面（BouncePages）”，并将其应用到德克萨斯州学生的教科书中。使用者打开应用摄像头扫描页面，就可以在屏幕上看到人物、风景和对书本内容的生动解释；使用的教材都有120页内容可以产生AR效果。

2012年，专注教科书的日本“东京书籍株式会社”（TokyoShoseki）也发布了AR系列教科书，涵盖物理、天文、化学、数学等学科。其通过AR技术将教科书和数字内容相连接，提高学习者对教科书内容的理解。

1.2国内应用现状

在近年一份较多被引用的关于AR技术在出版业应用情况的报告显示：截至2017年，京东、当当、亚马逊三大电商平台可统计的AR图书共275种，其中科普类为168种，动漫动画类56种，占比分别为61%和20%；教育类为46种，占比17%。在AR教材类出版物中，高等教育、职业教育、基础教育类几乎齐头并进。其中，高等教育、职业教育类AR教材主要来自国内几家大型教育类出版社，如人民卫生出版社、北京大学出版社、人民邮电出版社等，内容主要集中在医学、机械、汽修等。基础教育类AR教材起步较晚，还处于发展初期；但是近几年陆续推出了一些在创新性和品质上都具有较高认可度的代表性教材。如青岛出版社在2016年推出的新版《快乐足球》教材，人民教育出版社在2017年与梦想人科技合作推出的《校园足球（跨媒体3D版）》。

这些产品通过AR视频技术，对足球技战术进行立体化展示，学生可以从各个角度反复观看动作细节，切实解决了足球教学中的痛点。

考虑到教材严格的审核机制，一些教育出版社选择以AR教辅类图书、课外读物作为试水AR技术的切入点。如北京师范大学出版社在2018年推出的《AR学化学：高中化学物质结构与性质》，将计算机动画制作成优选的增强现实内容，学生可在屏幕上任意转动结构模型，观察微观细节；在部分交互过程中，使用者还可自主点选元素，生成对应的结构，获得更加个性化、深层次的交互体验。江苏凤凰教育出版社推出的《小学科学活起来》依据义务教育小学科学课程标准编写，以4D形式呈现知识性动画，并具备交互功能。此外，山东教育出版社出版的《暑假生活指导》、龙门书局出版的《黄冈小状元》等，对AR技术也有不同程度的应用。

由于教材出版的特殊性、开发成本、技术结合

度等因素，现阶段国内基础教育领域AR出版物在数量上仍较为有限；品种也有一定局限性，主要集中在小学科学、体育等学科上；AR教辅图书多是试水行为，单点开花，尚未形成体系规模。在技术应用层面，多为浅层的图像识别，建模、交互等技术虽有涉猎，但仍处于初级阶段。AR教材类出版物还有很大的探索和发展空间。