基于增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)的高職微課程設(shè)計*

盧麗君，付曉軍（仙桃職業(yè)學(xué)院機械電子工程學(xué)院，湖北仙桃433000）

?

基于增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)的高職微課程設(shè)計*

盧麗君，付曉軍
（仙桃職業(yè)學(xué)院機械電子工程學(xué)院，湖北仙桃433000）

基于增強現(xiàn)實技術(shù)的微課程設(shè)計是將教材與微課程結(jié)合的一種產(chǎn)物，讓紙質(zhì)的教材“活”起來，分散的微課程系統(tǒng)化。學(xué)生在參考教材時，遇到不懂的知識點，把知識點的識別圖放在攝像頭下，打開配套軟件，在屏幕上就可以看到相應(yīng)的微課程，并伴隨聲音、講解、說明、演示的三維模型豐富教學(xué)。文章首先介紹了微課程和增強現(xiàn)實技術(shù)，然后根據(jù)高職教育特點提出了高職系統(tǒng)化微課程設(shè)計，從而得出了基于增強現(xiàn)實技術(shù)微課程設(shè)計的步驟，最后根據(jù)步驟給出案例分析。

微課程；增強現(xiàn)實技術(shù)；高職教育

隨著移動智能終端的大規(guī)模應(yīng)用，人們利用等車、乘車、排隊等碎片化的時間學(xué)習(xí)，催化微課程迅速崛起，成為教育領(lǐng)域的新寵兒，而高職教育的發(fā)展，平衡受教育者既要滿足社會需求的綜合職業(yè)能力，又要滿足全面發(fā)展的扎實文化基礎(chǔ)［1］，亟需信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)融合，將增強現(xiàn)實技術(shù)與微課程相結(jié)合，受教育者根據(jù)教材學(xué)習(xí)時，可以隨時隨地拿起手機，通過微課程進行重難點學(xué)習(xí)，而且可以重復(fù)的學(xué)習(xí)，這樣提供受教育者靈活自主的學(xué)習(xí)環(huán)境、豐富實用的課程教學(xué)，為高職新教育思想找到一條實踐創(chuàng)新路。

一、微課程和增強現(xiàn)實技術(shù)概述

“微課程”是指按照新課程標準及教學(xué)實踐要求，以8-10分鐘教學(xué)視頻為主要載體，反映教師在課堂教學(xué)過程中針對某個知識點或教學(xué)環(huán)節(jié)而開展教與學(xué)活動的各種教學(xué)資源的有機組合。

增強現(xiàn)實（Augmented Reality，簡稱AR），將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術(shù)?，F(xiàn)實世界難以體驗的實體信息如聲音、圖像、味道、觸覺等，通過信息技術(shù)手段，使得真實的環(huán)境和虛擬的物體實時疊加到同一個畫面或空間同時存在［2］。

基于增強現(xiàn)實技術(shù)的高職微課程設(shè)計，以學(xué)科教材為主，將各章節(jié)知識重點難點制作成微課程，采用增強現(xiàn)實技術(shù)，讓微課程在紙質(zhì)教材上“活”起來。采用增強現(xiàn)實技術(shù)的紙質(zhì)教材看上去和普通教材一樣，當讀者看到有標記識別圖的某個知識點時，把該頁的識別圖放在攝像頭下，打開配套軟件，在屏幕上就可以看到相應(yīng)的微課程，并伴隨聲音講解、說明、演示的三維模型豐富教學(xué)。

二、高職系統(tǒng)化微課程設(shè)計

一門課程應(yīng)該由許多個微課程組成，稱之為微課程群，微課程與微課程之間既相互獨立，又存在一定的聯(lián)系，具有松散耦合性，它們共同服務(wù)于一門學(xué)科。設(shè)計微課程既要考慮知識模塊的邏輯關(guān)系，又要兼顧系統(tǒng)性和完整性［3］［4］?；谝陨纤伎?，根據(jù)高職項目化教材，從任務(wù)出發(fā)，按照循序漸進的知識點為主線，以 “學(xué)”、“做”、“練”、“評”四個方面作為微課程的基本框架，進行微課程的設(shè)計，這種組織結(jié)構(gòu)與現(xiàn)行高職教材一致，便于學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)、理解、查找自己感興趣的微課程。其微課程學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　微課程學(xué)習(xí)架構(gòu)

從圖1可以看出，系統(tǒng)化微課程組織分為五層，第一層為課程名稱；第二層為項目模塊，按照基于工作過程為導(dǎo)向的項目化教學(xué)模式，各門課程的學(xué)習(xí)遵循學(xué)生的認知規(guī)律，選取由簡單到復(fù)雜的幾個項目；第三層為任務(wù)模塊，項目實施時，將各項目劃分為若干個任務(wù)，各任務(wù)有相應(yīng)的教學(xué)重難點；第四層為微課程群，解決各任務(wù)的重難點知識，制作微課程。有的任務(wù)簡單，不需要制作微課程，有的任務(wù)復(fù)雜，可能需要制作一個或兩個以上的微課程；第五層為微課內(nèi)容，微課內(nèi)容除了主要的微視頻以外，還包括教案、學(xué)習(xí)清單、互動討論。

三、基于增強現(xiàn)實技術(shù)微課程設(shè)計開發(fā)過程

按照高職系統(tǒng)化微課程設(shè)計，將基于增強現(xiàn)實技術(shù)微課程設(shè)計的開發(fā)分為以下六個步驟：

步驟一：選取適合于利用增強現(xiàn)實技術(shù)制作的教材。建議選取校本教材，突出學(xué)校的特色，尤其是一些理論講解枯燥乏味、知識點抽象的學(xué)科課程。

步驟二：學(xué)科教材內(nèi)容的框架重構(gòu)及制定。根據(jù)教學(xué)需求，以任務(wù)或項目導(dǎo)向的教學(xué)理念重構(gòu)教材編寫的思路，并確定支撐學(xué)生學(xué)習(xí)的知識點及對應(yīng)的多媒體資源展示方式，進而確定教材的邏輯結(jié)構(gòu)。

步驟三：版面及風格設(shè)計。根據(jù)教材及課程的現(xiàn)有情況，設(shè)計符合教材的風格及樣式，確定好風格后，動畫資源及版面都基于該設(shè)計風格開發(fā)。

步驟四：溝通教材文字內(nèi)容及動畫資源內(nèi)容需求。根據(jù)教學(xué)大綱，編寫符合本校學(xué)生特點和接受程度的教材文本內(nèi)容，并同時規(guī)劃出需要開發(fā)的數(shù)字化資源。

步驟五：微課程制作。根據(jù)教材知識點和高職學(xué)生的認知規(guī)律，開發(fā)配套的數(shù)字化資源作為微課程制作素材，數(shù)字化資源包括二維、三維動畫、視頻、三維模型、可交互仿真系統(tǒng)等。有了素材，我們就可以進行微課程的制作。

步驟六：交互設(shè)計。根據(jù)學(xué)科特色，設(shè)計具有針對性的軟件界面及交互方式。

四、基于增強現(xiàn)實技術(shù)微課程設(shè)計案例

案例選取高職機電一體化專業(yè)中的《單片機應(yīng)用技術(shù)》這門課程，課程特點是通過軟件程序控制硬件工作，軟件程序復(fù)雜難懂，硬件電路電信號無法直接觀測，知識學(xué)習(xí)晦澀難懂，適合利用增強現(xiàn)實技術(shù)制作教材。

1.教材內(nèi)容重構(gòu)

圖2　單片機應(yīng)用技術(shù)內(nèi)容重構(gòu)

根據(jù)教材內(nèi)容，遵循高職學(xué)生記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價和創(chuàng)造的認知規(guī)律，將《單片機應(yīng)用技術(shù)》這門課程分為六個項目，如圖2所示。

項目與項目之間按照認識單片機、學(xué)習(xí)單片機內(nèi)部資源、學(xué)習(xí)單片機外圍電路應(yīng)用的內(nèi)部邏輯劃分，既考慮了知識模塊間的邏輯關(guān)系，又兼顧了系統(tǒng)性和完整性。

2.項目任務(wù)設(shè)計

項目知識與技能的完成，是由所選擇的項目任務(wù)決定的，將項目所完成的知識與技能小粒度分割成幾個獨立的知識技能模塊，每個任務(wù)負責一個模塊的學(xué)習(xí)，且任務(wù)與任務(wù)之間有從簡單到綜合的內(nèi)在邏輯關(guān)系，但各任務(wù)之間又相互獨立，不存在顯示的聯(lián)系，便于微課程的設(shè)計，如圖3所示。

圖3　項目任務(wù)劃分

從圖3可以看出，將項目二分為三個任務(wù)，每個任務(wù)解決相應(yīng)的重難點知識，根據(jù)重難點進行微課程的制作。

3.微課程設(shè)計

每個微課程又是由多個微活動構(gòu)成，這些微活動包括學(xué)習(xí)清單、微視頻、微教案、在線討論、在線作業(yè)、在線評價、在線測試等，每個微課程學(xué)測評一體化，且是一次完整的學(xué)習(xí)體驗。如圖4所示，制作“任務(wù)一：一個發(fā)光二極管的閃爍控制”微課程，其內(nèi)容為學(xué)習(xí)清單、微視頻、微教案、在線討論、在線作業(yè)。學(xué)習(xí)清單是將自主學(xué)習(xí)的知識和行為進行序化，給出學(xué)習(xí)的流程，對于簡單的知識，要求學(xué)生閱讀教材，理解知識的重難點，以視頻的方式呈現(xiàn)，學(xué)生可以反復(fù)觀看，滿足學(xué)生的個性化發(fā)展，并讓學(xué)生提前知道討論的內(nèi)容和將要完成的作業(yè)，學(xué)生在學(xué)習(xí)的時候就會有目的的進行學(xué)習(xí)；微視頻呈現(xiàn)一個完整的教學(xué)過程，有知識引入、知識講解、案例實操、知識總結(jié)，只是微課程設(shè)計的一個重要部分；微教案為微視頻的電子講義，與微視頻配套使用，學(xué)生只需要將注意力集中在學(xué)習(xí)和理解上；在線討論是對所學(xué)知識的反饋與評價，集大家智慧同化知識的過程；在線作業(yè)是鞏固知識并進行創(chuàng)造的過程。

4.交互設(shè)計

圖4　微課程組成

根據(jù)項目與任務(wù)，組織相應(yīng)的文字、設(shè)計風格、微課制作等，同時制作具有增強現(xiàn)實技術(shù)的軟件界面、APP應(yīng)用。軟件界面、APP應(yīng)用有專門的公司制作，作為教育者，只需提供設(shè)計格式，并需要不斷的與研發(fā)人員溝通，以達到理想的效果。

總之，基于增強現(xiàn)實技術(shù)的微課程設(shè)計是將教材與微課程結(jié)合的一種產(chǎn)物，讓紙質(zhì)的教材“活”起來，分散的微課程系統(tǒng)化，便于知識的理解，可隨時隨地學(xué)習(xí)。同時，增強現(xiàn)實技術(shù)只是微課程設(shè)計的一種輔助手段，系統(tǒng)化的微課程分析與設(shè)計才是評價好與壞的必要條件，只有在對自己所教學(xué)科的知識點和學(xué)生情況有效分析的基礎(chǔ)上，才能設(shè)計出一套好的系統(tǒng)化微課程。

［1］楊明.高職教育微課開發(fā)綜合討論［J］.職教論壇，2014（6）.

［2］百度百科［EB/OL］.http：//baike.baidu.com/link？url= 87fxfqp48F4gkvrzYhf5CxQm0__0efZeeDQ1jtcAnNTw NMFy5BSaFRnPf6pC4gyaC6a4XQ2oAdwHOff6Mmx 2mq.

［3］劉名卓，祝智庭.微課程的設(shè)計分析與模型構(gòu)建［J］.中國電化教育，2013（12）.

［4］梁樂明，曹俏俏.微課程設(shè)計模式研究——基于國內(nèi)外微課程的對比分析［J］.開放教育研究，2013（1）.

［5］可汗學(xué)院［EB/OL］.http：//www.khanacademy.org，2015-10-07.

（編輯：魯利瑞）

G434

A

1673-8454（2016）10-0072-03

*本文系湖北省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2014年度課題《基于信息技術(shù)的高職微課程研究——以單片機應(yīng)用技術(shù)為例》（課題編號：2014B510）、湖北省2015年高等學(xué)校省級教學(xué)研究項目《微課、MOOCs教育信息化下高職專業(yè)課程立體化教材建設(shè)研究與實踐》（課題編號：2015505）部分研究成果。