基于AR实验的幼儿单词学习设计研究

马建军　杨琴

摘 要 作为虚拟信息与现实世界的融合，增强现实技术正在不断更新人们的学习和生活体验。增强现实技术与传统的幼儿英语教学方式相结合，既为学习者提供真实的全新体验和感受，又向三维和多维互动的领域拓展，搭配适合情境的音乐，能显著增加单词学习的多维性和趣味性。本文对增强现实技术在幼儿单词学习中的应用进行了探索性研究，运用ENTiTi工具制作并生成三维立体的单词卡片，重点阐述了增强现实技术与幼儿单词学习资源的设计，并分别对幼儿园A班和B班的应用效果进行验证，结果表明增强现实技术能提高英语单词的学习效率，有效加深幼儿对英语学习的理解，提高幼儿对单词的认知能力和兴趣。

关键词 增强现实 教学设计 幼儿单词学习

中图分类号：G434文献标识码：A

0引言

增强现实技术（Augmented Reality，简称AR）是在虚拟现实基础上发展起来的一项新技术，它将计算机生成的场景融合到真实世界中，扩张和补充真实世界而不是完全替代真实世界，以强化用户对现实的感观和认知。一方面，目前市面上的智能手机和平板电脑具有摄像头、GPS、上网功能以及较为强大的运算能力，为AR的应用提供了基础硬件平台。另一方面，AR所具有真实性、交互性、实时性，与移动学习相结合能很好地呈现学习内容，营造真实的学习情境，提高学习者的学习兴趣和效率。尤其在幼儿单词学习上，由于年龄小，抽象思维能力差，幼儿对于单词不能很好的理解，不易在单词与其代表的内容之间建立起有意义的关联，AR的应用可以将难以理解的复杂枯燥无味的内容以三维的形式呈现出来，让幼儿能直观地观察学习单词，建立有意义的心理表征，从而有效提高幼儿学习单词的兴趣和效果。

在国外，早在2008年就有公司将AR运用到传统的纸质出版物中。有资料显示，泰国的一家公司出版了增强现实技术儿童立体读物《Earth structure》，这是最早的一本运用增强现实技术出版的一本儿童读物。之后，每年的法兰克福图书博览会上都会有关于增强现实不同的新产品推出。例如增强现实立体书《Aliens & UFOs》，它是 2008 年德国公司 Ars Edition 生产的，可以直接利用书中自然图像作为标记，将书中所描述的外星人以立体的形象呈现出来。这一突破为增强现实立体书的发展奠定了坚定的基础。除了应用于儿童出版物以外，AR也通过游戏的形式来增强儿童的拼写能力。如OriInbar研发了一款在iPhone上可实现的增强现实游戏，让4-7岁孩子随时随地拼写与学习。在国内，有学者提出增强现实技术在立体书籍、操作技能培训等教育领域有很大的研究前景。可识别汉字的增强现实系统通过摄像头捕捉文字信息进行识别，实现了虚实物体的叠加，研究表明该系统将汉字学习与计算机生成的虚拟信息结合起来，有效地扩展和丰富汉字学习的兴趣和手段。关于教学领域的应用案例"未来之书"证实了AR在教学中具有较大的使用价值，可以为学习者创造一种体验和沉浸的学习环境，用技术的手段来促进学习者学习。综上所述，国内外学者对增强现实技术在教育上的应用的关注逐渐增多，并且涉及的领域也逐渐增多，主要包括阅读书籍、儿童出版物、儿童游戏教育等，但是AR在幼儿单词学习的应用方面还有所欠缺。本研究运用ENTiTi工具制作并生成三维立体的单词卡片，然后在对幼儿群体进行需求分析的基础上制定相应的教学目标，设计活动方案，从而增强单词学习的情境性和直观性。给孩子提供一个形象生动的学习单词和认识事物的平台，帮助幼儿在英语单词与实物之间建立有意义联结，促进幼儿对单词的理解和迁移。

1基于增强现实技术的幼儿单词学习资源设计

本研究利用“ENTiTi”软件设计了一套基于手机平台的AR学习资源。借助智能手机的上网功能和强大的运算能力，以该软件为核心，设计制作了一套英语单词的学习资源，开发了基于情境的探究性学习活动方案，并检查应用后的效果。

1.1 ENTiTi软件的简介

ENTiTi Creator是由以色列創业公司WakingApp开发的一款AR作品制作工具，易学易用是它的最大特色。该平台不需要任何编程、完全依靠鼠标拖放就能完成创作过程。ENTiTi是基于云计算的平台，可以在线3D视角查看内容，并自动适配各种终端，比如手机或平台电脑等。开发者通过它所发布出来的AR内容，只需要通过一个叫作ENTiTi View软件的入口，就可以轻松访问。点击“Create”，就会进入编辑模板的流程。这里需要明确的一点是，与国内编辑器让用户直接上传图片、视频、模型等素材后生成AR内容不同，ENTiTi的web端实际上是模板的编辑器，进入后有三种模板编辑流程可选：完全自建、视频祝福、名片。编辑模板的编辑器使用户自主范围扩大，整个流程更有“可用性”和“可玩性”。

1.2 AR小卡片英语单词的开发过程

AR小卡片制作的开发过程，共分为四个阶段，首先是需求分析阶段，这是对AR在幼儿识字教学里面的应用过程，介于对幼儿的身心发展和特点分析出AR是否可行。第二阶段是项目设计阶段，根据需求分析的结果，结合增强现实技术的特点，对增强现实小卡片的结构进行整体规划，并据此对包括纸质图书、三维模型、交互平台以及其他多媒体资源在内的AR组成部分进行设计。第三阶段是实现制作，这是整个开发过程中工作量最繁重的阶段。需要完成五项基本工作：一是对图片进行合理编排制作，并将特定标记图案融入英语单词中，从而满足增强现实的需求;二是熟练运用3D建模工具，通过反复细致的修改，制作逼真的三维模型;三是运用各种多媒体软件对其他媒体资源进行编辑;四是在选定平台上，完成标志的识别、三维注册、虚实结合和人机交互等多方面的程序开发与实现;五是将前面的工作进行整合，使整个项目成为一个有机的整体，同时这一阶段往往会对前一阶段的工作进行各种反馈和调整。最后一个阶段是调试与发布。首先要将制作完成的AR进行整体调试，并对照最初的需求分析进行测试。完成以上工作后，就可以根据最初的设计方案进行实地访谈和测验幼儿单词效果。

通过ENTiTi软件的电脑端制作相应的英语单词模型，用手机端将电脑上的模型进行识读。例如，用手机在扫到一张鸭子的图片时，能够出现一个立体的鸭子，并且对“duck”这个单词进行发音教学。知识点不再是以传统的纸质出现在儿童面前，而且增强了知识的立体感、三维性以及趣味性。

2基于ENTiTi学习资源的幼儿英语单词的教学设计示例

活动名称：看得见的单词——大班数学活动。

设计意图： 对于大班的孩子，认识身边的动物、水果等的特征非常重要，并且在现代社会高速发展的情况下，从幼儿开始学习英语单词也是必要的。运用Entiti设计的教学活动能让幼儿对英语单词的学习更加感兴趣，并学习到相应的知识。

活动目标：

（1）能够认识一些动物和水果并正确说出它们的名称。

（2）能够知道并读出它们的英语发音。

（3）能记住一些和单词相关的小短句。

活动准备：

（1）教具：英语单词卡片

（2）提前制作好的虚拟模型

（3）装有ENTITI软件的手机

活动过程：

一，导入主题，激发兴趣。

（1）老师模仿鸭子、小狗等动物让学生们猜，引起学生的注意;

（2）拿出单词小卡片让有意愿的学生表演给大家猜;

（3）询问有没有学生知道它们在国外是怎么被称呼的;

（4）老师通过动物模仿和提问来引出学习的主题——动物单词。

二，借助软件，学习单词。

（1）运用已经装好ENTiTi的手机和卡片来进行扫描;

（2）学生通过手机看到的立体动物模型不仅逼真，也有相应的英语发音，学生们可以一起观看并且寻找这些动物们的特征;

（3）在观看模型的同时，老师对每个单词进行简单讲解，让学生们进行跟读记忆，通过观看现场的虚拟模型和老师的讲解，学生对英语单词的了解可以更为生动透彻。

三，回顾单词，巩固知识。

（1）在讲完动物单词后，老师给学生们自由讨论的时间，安排3个人一组，选择一个今天所学的单词进行记忆和描述;

（2）讨论结束后，每个组由一名学生对今天的单词进行回顾，比如：

鸭子是duck，鸭子有扁扁的嘴巴，它是在陆地上生活的动物。

（3）最后老师进行总结。

3 AR在幼儿单词学习中的实践运用

通过借助ENTiTi软件制作出了动物系列和水果系列的幼儿单词模型，制作完成后我们选择了某幼儿园4-5岁幼儿的两个不同班级进行了效果验证，两个班级的人数、学习水平大致均等。在验证过程中我们首先采用传统式教学对A班的幼儿进行英语单词的讲授，将制作的水果和动物系列的单词卡片对小朋友们进行了现场教学，B班在此基础上结合AR小卡片英语单词的立体实物模型进行教学。并且对两个班的孩子关于英语单词的学习情况进行随机抽查。在整个过程中，我们发现B班孩子的正确率（80%）高于A班孩子的正确率（50%），幼儿对立体实物教学更感兴趣。在学习过程中幼儿对眼前这些实物也有了一些新的认识，比如对于鸭子这个实物，大家不仅知道了鸭子的叫声，还了解到鸭子有扁扁的嘴巴，这样可以更直观的使幼儿认识到实物各自的特点。通过结合AR小卡片的学习，幼儿们表现得更加主动，积极地跟着AR小卡片中的发音学习，在一分钟之内就能学会一种动物的发音，显著提高了学习效率。

在实践的过程中，我们也发现了运用此教学方法的不足之处。首先幼儿对这个软件的好奇心超過对学习的兴趣，导致学习秩序混乱。因此，在教学设计方面，不能仅仅依靠本软件进行教学，教师可以借助AR这个平台，设计一系列游戏环节，不脱离与传统教学模式，又做到以旧换新，达到最佳学习效果。

4 AR开发后续工作及反思

在教育领域方面，除了对幼儿的单词可以进行教学设计，还可以延伸发展为对中学的物理、化学方面的学习。我们可以制作更逼真的形象促进学生去理解。对于化学反应方程式这种抽象的列式，我们可以化作更容易理解的形象去学习，而物理方面同样也可以，对于力学、电学我们除了亲自做实验也可以采用AR进行学习和运用。在未来的学习和研究中，我们不仅能运用在教育上面，还可以运用在商业方面，在网上购物的时候我们可以利用AR看到商品的材质和视觉效果。

基于智能手机设备的移动学习正处于应用模式的发现和创新阶段，AR为幼儿单词学习提供了新的学习情境，改变了传统的英语教学模式，它为幼儿单词教学提供了情境性、直观性的学习环境。诚然，本研究仅选取两个班的幼儿作为样本，其结论也只在一定程度上说明了AR可以影响幼儿英语单词的学习情况。AR正在革新着我们教育的方式，推动着从幼儿园到基础教育、中等教育、高等教育的教与学方面的改革，这也是后续我们要结合其他分析方法与工具深入分析AR的应用效果。

参考文献

[1] 夏少琼.增强现实技术在儿童出版物中的应用与实现[D].北京：北京工业大学，2013：86.

[2] Kaufmann， H. The pote ntial of augmented reality in dynamic geometry education[A].12th International Conference on Geomertryand Graphics[C].Salvador，Brazil，2006.