基于增强现实(AR)技术的微课程设计
基于增强现实技术的微课程设计是将教材与微课程结合的一种产物，让纸质的教材“活”起来，分散的微课程系统化。学生在参考教材时，遇到不懂的知识点，把知识点的识别图放在摄像头下，打开配套软件，在屏幕上就可以看到相应的微课程，并伴随声音、讲解、说明、演示的三维模型丰富教学。文章首先介绍了微课程和增强现实技术，然后根据高职教育特点提出了高职系统化微课程设计，从而得出了基于增强现实技术微课程设计的步骤，最后根据步骤给出案例分析。
随着移动智能终端的大规模应用，人们利用等车、乘车、排队等碎片化的时间学习，催化微课程迅速崛起，成为教育领域的新宠儿，而高职教育的发展，平衡受教育者既要满足社会需求的综合职业能力，又要满足全面发展的扎实文化基础，亟需信息技术与学科教学融合，将增强现实技术与微课程相结合，受教育者根据教材学习时，可以随时随地拿起手机，通过微课程进行重难点学习，而且可以重复的学习，这样提供受教育者灵活自主的学习环境、丰富实用的课程教学，为高职新教育思想找到一条实践创新路。
微课程和增强现实技术概述
“微课程”是指按照新课程标准及教学实践要求，以8-10分钟教学视频为主要载体，反映教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源的有机组合。
增强现实(Augmented Reality，简称AR)，将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术。现实世界难以体验的实体信息如声音、图像、味道、触觉等，通过信息技术手段，使得真实的环境和虚拟的物体实时叠加到同一个画面或空间同时存在。
基于增强现实技术的高职微课程设计，以学科教材为主，将各章节知识重点难点制作成微课程，采用增强现实技术，让微课程在纸质教材上“活”起来。采用增强现实技术的纸质教材看上去和普通教材一样，当读者看到有标记识别图的某个知识点时，把该页的识别图放在摄像头下，打开配套软件，在屏幕上就可以看到相应的微课程，并伴随声音讲解、说明、演示的三维模型丰富教学。
高职系统化微课程设计
一门课程应该由许多个微课程组成，称之为微课程群，微课程与微课程之间既相互独立，又存在一定的联系，具有松散耦合性，它们共同服务于一门学科。设计微课程既要考虑知识模块的逻辑关系，又要兼顾系统性和完整性。基于以上思考，根据高职项目化教材，从任务出发，按照循序渐进的知识点为主线，以“学”、“做”、“练”、“评”四个方面作为微课程的基本框架，进行微课程的设计，这种组织结构与现行高职教材一致，便于学习者学习、理解、查找自己感兴趣的微课程。其微课程学习结构如图1所示。
图1 微课程学习架构
从图1可以看出，系统化微课程组织分为五层，第一层为课程名称;第二层为项目模块，按照基于工作过程为导向的项目化教学模式，各门课程的学习遵循学生的认知规律，选取由简单到复杂的几个项目;第三层为任务模块，项目实施时，将各项目划分为若干个任务，各任务有相应的教学重难点;第四层为微课程群，解决各任务的重难点知识，制作微课程。有的任务简单，不需要制作微课程，有的任务复杂，可能需要制作一个或两个以上的微课程;第五层为微课内容，微课内容除了主要的微视频以外，还包括教案、学习清单、互动讨论。
基于增强现实技术微课程设计开发过程
按照高职系统化微课程设计，将基于增强现实技术微课程设计的开发分为以下六个步骤：
步骤一：选取适合于利用增强现实技术制作的教材。建议选取校本教材，突出学校的特色，尤其是一些理论讲解枯燥乏味、知识点抽象的学科课程。
步骤二：学科教材内容的框架重构及制定。根据教学需求，以任务或项目导向的教学理念重构教材编写的思路，并确定支撑学生学习的知识点及对应的多媒体资源展示方式，进而确定教材的逻辑结构。
步骤三：版面及风格设计。根据教材及课程的现有情况，设计符合教材的风格及样式，确定好风格后，动画资源及版面都基于该设计风格开发。
步骤四：沟通教材文字内容及动画资源内容需求。根据教学大纲，编写符合本校学生特点和接受程度的教材文本内容，并同时规划出需要开发的数字化资源。
步骤五：微课程制作。根据教材知识点和高职学生的认知规律，开发配套的数字化资源作为微课程制作素材，数字化资源包括二维、三维动画、视频、三维模型、可交互仿真系统等。有了素材，我们就可以进行微课程的制作。
步骤六：交互设计。根据学科特色，设计具有针对性的软件界面及交互方式。
基于增强现实技术微课程设计案例
案例选取高职机电一体化专业中的《单片机应用技术》这门课程，课程特点是通过软件程序控制硬件工作，软件程序复杂难懂，硬件电路电信号无法直接观测，知识学习晦涩难懂，适合利用增强现实技术制作教材。
1.教材内容重构
根据教材内容，遵循高职学生记忆、理解、应用、分析、评价和创造的认知规律，将《单片机应用技术》这门课程分为六个项目，如图2所示。
图２ 单片机应用技术内容重构
项目与项目之间按照认识单片机、学习单片机内部资源、学习单片机外围电路应用的内部逻辑划分，既考虑了知识模块间的逻辑关系，又兼顾了系统性和完整性。
2.项目任务设计
项目知识与技能的完成，是由所选择的项目任务决定的，将项目所完成的知识与技能小粒度分割成几个独立的知识技能模块，每个任务负责一个模块的学习，且任务与任务之间有从简单到综合的内在逻辑关系，但各任务之间又相互独立，不存在显示的联系，便于微课程的设计，如图3所示。
图3 项目任务划分
从图3可以看出，将项目二分为三个任务，每个任务解决相应的重难点知识，根据重难点进行微课程的制作。
3.微课程设计
每个微课程又是由多个微活动构成，这些微活动包括学习清单、微视频、微教案、在线讨论、在线作业、在线评价、在线测试等，每个微课程学测评一体化，且是一次完整的学习体验。如图4所示，制作“任务一：一个发光二极管的闪烁控制”微课程，其内容为学习清单、微视频、微教案、在线讨论、在线作业。学习清单是将自主学习的知识和行为进行序化，给出学习的流程，对于简单的知识，要求学生阅读教材，理解知识的重难点，以视频的方式呈现，学生可以反复观看，满足学生的个性化发展，并让学生提前知道讨论的内容和将要完成的作业，学生在学习的时候就会有目的的进行学习;微视频呈现一个完整的教学过程，有知识引入、知识讲解、案例实操、知识总结，只是微课程设计的一个重要部分;微教案为微视频的电子讲义，与微视频配套使用，学生只需要将注意力集中在学习和理解上;在线讨论是对所学知识的反馈与评价，集大家智慧同化知识的过程;在线作业是巩固知识并进行创造的过程。
图４ 微课程组成
4.交互设计
根据项目与任务，组织相应的文字、设计风格、微课制作等，同时制作具有增强现实技术的软件界面、APP应用。软件界面、APP应用有专门的公司制作，作为教育者，只需提供设计格式，并需要不断的与研发人员沟通，以达到理想的效果。
总之，基于增强现实技术的微课程设计是将教材与微课程结合的一种产物，让纸质的教材“活”起来，分散的微课程系统化，便于知识的理解，可随时随地学习。同时，增强现实技术只是微课程设计的一种辅助手段，系统化的微课程分析与设计才是评价好与坏的必要条件，只有在对自己所教学科的知识点和学生情况有效分析的基础上，才能设计出一套好的系统化微课程。(作者：卢丽君等，仙桃职业学院)
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声明：本文由入驻搜狐号的作者撰写，除搜狐官方账号外，观点仅代表作者本人，不代表搜狐立场。2012年末，外界一致认为2013年是增强现实(AR，augmented reality)爆炸之年，当然有一部分功劳要归功于谷歌眼镜(Google Glass)，借助谷歌公司强大的号召力，将增强现实这个概念炒热。据美国市场研究分析公司ABI research的预测：增强现实的开放商今年将会在增强现实这个应用上投资6.7亿美元，在五年内，这个数字将跃升至25亿美元;分析师还认为&AR&这个应用将会成为&更加日常化的移动设备应用的一部分&尤其在市场营销、车载系统、游戏娱乐和医学医疗等领域。1、增强现实技术将成为市场营销的卖点近日，由可口可乐和联手打造的&可口可乐：那些年，我们的同学会&市场活动案例获得2013年大中华区艾菲奖铜奖，人人网首次以AR(增强现实)互动技术亮相广告节，弹唱乐队和沙滩排球等互动创意吸引大量观众排队体验。参与者一旦踏入体验区，球友和乐队旋即出现在身旁。倍感惊喜之余，参与者立刻放开手脚，和&兴趣同好&一起全情投入，展现年轻活力。宜家也采用增强现实技术打造新版的产品目录展示家具。用户将智能手机对着产品目录就可以和3D产品模型、产品视频以及数字说明书内容互动。宜家并不是把纸质直接换成移动版本的产品目录，这不符合用户习惯，而是决定为纸质版产品目录加入一个数字化层级，而选择增强现实技术是最好的选择，自然在未来将有更多的人选择2、结合增强现实技术的车载系统将成为汽车标配奔驰正在研发运用增强现实技术的新型车载导航系统，驾驶员在驾驶汽车时，汽车仪表盘上的触摸屏能生动地显示汽车周围环境。图像信息将实时地显示在屏幕上，驾驶员可以从屏幕上了解行驶方向、街道名称等各种信息。它不仅能协助你抵达目的地，而且也是一种驾驶乐趣。预计第一套AR车载导航系统将在2015年安装到量产汽车上，到2023年，年销量将达到210万。丰田目前正在开发这类技术，采用触摸式车窗，乘客能够从中获取车外某个物体与车辆的距离，系统甚至能够辨认出这项物体是动物、人类甚至广告牌，极大增加驾乘的体验和安全。3、增强现实让游戏娱乐拉进现实谷歌去年就已将发布一款基于地理位置信息的&增强现实&游戏&&Ingress。游戏基于Google地图的数据，通过手机内置的GPS定位系统确认玩家位置，玩家需要拿手机接近这些据点，进行入侵(Hack)、攻击及防守等动作。游戏的最终目标是将游戏世界和现实世界的界限模糊化，为游戏娱乐打开一扇新的窗户，让游戏娱乐的场景搬进现实世界，目前越来越多游戏公司正在开发增强现实游戏。4、增强现实成为医生的&助手&近日举行的2013年中国国际工业博览会上，复旦大学数字医学研究中心主任宋志坚教授及其团队展出这一最新研发成果&&增强现实神经导航系统。随着iPad在患者不同身体部位上方的移动，屏幕上会随之产生出相应的图像，并最终锁定患者颅内肿瘤的具体位置，引导医生实现对肿瘤的&精确手术&。5、增强现实让图书更立体更互动增强现实技术正在改变着我们传统的阅读方式，结合增强现实场景、三维模型等与现实世界创建的儿童读物为孩子们带来身临其境般的沉浸式体验，增强现实技术无疑为图书作者创建了增强效果的艺术呈现界面，并赋予了参与者一种额外的体验过程。软件科技有限公司(以下简称梦想人)从2004年就开始推广增强现实图书的事业，目前已经与多家国内出版社合作推出数本增强现实图书，将来将和更多的优秀出版社合作，制作出更适合读者欣赏的图书。梦想编辑器让增强现实变得更简单这两年，我用过很多增强现实功能的APP应用，但大部分只是提升APP的功能而已，并没有很好地利用增强现实的真正功能。用户会第一次试用这些APP应用会感觉很酷，但使用粘度很低。这确实是一个问题，如何将增强现实的特性构建在APP应用、网站、或实体产品之中，会耗费开发者大量的精力，而梦想人研发的增强现实制作工具&&梦想编辑器准备尝试解决这个问题，这款工具为非程序员设计，不仅使用户通过简单的操作即可添加3D模型、视频及其他图形内容，也规范了增强现实的标准，让增强现实变得更简单更普通，同时具有增强现实功能的APP应用将会更加实用。智能手机或者平板电脑已经很出色的，而增强现实的真正的潜力是在我们视线所能及的实际应用中叠加虚拟图像，这就是谷歌眼镜令人激动的原因，这被业内认为增强现实技术与穿戴式设备集合较完美的产品，它将用户的体验拉进一个视觉影像之中，你不再需要通过手机(或平板)的屏幕才能体验，令增强现实技术的普及带来希望。(作者：，博士 、梦想人科技总裁)
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[摘要]《精灵宝可梦Go》只是增强现实技术应用的冰山一角，而未来更多沉浸式的体验，才会发挥增强现实技术更大的潜力。
腾讯数码讯（Guti）什么是增强现实？与虚拟现实类似，这是一种“增大化现实”技术，其实已经存在多年，但是从最近几年开始又流行起来。由于智能手机的硬件和软件平台都不断强大起来，增强现实技术可以让我们通过智能手机App实现各种各样的目的。也许听起来，增强现实与虚拟现实似乎很类似，但是二者从技术还是体验上都还是有非常大的不同。首先，虚拟现实需要让我们沉浸在完全虚拟的环境中，不会与周围的环境进行交流。而增强现实则是在现实环境中添加3D虚拟对象，让虚拟元素融入到周围的真实生活中。增强现实技术目前有几种实现的方法，比如QR/2D二维码通过GPS标记移动设备的位置、还有移动App可以读取内容后向使用者展示内容。增强现实同样使用了HMD或者HUD之类的头盔作为载体，并且目前包括谷歌和微软等许多头牌科技厂商都已经开始投入大量的精力研发。目前，最流行的增强现实例子就是类似于《钢铁侠》或者《少数派报告》电影中在面前展示虚拟数据或虚拟对象投射的形式，当然目前现实技术还达不到电影中的水平，而还需要一段时间的发展。不过目前的技术已经整个过程的创建变得更加简洁。而未来的终极形态就是只通过现实头盔或者干脆不用任何显示装置，都可以实现这样的目的。
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发展史想要充分理解增强现实技术，并且看清它的未来和发展潜力，我们必须要先来回顾一下它的历史。其实与虚拟现实技术一样，增强现实的起源，要比你想象得更早。第一款增强现实技术设备诞生于上世纪60年代末。当时，哈佛大学的Ivan Sutherland研发出了一款名叫Sword of Damocles的装置，可以在一个房间内部绘制出虚拟的几何图形，而这就是最初的增强现实装置。当初的Sword of Damocles不仅巨大，而且非常笨重，显示的内容也不切实际，但是能凭借早期计算机的水平实现这样的目的，已经可以看成是增强现实的雏形了。从那时开始，增强现实技术的研发开始逐渐繁荣，并且持续到上世纪90年代，不过主要的研发团队都是美国军方和NASA。而直到智能手机具备可以处理增强现实技术的能力后，才开始在消费领域兴起，没错，扫描二维码就是一种形式。进入到21世纪，德国科学家Daniel Wagner和Dieter Schmalstieg被看成是现代增强现实技术的先驱者，并且最先创建了基于移动设备的增强现实技术框架。而随着智能手机的性能不断提升，并且普及率越来越高，增强现实技术已经开始成为各大科技公司最“时尚”的研发目标。Osterhout设计集团的创始人兼首席执行官Ralph Osterhout，就是在不断变化的增强现实市场中出现的新力量。他指出，就连苹果地图这样的产品，都已经将增强现实技术使用到了正确的方向上来。“自从2007年的iPhone问世之后，出现了真正高容量的移动设备，也就是真正的智能手机。而它们可以模拟周围的环境，并且让一切变得简单。虽然之前诺基亚做得很不错，但是直到一款真正的智能手机出现，具备更强大的处理能力和更大的内存，才让一切变得自然，而随着时间的推移，设备的成本也在不断年下降。”Osterhout表示。不过就算移动设备的运算能力已经满足的需求，但是在营销和显示组件方面，依然还没有太大的提升。而早期的增强现实技术，有些过于关注消费领域，但是随之而来的也是更大的技术风险。之前，大多数的增强现实技术都是面向消费者的噱头和游戏，而直到iPhone或Android系统智能手机出现后，我们才第一次让大众用户体验到增强现实技术的魅力。而如果将增强现实技术真正的融入到大众消费者的生活中，才是今天许多科技巨头重新将增强现实提到桌面上重新研发的原因。现状从谷歌眼镜在2014年横空出世之后，增强现实突然又来到的大众的面前。不过正如之前Osterhout指出的那样，价格依然还是太高。不仅如此，谷歌眼镜那怪异的造型以及不太舒服的佩戴感受，甚至让用户发明出了“Glassholes”这样的贬义词。再一次，增强现实技术又一次开始沉寂。目前市面主要的增强现实产品和项目：HMD显示设备：Magic Leap、微软HoloLens、Meta、Daqri；智能眼镜类：ODG、Epson、谷歌眼镜2、CastAR、Vuzix；App：精灵宝可梦Go、Aurasma、Blippar；移动项目：Project Tango；平台：Vuforia；一年之后，微软HoloLens的问世再一次吸引了全世界的目光。在这段期间里，包括Meta、Epson和ODG等其它公司也都纷纷开始展示自己的产品，而增强现实技术的未来又明朗起来，尤其是在游戏领域。在Gamefying AR失败之前，似乎增强现实与游戏领域的距离很遥远。不过醉着HoloLens将Minecraft整合到兼容的应用中，许多人开始看到增强现实技术在游戏领域的潜力。不过目前，3000美元的开发者套件，依然证明了，还没有为普通用户做好准备。而最近，真正让增强现实技术走入寻常大众眼中的，正是一款名叫《精灵宝可梦Go》的游戏，这是一款利用移动设备地理位置标记增强现实技术的游戏，随时捕捉我们喜欢有趣怪物的游戏。虽然这只是增强现实技术的一个最简单应用，但是背后无疑让我们看到了增强现实技术与更复杂的技术融合后带来的广阔潜力。ODG副总裁Nima Shams表示：“增强现实技术将会不断发展，并且改变即将要发生的事情”。而Meta首席产品官Soren Harner表示，是游戏让广大用户更深入的了解了增强现实技术，并且看到了人人都需要这种有趣的技术。现在，增强现实技术伴随着各种测试版的显示头盔装置，大有卷土重来之势，而目前距离消费者还有一段距离，大部分的产品都还在企业级领域测试。未来增强现实技术想要成功，还需要更多的耐心，包括虚拟现实技术在内，虽然已经走进了我们的生活，但是未来的路还很长，还需要更多的改进。幸运的是，《精灵宝可梦Go》这样的游戏已经帮我们铺好了道路，而一旦增强现实技术开始在游戏领域普及，绝不会像谷歌眼镜那样昙花一现。不过，更强大的增强现实技术需要更多复杂的技术，比如传感器和追踪装置必须更深层次的交互。同时增强现实技术设备也需要比虚拟现实设备更轻量化，甚至无线化，可以在日常生活中随时佩戴使用。简单地说，增强现实技术未来的应用潜力无穷无尽，不仅仅是游戏，在消费领域和企业专业领域，同样有很多潜力。“在现实世界中随时翻译、购买家具之前先模拟一下在客厅中的样子，这些应用都可以真正为消费者带来方便，而不仅仅只是服务于专业领域的大公司。”另外，当我们看到目前各种增强现实头盔的造型，就会发现暂时还不适合应用于消费市场，未来它们需要更轻便、更舒适、看起来更时尚。再一次，目前的增强现实技术应用都还只是移动平台上，通常这得益于几乎人手一部的智能手机。但是除了像《精灵宝可梦Go》这样的移动平台游戏之外，作为ODG之类智能眼镜和头盔之类的产品，未来要比智能手机拥有更多的潜力。目前《精灵宝可梦Go》只是增强现实技术应用的冰山一角，而如何教会大众用户更好的熟悉增强现实技术，并且不仅仅局限于手持移动设备，并且强调HDM类产品所带来更深入的沉浸感，也是当务之急。很快用户就会意识到，其实智能手机并非增强现实技术最佳的平台，并且无法带来更深层次的体验。未来头戴式显示头盔可以为用户带来更大的差异化内容、沉浸式体验，甚至还能兼顾移动性以及电影级别的画面质量。来源：
[责任编辑：yannwang]
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增强现实技术的发展背景与趋势
当大家都在讨论虚拟现实技术和人工智能的时候，增强现实技术也在悄然发展，今天，我们就一起来了解一下，增强现实都是如何来发展壮大的，以及到底什么才是增强现实技术的。希望通过对本文的阅读，大家对于增强现实技术能够有一个深入的认识，下面就开始今天的主要内容吧。
从2D到3D计算
从某种程度上讲，人机互动历史在过去两个多月的时间里发生了极其重要的变迁–微软升级了Hololens，Facebook发布了特效工作室，AI图像识别技术GoogleLens问世，苹果更是推出了ARKit。
近年来，VR技术的发展已经将人机互动，特别是电影、视频游戏等领域向3D方向进行了长足的推动，很快，AR也将在更多的日常场景中改变我们与计算设备的互动方式。
VR与AR之所以能对当今的计算设备格局产生重要影响，本质在于这些技术能够帮助人们以更自然的方式与计算设备进行互动，包括视线、手势、肢体动作、语音等等，而无需使用非自然的、额外的交互介质，譬如鼠标、键盘、触屏。
1968年，IvanSutherland开发出了世界上第一套头戴式显示系统，当时只是用来向观众们展示一些简单的线框图形。
那之后，创新不断，但真正形成影响效应的还是45年后，即2013年GoogleGlass的探索性问世。
作为一款消费领域的产品，GoogleGlass不幸失败，影响因素包括过高的售价、有限的功能性以及尴尬怪异的样式等等。
2015年9月，Snapchat悄然推出了一款名为Lenses的眼镜，将AR带入了主流消费群。透过Lenses，你可以看到人们口吐彩虹或是变成小狗–自此，面部产生的各种增强效应令很多人乐此不疲。
然而，有着个性化外观的Lenses虽然被很多人所接纳，但人们不会将Snapchat本身看作一款AR产品。直到2016年PokemonGo的横空出世，ARapp才第一次站到了舞台中央。PokemonGo在推出后的首周就成为了下载量最大的app，用户数接近千万;在一个月内，全世界范围内的下载量便超过了一亿。
移动设备并非用于承载AR的最佳平台，其运用方式的价值仍然有待观望，然而透过移动AR的起步，我们可以看到世界上那些最有实力的科技公司正在致力于AR技术的推动，而基础性、系统性的开发生态环境一旦形成，基于眼镜一类自然载体的AR运用形式便指日可待了。
AR领域内最新的、最为重要的进展，便是苹果所推出的ARKit，开发者们从此可以使用相关工具面向数亿消费者轻松打造ARapp了。此外，这项技术也为苹果开拓了轻量级AR眼镜的需求–借助iPhone的计算能力，这类眼镜可以成为苹果相关设备最为便捷的信息界面。
而Facebook推出AR特效的目的也是类似，即帮助开发者基于手机摄像头创造出更具魅力的AR体验，使超过20亿的用户更紧密的团结在其生态系统当中，包括Facebook、WhatsApp、Instagram等等。
GoogleLens很快也将为开发者们提供类似的能力，而且更重要的是，Google为我们带来了另外一个相当有趣的创新点–不仅是我们通过摄像头来观察和理解AR成像，摄像头本身同样可以拥有智能，并能帮助我们分析眼前的所见，将我们与信息更密切的连接起来。
隐形眼镜势必是AR的长远进化方向，而在那之前，普通样式的眼镜将是更贴近现实的载体。
同时，我们还可以看到微软Hololens这样的设备。这款售价约3K美金的开发者套件目前主要针对的还是工程、设计等行业运用领域。
此外，一直以来被大肆宣传却迟迟未来的MagicLeap也仍是值得期待的，毕竟这家公司在尚未发布真正的消费产品之前就已经拿到过巨额投资了。
各路AR公司
AR生态系统正在被一点点的建立起来，你可以参考SuperVentures提供的这份清单(GoogleDrive)来了解更加详细的信息。
其中一些知名厂商包括Nvidia(GPU)、LeapMotion(手势追踪)、Blippar(出版)、Meta(HUD)、Doppler(智能耳机)、Eyefluence(眼球追踪，已被Google收购)等等。
在开发方面，不妨试着接触Unity(主流游戏开发工具，AR/VR开发工具)、Vuforia(便捷的AR开发平台)，当然，还包括苹果的ARKit。
作者：C7210
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