清華大學化學系探索“AR+教育”模式
2018-04-16 17:46:37
來源： 新華網(wǎng) 作者：向東 熱度:
日前，清華大學化學系與RealMax集團簽署了AR多媒體課件項目開發(fā)合作協(xié)議，內(nèi)容包括AR儀器分析實驗互動教學、AR消防安全互動培訓、AR實驗中心簡介多媒體課件等三個類別，意在推動教與學之間產(chǎn)生“催化反應(yīng)”，促進化學教學實踐的信息化改革。
據(jù)悉，該項目中的AR儀器分析實驗互動教學多媒體課件可用于WEB端和移動端APP，以3D動畫形式生動呈現(xiàn)液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用試驗和液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀的維護過程。而其中的AR消防安全互動培訓課件也可用于含WEB端和移動端APP， 其內(nèi)容活靈活現(xiàn)，如臨實境，涵蓋儀器起火后滅火、人觸電著火后應(yīng)急救助、如何正確逃離跨步電壓區(qū)等教程； AR實驗中心簡介多媒體課件則符合AR眼鏡端運行要求，以3D形式對各實驗室以及公共消防設(shè)施的使用進行生動介紹。
實際上， 在去年上半年，清華大學化學系就已開始著手醞釀創(chuàng)新、改革化學實驗教學形態(tài)相關(guān)工作。經(jīng)過充分的調(diào)研、論證，最終決定“學術(shù)聯(lián)姻技術(shù)”，與RealMax開展項目研發(fā)合作。目前，項目的研發(fā)工作正在深入推進中，不久將正式上線。
“清華大學是中國乃至亞洲最著名的高等學府之一。學校的化學系作為國內(nèi)重要的化學科學研究和人才培養(yǎng)基地，在教育信息化2.0時代嘗試將AR技術(shù)巧妙運用到實驗教學中去，應(yīng)該來說是一次非常有益的探索，這對全國高校來說，頗具引領(lǐng)和啟示意義。”業(yè)內(nèi)人士分析稱。
據(jù)介紹，AR技術(shù)，又稱增強現(xiàn)實技術(shù)，被稱為繼語言、文字、印刷、電話和互聯(lián)網(wǎng)之后的第六次信息革命的核心技術(shù)。它通過電腦技術(shù)，將虛擬的信息應(yīng)用到真實世界，真實的環(huán)境和虛擬的物體實時地疊加到了同一個畫面或空間同時存在。與早已火起來的VR相比，AR由于在應(yīng)用中和現(xiàn)實場景更為接近，所以具有更強的社交屬性。它將重構(gòu)互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)，給用戶帶來顛覆性的交互體驗。
清華大學化學系現(xiàn)有2個國家重點實驗室，3個省部級實驗室，同時涵蓋無機化學、有機化學、分析化學、物理化學、高分子化學與物理等5個二級學科研究所。該系開設(shè)的“有機化學及實驗”和“儀器分析”課程被評為國家精品課程。該系的科研方向既涵蓋現(xiàn)代化學的各主要領(lǐng)域，也包括21世紀化學發(fā)展的最新生長點，在國際上具有較大的影響力。與美國、德國、英國、日本、荷蘭等國的著名大學和研究機構(gòu)開展了實質(zhì)性的合作研究項目，與美國、德國、英國、比利時等建立了本科生交換項目。
清華大學化學系老師周云表示，每一次教學形態(tài)的革命，都與科技的重大進步有很大關(guān)系。清華大學化學系之所以在教學設(shè)計環(huán)節(jié)嘗試將AR技術(shù)應(yīng)用到實驗教學中去，從宏觀層面來說，是在踐行混合式教學改革和信息化教育教學變革的相關(guān)精神；從微觀層面來說，是因為AR技術(shù)對塑造“沉浸式”學習環(huán)境、顛覆傳統(tǒng)教學形態(tài)、優(yōu)化學科建設(shè)具有重大意義。“對于化學實踐教學而言，借助AR技術(shù)或者MR技術(shù)（VR+AR混合技術(shù)），通過理虛結(jié)合、虛實結(jié)合的形式，可以有效解決傳統(tǒng)教學形態(tài)中理論教學及實驗教學過程的難點和痛點，使學生如臨實境地‘觸摸’那些難再現(xiàn)、難理解、難動作、難進入的抽象知識，讓‘沉默’的課堂活躍起來。”
周云還表示，AR技術(shù)和MR技術(shù)在化學教學中具有廣闊的應(yīng)用前景，實際上，還有非常大的空間有待于深度探討和開發(fā)。與傳統(tǒng)的教學形態(tài)相比，AR、MR化學教學模式的建構(gòu)非常有助于打通教與學之間的“任督二脈”，實現(xiàn)宏觀、微觀、符號三重表征的概化與統(tǒng)合，消減學科領(lǐng)域與服務(wù)領(lǐng)域之間的認知負荷與偏差。同時，還能消除一些高危險、高成本、高污染化學品帶來的教學瓶頸。譬如，在AR化學實驗室，學生可不必擔心近距離接觸酸、堿、高溫、高壓等化學物質(zhì)帶來的危險。
責任編輯：向宜芳
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