基于 arest 模型之“ar

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1、基于AREST模型之“AR第一章绪论1.1研究背景随着近些年新兴的互联网科学技术迅猛发展，尤其是在教育领域的应用对教育实践、教育模式等产生了显著的影响。社会对整个教育领域要求变革的诉求日益增长。教育领域做出必要的变革迫在眉睫。然而整个教育系统庞大而复杂，期待全面的改革必不可行，而稳中求进的变革方式显得更为现实。随着全球化程度进一步加深，21世纪对全球化人才的渴求不仅需要理论领域的专家，更渴求在动手实践中的专业能手。反观西方国家多年的教育，他们对学生在实践中培养动手能力的教学实践走的较前，而我们国家的教育在对实践能力的培养方式上面关注的较少。无论是现实的迫切需求还是中西对比

2、的启发，都要求我们重新思考定位我们的教育实践方式应该何去何从。AR是单词AugmentedReality的缩写。AR技术也就是中文里的增强现实技术，也可以把AR理解成是一种可以变化的虚拟环境，正因如此，我们经常听到的增强虚拟现实便是它更为广义的称呼。虚拟环境实际上就是为使用对象提供一个可以完全沉浸在其中的虚构景象。比如说当使用者手持一个移动设备体验虚拟环境，那么在此时在设备上看到的图像并不是一个完全真实的图像，而是一个完全脱离真实环境的虚拟时空。从虚拟现实技术中演变而来的增强现实技术(AR技术)与之最大的不同之处在于，AR技术提供的虚拟场景并不是一个完全脱离现实而存在的场

3、景，而是把虚拟时空场景与使用对象所处的时空场景在同一时空背景中的叠加。增强现实所做的不是完全替代当前的时空场景而是对当前时空场景的增强。正如Milgram所言，依据对时空场景的虚实与否、场景中的目标对象真实与否、以及观察这些对象所采用的方式直接与否，在虚拟现实与增强现实之间所表现的是存在明显不同的。对于真实与虚拟之间的连续变化，Milgram对此有清晰的解释。1.2相关研究科学研究讲究理论与实践相结合，缺少相应理论支持的实践研究就成了无源之水无本之末。这里主要有两个层面的强调。第一个强调在做科学研究创作中，灵感往往于实际生活中，是感性认知，通过对感性认知的理论论证，为理论

4、融入实践提供理性依据。所以做实证研究也绝不能脱离科学的理论指导，否则就这样的实践就成了无本之木。因此，理论和实践需要并重是科研第一道意识观。第二个强调是在把先进的科学理性引入到实践进行实证研究的时候不能脱离前人的研究基础。绝大多数要做的实证研究都会有前人已经或多或少的涉及。对前人研究的分析可以让自己的研究少走弯路，也会为自己的研究提供新的视角。在国外将新兴的互联网技术结合到移动学习中研究的成熟案例比较多。有关增强虚拟现实的提法，国外最早可以追溯到1901年的时候，L.FrankBaum学者首次提到了将数据特征叠加到真实场景的构想，当时称之为特征标记。1992年Steven

5、Feiner,BlairMacIntyre和DoreeSeligmann三位研究者在国际性的图形界面研讨会上首次以研究报告的形式呈现了第一个有关增强虚拟现实的系统原型-KARMA。1998年Raskar,odel）模型.........164.1AREST模型图.....164.1.1增强虚拟现实场景显示模块.....174.1.2虚拟场景识别模块.........174.2虚拟地图与本地地图的映射机制.........184.3虚实地图之间的缩放比例机制.......214.4基于经纬度的定位控制机制.....22第五章基于AREST模型的AR-Earthquake教育

6、软件.....245.1AR-Earthquake学习资源设计.......245.2软件开发环境的搭建.........265.3AR-Earthquake设计架构图以及功能实现.....275.4AR-Earthquake移动应用软件的实现.......285.5基于AR-Earthquake的地震逃生教学实践活动设计.......355.6总结........36第五章基于AREST模型的AR-Earthquake教育软件的设计及其实现新兴科学技术尤其是增强虚拟现实技术的出现为培训与学习提供了新的研究视角[48]。在本部分设计并实现了一个基于AREST模型的移动学习

7、应用软件AR-Earthquake，该软件旨在用于向中小学学生普及有关地震的一些基本概念包括避灾自救的知识。该软件是基于前面所提出的AREST模型而设计，它不同于以往的一些增强虚拟现实软件，他最大的优势便是能为学习者提供深度的学习情境，在逼真的教学活动场景下维持良好的学习动机，取得良好的学习效果。AR-Earthquake软件主要通过场景转换为学习者模拟发生地震灾害时可能出现的潜在灾害场景，让学习者在这样尽可能逼真的学习场景下进行有意义的知识建构，掌握一些有关地震的基本概念：地震是什么、为何发生地震、哪些因素有可能诱发地震、以