近年來，AR在教育領域的應用開始獲得越來越多的青睞，使用起來也越來越方便。據(jù)悉，AR在教育場景分為多種形態(tài)，除了移動端，還可以是AR頭顯等。移動端以AR app為主，涉及STEM、幼教等多種內(nèi)容，而AR頭顯端，一般應用醫(yī)學院、大學，主要是通過可視化教學幫助學生理解課程內(nèi)容。同時，AR頭顯也被用于培訓工廠、商店、公司員工。

據(jù)今年XRDC上發(fā)布的一份調(diào)查顯示，在受調(diào)查的900多名AR/VR/MR行業(yè)專家中，有33%看好/從事教育應用場景，僅次于游戲和娛樂，此外還有27%也看好/從事培訓場景。相比之下，去年調(diào)查結(jié)果顯示，看好/從事培訓和教育場景的總?cè)藬?shù)僅占37%，今年這一數(shù)字有所增加。

同樣，微軟也看好AR在教育領域的應用，并于前不久發(fā)布《沉浸式教育體驗白皮書》，通過交叉對比教育理論與案例分析等一系列調(diào)查，探索了AR應用在課堂中的優(yōu)勢和理論。

白皮書報告中指出，AR在教育的應用場景越來越多樣，應用在課堂上會給教師和學生帶來積極影響。同時，當沉浸式拘束與游戲式學習能夠遵照教學理論進行正確部署，將有可能支持和拓展課程內(nèi)容，優(yōu)化學習效果，這將是以往教學手法無法實現(xiàn)的，而且成本足夠?qū)嵒荩�支持�?guī)模化。

相比之下，在其他教育科技領域，通常會更看重技術(shù)而不是教育本身，因此技術(shù)與教學方法無法連貫結(jié)合，也就沒能達到預期的效果。而研究顯示，最有效的教育體驗通常是圍繞社會構(gòu)建式學習方法設計的，也就是說需要體驗在真實環(huán)境中和其他人一起完成實際任務，而這也就是AR所能提供的。

通過模擬，學生可在AR中重現(xiàn)并練習各種常規(guī)場景，甚至還能體驗現(xiàn)實生活中很難遇到的場景（因為難度、成本、危險、可能性低等因素）。當然，若要達到效果，AR將需要營造沉浸的環(huán)境和敘事，才能為學生提供足夠逼真的模擬訓練體驗。

此外，AR對教學效果也有多方面影響，比如通過將復雜概念和結(jié)構(gòu)進行直接的可視化來降低大腦認知負荷等，可提高學生自主學習積極性，還能提高對復雜知識的吸收和記憶效果，幫助學員快速應用所學知識（提高知識轉(zhuǎn)化率）。而這同時也依賴于AR所營造的沉浸感和逼真的模擬。

關于沉浸感

沉浸感的最大好處是，幫助學生集中注意力在課程上，類似于游戲式學習原理。總之，足夠的沉浸感是設計有效情境學習的關鍵，而有效的情境學習又有望提高學生對知識的轉(zhuǎn)化率，那么營造沉浸感可以從哪些形式入手呢？

1，心理沉浸：對于傳統(tǒng)情境學習來講，在現(xiàn)實場景中進行模擬和重現(xiàn)并不容易，而利用AR技術(shù)，你將不再需要擔心成本、物流、容量和危險的問題，只需通過營造心理沉浸感，以及提供社交/協(xié)作式交互，就能實現(xiàn)情境模擬，而且AR營造的環(huán)境還有望為學生培育隱性技能。

2，感官沉浸：這里指的是學生成功在AR中感受到自己的存在，通常在開車模擬等教學場景中得到廣泛使用。此外，還有一些教育者利用《我的世界》教育版來為學生提供游戲式教學，學生們的反饋是：在游戲中學習歷史并不是學習，而是身臨其境的體驗。

3，敘事和象征性沉浸：敘事對于所有教學方式來講都是重要的激勵和知識傳授手段，而AR敘事則能夠觸發(fā)強大的語義聯(lián)想。而在虛擬環(huán)境中，需要在引人入勝的敘事推動下，才能讓學生投入情感，摒棄之前任何懷疑，沉浸到整個環(huán)境中。因此若想為學生打造沉浸式教學環(huán)境，則需要在設計上考慮到動作、社會和象征/敘事因素以及感官刺激。

4，動作沉浸：指的是引導參與者去采取行動，并且行動所產(chǎn)生的結(jié)果對于參與者來講要足夠新奇有趣，比如嬰兒第一次學走路的時候，就會非常全神貫注。

AR對于認知的提升

AR在提升學生深層次的認知能力、創(chuàng)造力、批判性思考上展現(xiàn)極大優(yōu)勢，這是因為它具備三大特性：幫助具象化認知、以掌握為重點的學習方式和降低認知負荷。

1，具象化認知：這里指的是在沉浸式的安全環(huán)境中通過逼真的可視化內(nèi)容來進行含蓄的學習，總之具象化認知就是通過精神和感知模擬，向?qū)W生展示課程內(nèi)容，教學效果足夠好。受各種現(xiàn)實因素限制，一些現(xiàn)實場景通常并不容易具象化，比如讓學生在位于市中心的教室體驗農(nóng)場，或者回到古代體驗歷史，甚至以接近光速觀看相對論效應。而在AR的幫助下，這些場景便可得到足夠逼真的模擬，并通過模擬體驗來縮小理論和實踐的差距。

2，以掌握為重點的學習方式：通過持續(xù)刺激和反應，AR可為學生提供積極的強化學習模式，從而達到有效的以掌握為重點的學習效果。調(diào)查結(jié)果顯示，學生在接受AR教育之后考試分數(shù)可提高22%，而且學到的知識可存留一周時間，在學到知識同時還提高了在技能型任務上的表現(xiàn)，獲得抽象推理、批判性思維的能力。

因此，學習效果得到提高，學生注意力和節(jié)奏控制能力增強，甚至還提高學習動力、興趣、自信心，以及學生與科目之間的情感聯(lián)系，提升互相之間的協(xié)作。

3，降低認知負荷：從2D圖像中學習具有抽象屬性的內(nèi)容時，人腦需要將2D轉(zhuǎn)化成3D可視化的圖像，這將帶來大量認知負荷，而信息量過大還容易讓人腦有限的記憶走入瓶頸，這將造成注意力和興趣缺乏，從而降低學生對知識的理解和保留能力。

而AR降低認知負荷的方式是，讓學生能夠直接看到可視化的內(nèi)容，并且可以上手與復雜的結(jié)構(gòu)交互，這樣便能在短時間內(nèi)吸收更多關鍵信息。微軟的一項研究顯示，通過檢測學生的腦電圖發(fā)現(xiàn)，如果他們用3D交互式影像來學習折紙，學習認知負荷會大幅降低。

關于AR與社交情感學習

自我意識、自我管理、社會意識、人際關系技能、負責人的決策都被認為是社交和情感學習的重大貢獻因素，而AR所展現(xiàn)的是通過自適應、創(chuàng)新的環(huán)境來支持協(xié)作學習模式。很多人認為，如果沒有一個強大的社交和情感節(jié)能作為基礎，在高等教育和21世界全球?qū)W習環(huán)境中只有知識是沒用的。

證據(jù)顯示，沉浸式技術(shù)對于打破情感障礙和引起共鳴方面非常有效，即使是對同情心本來比較少的人也會產(chǎn)生積極影響，而且也能提升人對于其他文化的理解。比如，此前斯坦福大學虛擬人類交互實驗室就曾開發(fā)一款關于海洋酸化對珊瑚礁造成影響的VR內(nèi)容，接受體驗的學生們開始意識到人類行為對美麗的海洋生態(tài)所做出的破壞，并對他們感到失望。

AR提供包容的學習環(huán)境

目前AR硬件成本較高，成為在教育場景普及的一道門檻，隨著未來硬件價格下降，AR技術(shù)有望成為教育領域的常用工具，讓任何背景的學生們都能了解到平時可能接觸不到的知識，比如在AR中體驗虛擬郊游。

此外，對于閱讀障礙、自閉癥、多動癥患者等學習困難的學生來講，沉浸式技術(shù)也展現(xiàn)出了對學習效果、效率、存留率和空間認知的提升。用AR技術(shù)有望提升學生分數(shù)，從而減少學習困難學生與其他學生之間的差距。

AR教學支持個性化和自主性

沉浸式技術(shù)可為學生提供協(xié)作式學習環(huán)境，還能幫助他們獲得平等的知識，甚至還能通過對學生的個人定制化，提高學生對于學習的積極性。教師們反映，在課堂中使用AR可提高課堂內(nèi)容的定制性和自主引導性，學生們在AR中完成任務的時候，會通過在環(huán)境中的探索來盡可能提高學習效果，強化學生對于概念和現(xiàn)象的了解。

數(shù)據(jù)顯示，98%受到定制化教育的學生要優(yōu)于接受統(tǒng)一教育的學生，而AR技術(shù)通過為學生提供學習自主權(quán)和激勵自主探索，在循序漸進中輔助教學，效果要優(yōu)于傳統(tǒng)教學指標。

應用局限

盡管大多數(shù)科研人員對于AR教育持有積極態(tài)度，但目前這項應用還處于初期，依然缺乏數(shù)據(jù)和相關文獻支持。AR教育所面臨的挑戰(zhàn)是，需要收集大量縱向反饋，以了解AR這項新奇的技術(shù)的教學效果能否持久。

而對于那些想要將AR技術(shù)應用在教學中的機構(gòu)來講，他們通常難以承受設備的采購和運營維護成本，并覺得內(nèi)容開發(fā)、考量長期安全和道德是一道難關。

教育者們對于AR的潛力普遍展現(xiàn)熱情的態(tài)度，不過依然受到實用性和應用門檻等問題的限制。為了解決這個問題，希望在未來能出現(xiàn)將科學標準與教學計劃直接聯(lián)系起來的內(nèi)容范例。

而對于高質(zhì)量的AR教學內(nèi)容來講，吸引學生主動學習是關鍵，這樣便能幫助提高知識內(nèi)容的吸引力和存留率。就像是建構(gòu)主義學習理論所說，擴圖案治失眠的最佳方式是通過體驗與分享。

總結(jié)

總之，為了將AR教學體驗的長期影響最大化，我們不應該用多個獨立的AR內(nèi)容對學生進行教育，這樣只能產(chǎn)生短期的碎片知識，而是應該開發(fā)全面的AR內(nèi)容體驗，讓學生們沉浸在豐富的知識中，同時感受到強烈的敘事、逼真的練習以及AR與真實世界的互動，這樣才能真正轉(zhuǎn)變沉浸式技術(shù)和游戲?qū)W習體驗。

同時，微軟還認為AR教育應該作為現(xiàn)場授課的一項輔助功能，因為在真實課堂上才能增進人與人之間的交流和交互，促進社會情感學習。而教師所提供的持續(xù)且內(nèi)容豐富的教學依然是教育中最佳工具，AR等技術(shù)只是為傳統(tǒng)教學帶來更多可能性，比如推動教育的普及，以及影響傳統(tǒng)教學方式。