一、总体介绍

在现代教学理论下，现代教育期望一种数字化的学习环境，即学习者可以与学习内容、学习伙伴和学习环境进行无缝的非线性的实时或异时交互，与教学有关的教学信息，系统以一种特殊的信息呈现形式支持学习者进行学习，为学习者提供个性化的便捷服务。学习者根据自身原有的记忆、经验、动机和反应构成了一个完整的内部世界，学习者在处理新的信息或知识时，与其周围世界发生意义，就产生了学习。在学习环境中，学习者的学习活动是沉浸的、连续的、持久的，是知识建构的过程。情境学习理论认为，学习者在所处环境中搜索信息或新知与其内部世界之间发生意义，情境学习理论强调学习者内部世界对于学习的重要性，重视对学习者现有知识结构、学习动机、学习兴趣。

AR 增强现实教学系统的目的在于建设一个基础教育增强现实多媒体教学软件集成系统，该集成系统包括以下几个子系统与模块：搭建“基于增强现实的市级多媒体教学平台”的制作平台和运行平台；建立课件存放数据中心。建设初、高中各学科的数字化多媒体教学模型数据库。建立教学资源共享和管理中心。

增强现实(Augmented Reality，简称AR)，是一种综合了图像识别、动作捕捉、虚拟现实等学科，将数字信息、三维虚拟模型精确地叠加显示到真实场景的创新人机交互技术。增强现实借助计算机图形技术和可视化技术产生现实环境中不存在的虚拟对象，并通过传感技术将虚拟对象准确“放置”在真实环境中，借助显示设备将虚拟对象与真实环境融为一体，并呈现给使用者一个感官效果真实的新环境。因此增强现实系统具有虚实结合、实时交互、三维注册的新特点。

AR技术对于中小学实验教学带来诸多影响。AR技术所创设的教学情景为学习者的学习提供了多种能力发展的可能，而且AR技术能形象生动地表现教学内容，有效地营造一个跟随技术发展的教学环境，具有提高学生掌握知识、技能效率，优化教学过程，提高教学质量，调动学生的学习积极性，突破教学重点、难点等作用。AR技术所创设的虚拟与真实相结合的情境，让学习能在真实情境中发生，这改变了教育教学方式，提供了更加丰富的教育资源，让学习者在这个情境中可以相互交流，协作学习，共同进步。

二、平台功能介绍

该平台基于ARM增强现实引擎开发平台，使用java开发语言，采用Unity3D、3D MAX、Maya、犀牛软件进行建模和渲染。平台具有成熟的技术架构，性能稳定，支持高并发和网络操作，提供标准的API接口，能够与用户原有的应用程序进行对接，实现统一认证和资源共享。

该平台运行在网络环境下，用户通过接入网络的计算机既可以进行AR课件的制作和使用。该平台具有简洁友好界面，创作者不需要掌握复杂的程序编写和复杂操作，在浏览器模式下，无需编程，去除复杂操作，只需要把底图标识与课件内容进行关联编译，就可以简单快捷的制作出精彩的AR教学实验课件。该平台的网络部署架构如图1所示。

对于教师用户，登录系统并经过认证后，可以制作和使用AR教学实验课件。图2详细说明了该流程。

对于学生用户，登录系统并经过认证后，可以使用AR教学实验课件。图3详细说明了该流程。

三、教学资源库的功能介绍

教学资源库将提供强大的课件管理，课件搜索，目录管理，数据备份等功能。

1、课件管理方面

在此模块中，课件制作完成审核后录入或导入至系统的精品课件库中，由精品课件管理人员对录入的成品课件进行审批，并针对精品课件库中各科目的指标进行更新和维护，进而实现对课件进行筛选及去留。

模块的主要功能包括：录入课件、修改课件、删除课件、课件指标维护、在线参数估计、课件导入、课件审批、导入至课件库、课件统计分析。

录入/修改精品课件时主要包括的字段有：精品课件编号、科目编号、年级编号、知识点重要性、估计作使用时间、制作人、入库时间等。

2、素材管理方面

由素材录入人员将素材录入或导入至系统的素材库中，由素材管理人员对录入的素材进行审批，并针对素材库中各科目的指标进行更新和维护，进而实现对素材进行筛选及去留。

模块的主要功能包括：录入素材、修改素材、删除素材、素材指标维护、在线参数估计、课程素材导入、素材审批、导入至自制课件素材库等。

3、检索功能方面

根据需求分析的结果，素材检索模块在保证有效率和准确率的基础上提供多条件多维度的检索，主要方式有：

按选项查询：检索条件包括（章节、模块、年级、课程难度、区分度、入库时间等）；

自定义查询：检索条件包括（关键字、模块名称、章节名称、课件内容、课件编号等）；

高级查询：由用户自定义检索条件各条件之间的逻辑关系进行综合检索。

4、课件模板的设置

为满足自制课件的实现，在自制课件之前，需要在本模块先设置相应的课件参数并命名保存，在自制课件即可调出设定好的模版进行课件自制。

本模块主要功能：创建课件、修改课件、删除课件、设置课件参数。

5、目录管理方面

资源存放的目录应可根据现有广州市教学教材、年级、学科、班级等创建，并可调整。