从创新扩散角度看增强现实技术的教育应用摘要：增强现实技术在教育教学中已有应用，但由于技术成熟度和技术门槛的限制，其发展状况与预期存在一定的差距。文章从技术本身及技术应用的角度出发，综合分析相关文献及数据，阐述了教育教学领域的增强现实技术采用者面临的工具碎片化、资源匮乏等边际成本问题。并在此基础上从新技术创新扩散的角度，探讨了促进增强现实内容使用者向内容制作者转变的新路径，提高了增强现实技术在教育教学中的采用率，以期为同行提供参考与借鉴。关键词：增强现实，创新扩散，教育，应用一、增强现实的概念及现状增强现实（AugmentedReality，简称AR）是对现实世界的延伸，“增强现实”这一词汇是由20世纪90年代波音公司研究员托马斯·考德尔提出的[1]，最初用于解决飞机制造中工作量巨大的装配问题[2]。1994年，Milgram、Takemura、Utsumi等人探讨了增强现实技术的概念，认为增强现实广义上是利用虚拟线索为用户增加自然反馈的技术，狭义上是能够实时看到现实世界的虚拟现实[3]。同时，还存在“混合现实”的说法，有学者认为这是对增强现实技术的进一步发展，比增强现实的概念范畴更广。从广义范畴上来看，“混合现实”与“增强现实”具有极大的重叠性，是同一事物不同时期的发展形态。增强现实技术在学科教育、职业培训、医学、工程教育中已有一些应用，尤其是在技能类教学及语言教学中有不少应用案例。2016年之后，微软等商业公司加大了对虚拟现实、增强现实、混合现实等技术的投资和开发，推出了相应的开发套件，如ARCore、ARKit等，这些开发工具促进了增强现实技术在移动终端的普及应用，同时相继推出了一些可穿戴式增强现实产品，引发了消费者及学者的新一轮关注。二、增强现实技术与教育教学应用国内对增强现实技术在教育中的应用研究早已起步，2007年曲阜师范大学徐媛探讨过增强现实技术在教与学中的应用方式。通过CNKI检索发现，2011至2015年，平均每年有22篇相关文献，2016年相关文献数量增至60篇，之后逐年增长，到2018年为158篇。纵观这些研究，早期关注增强现实技术引入教育教学的路径，之后聚焦与具体学科的融合方式及教学App的开发。从这些研究中还可以看到，目前增强现实技术的教育应用中还存在一些瓶颈问题：一是增强现实在技术层面还有待进一步突破，二是增强现实技术在教育教学中应用的理论体系还有待完善，三是围绕增强现实的教学资源建设还处于起步阶段，具体如下：1.增强现实技术本身的问题随着相关基础技术的不断发展，增强现实在技术方面已经达到了一个新的层次，但依然存在着一些影响用户体验的瓶颈问题，限制其进一步的发展。目前较为主流的增强现实技术，与概念中所界定的特征还有一定的差距，新的普及性特征有待发展，这一过程可能是漫长的。（1）显示方面显示方面的局限主要体现在分辨率、系统延迟、刷新率等指标上。传统的多媒体，一般只处理和呈现文本、图形、图像、音频、视频等形式的一种或几种，处理的信息量相对有限。而增强现实虚实结合的特点，意味着在处理现实数据的同时，还要处理生成的虚拟环境，这是以往的普及性设备所难以胜任的。头戴式设备过低的显示分辨率会导致“纱窗效应”，用户能够看到像素点，产生不真实感，影响体验的沉浸性。2019年更新的新版Hololens，分辨率也仅达到2K级别，而根据AMD公司之前的数据，16K分辨率的设备才能形成优质的体验[4]。而高分辨率又对图像处理能力提出了一定的要求，当前一些显示处理设备每秒生成的图像数量低于60帧，会导致用户因视觉疲劳产生“晕动”反应，甚至出现头晕、呕吐等症状，有类似相关性的还有显示设备的刷新率。受限于当前的显示技术和计算能力，头戴式增强现实产品还难以提供优质的沉浸性体验，这一类的消费级设备价格昂贵，用户黏性较差。而手持式和台式增强现实产品，不追求极致的沉浸性，大多是将增强现实应用运行在现行设备上，从而提供较为基本的增强现实体验。（2）交互方面丰富的交互是以跟踪和定位为基础的，得益于传感器技术的发展以及图像处理算法的优化，当前增强现实中识别和定位物体的精度已有很大程度的提高，可以满足非复杂环境下的基本需求...