一、案例应用背景

从上世纪90年代教育信息化概念的提出到现在，十多年的时间，传统教育在教学模式、教学方法、教学理念和教学关系等各个方面，都在发生深刻变革。教育部在“十三五”教育规划纲要中明确指出加快教育信息化进程，加快教育信息基础设施建设，加强优质教育资源开发与应用。2015年3月李克强总理在政府工作报告中提出“互联网+”行动计划，指出利用信息通信技术以及互联网平台，让互联网与传统行业进行深度融合，创造新的发展生态是未来的战略规划。

现代知识教育体系不仅纵横交错纷繁复杂，而且走向纵深；大数据、云计算不仅对传统技术进行全面改造，而且新技术的产生层出不穷。增强现实（AR）技术是在虚拟现实技术基础上发展起来的一种新兴计算机应用和人机交互技术。随着近年来科技的飞速发展，移动设备和相关技术的成熟使得智能终端的性能飞速提升和平民化，满足了AR技术的软硬件需求，使增强现实应用得以像电脑或手机应用那样开始走近普通民众，并展现出良好的市场前景。

在教育领域，由于传统教材、教学形式所限，往往只能够单向传达信息和内容。通过AR技术将创新教学模式，延展传统教材、教学方式的信息量，提升教学过程互动性及趣味性。AR技术使普通的纸质教材与用户之间有了一种新的沟通媒介，它可以将传统教材出版物、虚拟对象、移动AR技术有机结合起来，开创出版物阅读的新体验，当面对一本AR技术出版物时，读者既可像面对通常的纸质印刷品一样以传统方式翻阅，也可借增强现实技术与书中的情节或角色互动。AR技术类出版物不仅为传统出版物增添了独特的魔幻色彩，而且也为数字时代的传统行业带来了转变的机会。针对转型性较强的行业内容，增强现实技术可以将原来复杂难懂的知识通过富媒体的形式进行呈现，大大提高了行业知识的传播性。AR技术在教育出版行业的尝试，面对巨大潜在市场空间，将对行业领域带来巨大的变革。

本案例是苏州梦想人科技有限公司和中国最大的综合性科技出版机构-科技出版社合作，基于传统出版教材《人体解剖学与组织胚胎学》，制作增强现实技术内容，创建爱医课APP，为职业卫生教育教学带来新的教学方式和学习内容体验。

二、案例主要内容

(一)拟解决的教育教学问题

增强现实技术、移动互联网和大数据，可以将海量的、集约化的、集成式的优质教育资源，以结构化的方式向用户呈现。本应用案例的使用，不仅可以最大程度地满足学习者的个性化需求，极大地提升学习的便捷性和有效性，而且可以大大促进教育的公平化和均等化。

本案例是基于增强现实技术的卫生职业教育数字化教学平台，通过增强现实技术与传统医学教学的结合，并融合了互联网+的平台，为用户塑造了一个更为方便、优质的医学教学平台，并且通过互联网的平台链接了学生与老师、出版社编辑三者之间的沟通，形成了以教育体验为核心的生态链。 

1)将难懂的卫生职业教育内容可视化、形象化。

在传统的教学中，通过学生的阅读、老师的讲解，配合 3D 实物模型来学习相关知识。而该案例增强现实技术可以让学生轻易接触到平时难以接触到的物体。运用AR技术与医学解剖教材相结合并融合了“互联网+”，通过三维模型及音视频等聚合媒体方式，全面立体地展现了“医学解剖课程”的相关知识点。

首先，学生用户通过登录爱医课APP，对书中的图片进行扫描，即可呈现3D模型等多媒体内容。增强现实技术通过让学生亲自零距离直接接触复杂难懂的人体结构模型来增强学习体验。增强现实技术能使学生利用多媒体资源来增强对现实情境的视觉感知能力。学生能够通过多种不同的视角来观察人体结构模型，从而增强对知识的理解及不可见知识的感知。能够很好的提升学生学习的效率和效果。这些增强现实的元素所产生的可视化效果，能够大大加强学生对抽象概念和不可见现象的感知。

2)改变传统的教室教学场景，支持泛在环境下的情境式自主学习

通过此模式来革新原有的知识传播模式，全面提高了学生的专业知识水平，革新了常规的传统教育类出版物的单向线性知识传播以及学生被动地单向接受知识的模式，演化成多向的交流和可互动模式。

在拥有移动设备，纸质教材，无线网络和本地注册技术的支持下，学生用户可以在增强现实模型的帮助下，使无处不在的互动式和情境式学习得到加强。爱医课的特性包括便捷性、交互性、情境性、连通性以及个性化。不但可以在教室课堂上使用，更重要的设计了课外学习模块，可通过电子书自主学习；可通过扫描教材巩固学习难懂知识；并可与教师互动。

为学生提供了集生动性、趣味性、探究性的学习模式。提升学生学习体验，更有效率的学习。

增强现实作为沉浸式学习媒体，能够让学习者有某种存在感，能够增强他们的直觉，让他们专注其中。首先，增强现实技术 能够给学习者一个特殊的空间，让他们感觉到跟其他人同处一个位置。这种存在感可加强学生对学习社区的认知。其次，一个增强现实技术系统通过提供即时反馈和语音或非语音的提示来培养学生的直觉。由于直觉对培养学习中的情感价值非常重要，而 增强现实技术 又恰恰能够将学习者、虚拟元素或信息以及某些特性在一个真实环境中融合到一块，所以，增强现实技术 在培养学习者直觉方面有巨大潜力。最后，像 增强现实技术 这样的沉浸式媒体，能够给学习者带来一种身临其境的感觉，而这种感觉也是一个人在综合而真实的体验中所拥有的主观感受。

3)降低教学设备成本，且促进教育更加公平化。

使用本案例中增强现实教育出版教材及爱医课应用APP，比用设备模拟的成本更低廉，更易于维护，对于系统的校正，改进，补充功能等都可以通过程序修改来实现。资金紧张无力购买设备的院校师生也可共享教育教学资源，促进教育更加公平化。

4)建立基于用户使用的大数据分析，改变教育出版与用户间的断层关系。有助于教学编辑老师选题，提高知识更迭速率。增强教育出版的用户服务深度。

5)解决纸质出版的盗版问题，有效保护出版内容的核心知识产权，并且提升纸质出版物的竞争力和服务力。

(二)新技术应用及原因

教育部在“十三五”教育规划纲要中明确指出加快教育信息化进程，加快教育信息基础设施建设，加强优质教育资源开发与应用。2016年3月份，李克强总理在政府工作报告当中首次提出了“大力发展数字创意产业”，全国人大审议通过的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》当中明确提出支持数字创意等领域的发展壮大，数字创意产业将成为“十三五”时期我国战略性新兴产业发展的重要支柱之一。

增强现实技术与教育融合首先是迎合了数字创意企业“互联网+”指示，伴随知识社会的来临，驱动当今社会变革的不仅仅是无所不在的网络，还有无所不在的计算、无所不在的数据、无所不在的知识。增强现实技术作为连接虚拟内容和实体内容最佳而且唯一的桥梁，代表着人类数字化发展的未来。增强现实技术读物正是迎合了移动互联网的发展趋势，同时利用增强现实的先进技术，形成了“互联网+出版”的教育出版新常态。

在此形势下，传统的教育出版业也应该顺势而行，积极创新。无疑，增强现实技术图书正是这种创新的具体体现。无论是技术还是理念，利用增强现实技术这种先进的技术去展示图书内容，这是前无古人的创造，同时运用了总局一直在倡导的复合出版的思路，创造出了聚合媒体的新形式。对教育领域而言，也是一种创新型的教育手段。

教育结合增强现实技术、互联网、大数据等关键性技术的融合，可以将海量的、集约化的、集成式的优质教育资源，以结构化的方式向用户呈现。不仅可以最大程度地满足学习者的个性化需求，极大地提升学习的便捷性和有效性，而且可以大大促进教育的公平化和均等化。

1.增强现实技术。

为教育出版业带来新的内容体现方式，促进教育出版行业改革。

第一，简化数字教育出版工序。增强现实技术采用图像识别技术，对原来的教育资源不需要进行任何的修改，也不需要铺码。

第二，降低数字化教育成本。因为标准化了，所以通过量产成本就下来了。

第三，对学生学习习惯进行大数据分析。以前这本教科书书卖了5万册，但是不知道心脏这一章节有没有人读，现在因为我们用扫一扫这个功能，每一章，每一节，每一个知识点，点几次，看多久，都有数据。这些数据对教育工作者的选题、再版修订、营销规划都是有一定帮助的。

第四，增加知识服务深度。原来的纸质图书就是文字加图片，现在可能在纸质图书上面聚合了声、像、影。

第五，增强现实技术教育图书很难被盗版，盗版问题很容易控制。

2.平台应用技术。

移动互联网之争已不再停留在终端、系统层面。应用层的入口、内容层的所谓“超级App”以及诸多细分领域都成为众多企业竞争的重点。未来几年，许多互联网产品移动端的流量将超过PC端，整个互联网使用场景将产生巨大变迁。

本项平台技术的使用可实现纸质教育出版物的全媒体化、实现增强现实技术出版内容与用户互动，实现平台交互功能；师生互动，改进教学模式；打通知识服务入口，实现编读互动。

3.大数据和云计算技术。

大数据和云计算是当前具有代表性的两种新技术，其在商业、经济及其他领域中，最终决策将日益基于数据和分析，而非基于经验和直觉。“大数据”可能带来的巨大价值正逐渐被人们认可，它通过技术的创新与发展，以及数据的全面感知、收集、分析、共享，为人们提供了一种全新的看待世界的方法，更多地基于事实与数据做出决策。基于平台内容资源库的架构，对用户行为大数据进行深度的挖掘，进行相关的多维度分析，研究内容数据和行为数据的特性，分析内容数据对行为数据的相互影响，提炼出助力知识内容传播的数据。在实际的用户使用过程中，通过对职业卫生内容资源和用户的行为数据进行深度的数据挖掘和分析，多维度、多角度的整理分析，形成数据仓库。再通过数据模型进行分析，形成对我们院士科普项目有价值的数据，这些数据是零散的，非线性的，需要特殊的算法将这些看似无关的数据关联起来，提供相应的数据支撑。

(三)教育与技术的融合方式

通过移动互联网和数字教育技术的融合发展为传统出版与新兴媒体融合发展提供强有力的技术支撑。本案例主要通过以下几种途径：

1.建设移动端平台：用户可以直接通过智能手机登陆软件，通过“扫一扫”的形式进行科技知识的聚合媒体体验。建立移动设备和纸质出版物结合的载体，基于平台技术的爱医课APP。

2.后台应用管理系统：管理平台内容上线与下线以及相关数据管理等功能。建立起基于用户行为方式的大数据采集的服务系统。

3.增强现实内容制作工具：增强现实技术内容制作工具，符合国际ISLI编码标准的制作工具。开发出完整的医生教育增强现实内容制作工具。

4.大数据应用系统：基于学生使用习惯及分析的数据系统。建立起基于学生行为分析的大数据分析服务系统。

5.建设增强现实技术教学内容资源：通过制作工具将制作内容制作成增强现实技术教育资源。建立起基于用户行为分析的大数据采集的服务系统。

三、应用效果

(一)案例应用数据结果分析

本应用案例根据学生用户在使用过程中：

基于增强现实内容与用户互动、平台社交互动、编读互动等大数据分析，对教育出版教材中某些知识学习时间，频率等大数据信息，以及平台上师生互动的知识点，教师可依次改变实际教学重点，难点内容。提高教学效率，简单快捷传递知识；

根据用户在使用过程中的编读互动，可权威专家的权威解答，课堂之外快速简便的学习高端专业的医疗知识，并可促进实现出版物的版本更迭。

平台将充分利用互联网技术交互性、智能化、移动化的发展趋势和新媒体技术。既有相对成熟的模块或原型的应用，同时又在智能标签系统、碎片化内容聚合等方面进行新的探索；并且可将出版社传统出版的优势转化为数字出版产品和服务，通过打造新平台以获取资源整合应用挖掘内容衍生最大价值，创造广阔的增值空间。以数字技术和先进理念推动文化创意与创新设计等产业加快发展，促进文化科技深度融合、相关产业相互渗透。

(二)其他效果分析

本案例应用，对于传播职业卫生知识，运用科学方法，倡导创新意识，激发医学生热爱医学科学、探究医学科学奥秘的热情，具有十分重大的效用。

1.通过“爱医课”应用平台建立，用最前沿、最有吸引力的传播手段对医学科学资源进行展示，有望在全国掀起新的医学科学传播热潮，满足医学生多样化、多层次、多方面的医学知识要求，在出版界、教育界和学术界引发关注和肯定。本项目从长远来讲，也将成为教育出版界大发展、大繁荣时代背景中一道亮丽的风景。

2.增强现实技术既继承了虚拟现实极强的三维表现力、极强的沉浸性等优点，又具有实时的虚拟场景与真实场景融合的特点，因此，增强现实技术在医学知识互动性学习方面有着得天独厚的优势。加之平台的编读互动社交媒体功能，有利于把教师和编者与读者紧密地结合起来，填补传统上三者关系裂隙。

3.本项目的实施，对于探究出版社探索数字出版盈利模式、数字出版业务规律、数字化也大升级的良性发展道路，发挥国家数字出版转型示范单位的引导作用和先锋效应。面对数字化与信息化带来的机遇和挑战，本项目的顺利开展，能够调整出版产业结构，引领数字出版业务发展，助推数字化转型升级。

四、经验总结

(一)创新性

本应用案例在实施过程中建立了一个符合教育出版标准，国际标准、具有权威性、调取方便、成体系的教育平台；在知识服务平台的技术上，实现了出版企业、平台技术运营方、读者（用户）、权威科学知识作者等多方共赢、利益共享的商业模式，起到对整个出版产业转型升级新型业态的示范作用；运用平台自适应增强现实技术、多媒体同步叠加标记技术等，拓展知识，提高医学知识的传播性。

该应用案例改变了传统教学场景中学生从纸质教材获取知识方式的单一性，将增强现实技术和平台应用技术相、大数据云计算技术结合，设计了搭配使用的整套软件与硬件，旨在提供更加真实、交互性更强的医学教学体验。增强现实技术综合了图像识别、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现实的人机交互中，并被广泛应用于教育领域；在未来几年内，增强现实技术将以一种全新沟通体验的方式，为用户带来超越传统的感受。“增强现实技术+教育”的模式通过增强现实，带给用户更加丰富形象的画面，在知识吸收过程中增强趣味性和互动性。综上，本案例的创新独到之处主要体现在以下几个方面：

1.技术应用创新： 增强现实技术等先进技术融入教育出版业，实现新的内容展示方式（如下图所示）。

2.教育模式创新：改变了学生的获取知识及学习的习惯，更便于自身学习知识。

3.教育资源创新：通过大数据服务使得权威教育作者、教师、学生用户链接为一体，不断为先行教育资源进行更迭。

4.商业模式创新：通过互联网+教育的全新商业模式，实现了教育出版企业、平台技术运营方、读者（用户）、 权威科学知识作者等多方共赢、利益共享的商业模式，起到对整个出版产业转型升级新型业态的示范作用。

(二)经验总结

该项目的研发成果将应用于发展卫生职业教育领域第一平台，重点主要针对教育行业依托增强现实技术（增强现实技术）打造服务职业教育出版领域的大平台，将多媒体资料与实体书融合，以音频、视频、多媒体动画模型形式为读者提供丰富的内容，助力传统教育机构升级、传统教育模式实现数字化转型。“借助‘互联网+’的无边界想象，依托教育的开发，探索现代教育服务领域，不断拉长教育产业链。本案例的开发应用可推广的经验主要有以下几个方面：

1.内容是关键

对于增强现实教育出版最终有价值的东西还是做内容。硬件是一个载体，就像现在经常提到的技术引领产业，但是教育这块非常特殊，因为它是更偏感性的东西，并不是技术特别先进，然后疯狂让技术和教育结合就能达到最好的效果。优质的、符合标准的内容，是行业链的精品资源库。在销售环节上，出版物销售公司一般不仅做销售，往往还兼顾其他环节，或本身有技术开发能力、内容策划能力。内容开发公司是产业链的重要组成部分，致力于将增强现实技术应用于各个出版领域。本案例的开发应用利用新的内容形式，功能形式，创新型与效用性形成了良好的示范效应。

2.注重人才培养

优质的增强现实内容是增强现实教育的核心，现阶段的硬件体验还存在诸多的不足。但是随着行业的纵深发展，这些问题必然需要增强技术人才同心共力去解决。增强现实教育中的人才培训推动硬件以及内容的发展，从而间接推动增强现实技术和日常教学更好的结合，最后普惠将正在接受教育的学生们。

3.行业生态链建立示范

探索可持续发展的职业卫生资源和知识构建模式，并在学习过程中由参与各方不断完善和改进，进而用大数据分析反馈支撑出版资源和学习过程的修订和调整，提升产品整体商业价值。可形成从资源建设到资源推送及服务，再到资源应用反馈的完整的产业链和有效商业模式，起到企业技术提升、融合发展的应用示范作用。

4.助力传统教育出版业转型升级

可在出版企业与技术公司、学习者、教师之间形成多方共赢、利益共享的商业模式，起到新型业态示范作用。国内的增强现实出版市场还没有形成产业化。不过，现在已经存在一些具有开展增强现实技术业务的企业存在，他们与出版单位紧密联系，制作出增强现实出版产品，产业链条已初步显现。在这一产业链中，增强现实软硬件开发、出版物销售、内容开发是三个主要环节。其中，软件技术公司产生时间最长，其商业模式最为成熟，是目前整个链条的主体。本案例应用，通过增强现实核心技术的研发，推出软件应用及开发软件工具，帮助增强产业链上的其他公司便捷地开发创意内容，为增强现实出版物的工业级应用奠定了基础，对于建立集制作、出版、销售于一体的一站式服务平台，推动整个增强现实出版市场的产业化进程起到行业示范作用。