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。據悉，AR在教育場景分為多種形態，除了移動端，還可以是AR頭顯等。移動端以AR app為主，涉及STEM、幼教等多種內容，而AR頭顯端，一般應用醫學院、大學，主要是通過可視化教學幫助學生理解課程內容。同時，AR頭顯也被用于培訓工廠、商店、公司員工。

據今年XRDC上發布的一份調查顯示，在受調查的900多名AR/VR/MR行業專家中，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，去年調查結果顯示，看好/從事培訓和教育場景的總人數僅占37%，今年這一數字有所增加。

　　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查，探索了AR應用在課堂中的優勢和理論。

　　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容，優化學習效果，這將是以往教學手法無法實現的，而且成本足夠實惠，支持規模化。

　　相比之下，在其他教育科技領域，通常會更看重技術而不是教育本身，因此技術與教學方法無法連貫結合，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建式學習方法設計的，也就是說需要體驗在真實環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中重現并練習各種常規場景，甚至還能體驗現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構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：對于傳統情境學習來講，在現實場景中進行模擬和重現并不容易，而利用AR技術，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/協作式交互，就能實現情境模擬，而且AR營造的環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敘事則能夠觸發強大的語義聯想。而在虛擬環境中，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，沉浸到整個環境中。因此若想為學生打造沉浸式教學環境，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，并且行動所產生的結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、創造力、批判性思考上展現極大優勢，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境中通過逼真的可視化內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，向學生展示課程內容，教學效果足夠好。受各種現實因素限制，一些現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。調查結果顯示，學生在接受AR教育之后考試分數可提高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，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系，提升互相之間的協作。

　　3，降低認知負荷：從2D圖像中學習具有抽象屬性的內容時，人腦需要將2D轉化成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容，并且可以上手與復雜的結構交互，這樣便能在短時間內吸收更多關鍵信息。微軟的一項研究顯示，通過檢測學生的腦電圖發現，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所展現的是通過自適應、創新的環境來支持協作學習模式。很多人認為，如果沒有一個強大的社交和情感節能作為基礎，在高等教育和21世界全球學習環境中只有知識是沒用的。

　　證據顯示，沉浸式技術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一款關于海洋酸化對珊瑚礁造成影響的VR內容，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所做出的破壞，并對他們感到失望。

　　AR提供包容的學習環境

　　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，沉浸式技術也展現出了對學習效果、效率、存留率和空間認知的提升。用AR技術有望提升學生分數，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

　　沉浸式技術可為學生提供協作式學習環境，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象的了解。

　　數據顯示，98%受到定制化教育的學生要優于接受統一教育的學生，而AR技術通過為學生提供學習自主權和激勵自主探索，在循序漸進中輔助教學，效果要優于傳統教學指標。

　　應用局限

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

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

　　教育者們對于AR的潛力普遍展現熱情的態度，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，希望在未來能出現將科學標準與教學計劃直接聯系起來的內容范例。

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

　　總結

　　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內容對學生進行教育，這樣只能產生短期的碎片知識，而是應該開發全面的AR內容體驗，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，這樣才能真正轉變沉浸式技術和游戲學習體驗。

　　同時，微軟還認為AR教育應該作為現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且內容豐富的教學依然是教育中最佳工具，AR等技術只是為傳統教學帶來更多可能性，比如推動教育的普及，以及影響傳統教學方式。