课堂上使用的AR沙箱

文/张佳婧

AR沙箱的核心构造在于垂直于沙箱上方的一台电脑投影仪和一台运动感应设备。通过检测感应器与沙子的距离，投影仪会实时投影出不同的画面。等高线的概念在沙子构造的立体模型中是如此直观，不同的颜色更是对真实地貌的最佳模拟——冷色为洼地，暖色为山峰。随着地势的增高，颜色从翠绿向黄褐演变，至高之处还能形成白雪皑皑的雪山。如若用户将掌心覆在沙丘上方，虚拟的大雨将倾盆而下，再随着蜿蜒的山谷与陡峭的悬崖汇入洼地，可谓最强版本的“翻手为云、覆手为雨”。

AR沙箱的原型，由加利福尼亚大学戴维斯校区（University of California，Davis）开发，该项目最初的灵感来自于捷克桑迪站（Sandy Station）的研究人员。2012年，AR沙箱首次在博物馆中推出。迄今为止，上百所学校、研究中心、会议组织、政府机构等已经使用过AR沙箱，它被应用于各种地球科学主题的环境学习中。

爱文世界学校纽约校区（New York Campus，Avenues：The World School）正是其中一所。在该校的AR沙箱项目中，其特别之处在于他们在四年级孩子的地理课上使用的沙箱是自主研发的。四年级的老师在设计地理课程时初次接触到了AR沙箱，但AR沙箱的昂贵费用却一度使他们望而却步。和高年级的老师沟通以后，一群十到十一年级的老师同学决定自己创造条件，制造沙箱。他们先是从加利福尼亚大学伯克利校区（University of California，Berkeley）的网站上，下载了沙箱的基础程序代码，再逐步制作沙箱所需的软硬件设备，并将两者结合，制作过程一共历时五周。

当AR沙箱投入使用以后，惊叹与欢笑充斥了四年级学生的地理课堂。在沙箱的作用下，地理知识的呈现形式被提高了一个维度。学生们能够收获丰富的地理知识：气候与地形之间的关系，当地貌被侵蚀时会发生什么，水文如何与地貌发生互动，河道在不同地形区的不同形态。就气候和地形的关系而言，通过沙箱所投影出的不同颜色，孩子们能够学习到海拔越低气温越高的规律，在这个基础上，老师还会传授学生在不同的地形区种植相应的耐寒植物和耐旱植物的知识。