增強現實技術（AR）下建筑初步微課制作之探究

楊夢陽 牛笑 趙兵兵

摘要：在微課輔助下的建筑初步課程具有一定的創新意義，可以使學生在知識點的寬度和深度上得到進一步的提升。本文以此為前提，探討在制作微課過程中引入增強現實技術（AR），使知識點的講授實現二維向三維的轉化，讓學生體驗一種形象、靈活、多樣的教學模式，既可提高教學質量、增加趣味性，又可使學習輕松，更有效率。

關鍵詞：建筑初步；微課；增強現實技術（AR）；教學模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）43-0092-02

建筑初步是建筑學專業設計課的先修課程。筆者在實踐教學中引入了微課的形式，使其對建筑初步課程起到輔助的作用。本文以此為切入點，在微課制作中引入增強現實技術（AR），探尋一種豐富、趣味性強、生動的三維立體教學方式，促進建筑初步課程的教學改革向多樣化、立體化方向發展。

一、建筑初步二維化教學方式存在的不足

1.抄繪、測繪。建筑初步課程中的抄繪圖紙和對小型建筑的測繪部分主要培養學生對建筑方案到施工圖紙的認知、繪制能力及對建筑各部分結構的理解能力，需要學生掌握相應的圖示語言及圖紙中包括的全部內容。在整個學習過程中學生需具有二維、三維相互轉化的想象力及觀察力，在抄繪中將圖紙的二維圖示語言落實到實體建筑空間，而在測繪中則需將真實建筑中的各個部分轉化成圖示語言，學生對于此這部分知識的理解趨于表面，很多結構及細節缺乏想象力，認識深度不夠。

2.建筑認知系列。建筑認知系列包括建筑的比例與尺度、初看建筑、建筑形體分析、建筑空間分析四個方面。這項專題訓練涉及一些專業課的知識點，根據建筑學專指委的教學計劃，該部分專業課在大學二年級開設。因此，教師會對此部分涉及到的新教學內容作以集中講授，但傳統的文字、語言、圖片、PPT等二維化的教學手段效果不明顯，未達到預期設想。

3.設計與模型制作。設計與模型制作為建筑設計成組訓練課奠定基礎。此項訓練意在激發學生的想象力和創造力以及協調、處理問題的能力，綜合前面所學知識，提升動手能力。但從多年的教學實踐中發現，對于初學者而言，這部分內容是一個難點，想象力及創造力培養具有一定的難度。

二、微課及增強現實技術（AR）簡介

1.微課。微課是當前教育界提倡的一種新型教學方式，其特點關鍵在于“微”。時間上，一般控制在10分鐘左右，與傳統的45分鐘課堂相比短很多；內容上，主要圍繞著某個知識點或者教學環節展開，顯得“小而精”；在表現形式上，微課以視頻為載體，通過多媒體設備進行播放，數據量很小，以便在網絡上分享及傳輸[1]。微課輔助建筑初步課程，可以調動學生的積極性，與教師保持實時互動，改善學生被動式學習的狀況。

2.增強現實技術（AR）。AR技術即增強現實技術，是在虛擬現實的基礎上發展起來的一種新的研究領域，是一種將計算機信息所產生的虛擬信息和現實環境有效結合的技術手段，AR技術并不是把使用者與現實世界進行隔離，而是創造出一個有虛有實、虛實結合的空間，將計算機信息所產生的虛擬信息與現實環境不斷地進行疊加，在這個空間里面，虛擬物體和真實物體是共同存在的，兩者之間緊密聯系，相輔相成[2]。

3.增強現實技術（AR）在各領域的應用情況。AR技術的實際應用可遍布娛樂、教育、醫療、建筑、圖書出版、家居、旅游、展覽、軍事、影視、電商等領域。目前，國內主要在游戲領域、圖書出版領域應用較廣泛，而在教育、建筑等其他領域的應用還沒有普及推廣。在高校教育的應用最早是在化學教學中，建筑方面則在古跡遺址復原和數字重建領域有所研究。

三、AR技術與微課結合后的全新建筑初步教學模式

傳統的建筑初步教學活動，由于其課上學時有限，學生在課后實踐操作、完成作業的過程中無法實現實時的課外輔導，使學生對于某些知識點的掌握不夠深入，微課輔助建筑初步課程，有效的彌補了不足，將AR技術與微課結合后，則賦予學生更生動、更有趣的學習情境。AR技術會在學生的視野里把通過計算機設計生成的知識內容畫面疊加到現實世界中，進而產生互動，給人以超乎現實的感官體驗，讓我們的教學方式徹底的“活”起來。

1.AR技術與微課結合后的建筑初步應用案例分析。（1）抄繪、測繪。在抄繪和測繪兩個環節中，學生對于抽象的平面圖、立面圖、剖面圖、屋頂平面詳圖、局部構造做法、梁、柱、樓板、樓梯等的設計布局掌握起來均出現了不同程度的理解困難。微課引入AR技術后，學生在課后完成作業進行自主學習時，可參照相應的微課重溫知識點，同時將手機攝像頭對準施工圖紙的平面、立面、剖面等任何一個部分，即可呈現出通過AR增強現實之后的房屋三維模型，通過立體的模型可以看到房屋內的每個構件、局部構造做法及二維圖紙對應的各個空間效果，通過鏈接還可以觀看建筑施工作業的視頻。在這里，學生針對自己不懂的或想象不到的布局對照三維模型則可直觀的體驗其立體效果，由此，抽象難懂的知識點通過AR技術的輔助，學習起來更加輕松。（2）建筑認知系列。在分析建筑的比例與尺度時，通過AR技術創建的虛擬世界，向學生展示比例在不同建筑上的應用實例，通過實體建筑去觀察具有好的比例關系的建筑、感受體積相同的建筑所體現的不同尺度感，幫助學生進一步理解比例與尺度的內涵；在分析建筑形體與空間時，可以通過微課中的視頻講解使學生了解著名建筑大師及建筑學派的優秀建筑作品，對其建筑形體、空間的設計手法進行學習，同時通過AR技術設計模擬的三維模型與學生進行交互，學生將手機攝像頭對準建筑圖片，在其視野中出現該建筑的實體模型，學生通過點擊各個操作按鈕，查看建筑的各個形體、拆分、組合后的效果、內部空間組合的形式以及實體空間，讓學生身臨其境，在真實與虛擬結合的世界中體驗自主學習的樂趣。（3）設計與模型制作。學生對功能分區、建筑空間，形體塑造、內部空間序列等概念的理解非常模糊，在這樣的情況下，若利用AR技術與微課結合的模式展開學習，學生則可以利用AR增強現實后的虛擬建筑情境具體感受建筑空間的震撼，功能分區中的流線設計，建筑形體的表達等。當有了這種形象、逼真的體驗后，學生會對“設計”產生基本的認知，進而確定方向、深入研究，加上微課對知識點的詳細講解，使其在課后推敲、設計方案時不至于思路混亂，模糊不清。

通過上述三個實例，可以明顯看出引入AR技術的微課是教學手段的提升，這種更加活躍、生動、形象、逼真的教學模式對建筑初步課程的輔助應用效果是不言而喻的。

四、結語

在當下的高校教育中大力提倡新技術、新模式的研究與應用，因此改革創新勢在必行。AR技術結合微課的教學模式在建筑初步中的應用即是一項創新與探討，它所強調的自主學習、虛擬情境、交互體驗最大的特點就是以學生為中心，加速對知識的傳授及理解，同時通過課后微課的重復學習不斷加強對知識的鞏固。此種教學模式恰當的彌補了傳統教學中的不足，適合建筑初步課程的特點與需求，必將會有非常廣闊的發展前景和應用，為高校教育領域灌注新鮮血液，引領重大變革。

參考文獻：

[1]陳曉春.微課背景下高職院校課堂教學的改革與反思[J].福建電腦，2015，（10）：141.

[2]何苗.AR技術在教育領域的應用研究[J].電腦編程技巧與維護，2014，（24）：14-16.

Abstract：The initial course of architecture with the assistance of micro class has some innovative significance，which can make the students get further improvement in the width and depth of the knowledge point.In this paper，to investigate the augmented reality technology （AR） introduced in the process of making micro class could make the knowledge teaching implementation of 2D to 3D transformation，let students experience a vivid，flexible and diverse teaching mode，which can improve the quality of teaching，make the course more interesting，and also can make learning easier and more efficient.

Key words：Initiatory Architectural；Micro class；Augmented reality technology （AR）；teaching model