基于MAR的教學模式改革研究

劉慧

[摘 要]項目組從房地產開發與經營課程教學現狀及存在問題分析出發，探究了現有房地產開發與經營課程改革研究現狀，對AR技術在教育領域的應用現狀進行了較為詳盡的文獻研究。基于此，項目組提出了基于移動終端增強現實的課程教學改革設想，最后從課程內容、組織形式、考核方式等方面介紹了教學模式改革內容。

[關鍵詞]增強現實;移動終端;教學模式;房地產開發與經營

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2021）02-0078-03

房地產行業是關系國計民生的支柱性產業。當前，房地產企業是工程管理學生的重要就業方向之一，學生對課程知識的需求高，企業及社會對學生相關素養的期待值也相應提高。此外，房地產開發與經營課程具有系統性強、高度專業化、與實踐結合緊密等特點[1]，這些均為該課程教學效率的提高帶來了挑戰。研究顯示，增強現實技術（Augmented Reality， AR）應用于教育領域具有獨特的優勢，能夠大幅度地提高學習效果。鑒于其可獲取性、技術成熟性、操作簡便性、實施效果優良性等特點，本項目提出選用AR移動端顯示設備作為主要媒介，即基于移動終端的增強現實（Mobile Based Augmented Reality， MAR）技術，對房地產開發與經營課程進行教學模式改革，以期實現知識模塊的3D增強現實呈現、案例教學的沉浸式生動體驗，拓展學習空間，促進深度學習，激發學生學習興趣，實現“聽課”到“參與課程”的轉換，提升教學質量，提高教師的授課滿意度，并最終為推動智慧化教學模式的實現貢獻力量。

一、房地產開發與經營課程教學現狀問題

以鄭州大學管理工程學院工程管理專業為例，房地產開發與經營專業為學院必修課，學時32課時，學分為2學分，針對工程管理專業本科三年級學生開設，課程教學存在以下主要問題。

（一）主動性不強、積極性不高

房地產開發與經營課程內容涉及面廣，知識點多且雜，需要運用系統性思維將知識點串聯，構建學生內在的知識體系。然而，限于學生主動性匱乏、積極性欠缺等問題，學生經常難以跟上課堂授課節奏，知識節奏的脫節又加劇了主動性及積極性的丟失，嚴重影響了該課程的授課效果。

（二）學生習慣記憶性學習而非思考性學習

基于觀察與調查發現，大部分學生習慣于記憶性學習，宏觀性決策管理思維不夠健全，知識體系不系統。在這種情況下，“問題導向型”授課思路將可能導致這部分知識基礎不扎實的學生跟不上課程教學節奏，不能獲得課程預期收益。因此，亟須設計一種新型的授課模式，讓學生身臨其境，面對問題自行分析尋找解決思路，能夠主動性地為這一過程健全相關知識體系。

（三）教材內容較為陳舊，案例素材不夠健全

該課程與實踐結合度高，課程設計需緊密聯系實際。傳統教材上的案例分析素材內容較為陳舊、完整性不足，分析過程較為晦澀難懂，學生在參與學習的過程中往往流于形式，效果欠佳。因此，需要設計多元化、創新性的講課模式，激發學生的學習興趣，鼓勵學生主動參與到課程設計與實施學習過程中。

（四）授課內容無法生動體現

鑒于課程的系統綜合性強、具有高度專業性及實踐結合度高等特點，傳統的PPT、板書講授方式已無法滿足該課程講授的需求。多媒體教學雖然提高了課程的趣味性和直觀性，但仍存在可視化程度不高等問題，學習深度欠佳，并不能完全解決傳統教學中存在的問題。

二、房地產開發與經營課程教學改革研究現狀

目前，國內外高校的工程管理類專業已開展了大量相關的教學實踐與創新。在課程體系方面，基于卓越工程師計劃、執業勝任力標準、工程過程導向等多種理念的課程體系改革方式，核心是在扎實的專業知識基礎上，進一步提升學生的動手與解決問題能力。在教學方法與手段方面，近年來突出的表現是信息技術對原有課程內容與教學過程的滲透與植入，在工程的設計、分析、仿真、VR教學等方面的實踐教學取得了長足的進步[2]。同濟大學的大工程實踐驅動的工程管理精英人才“四元耦合”創新培養模式、東南大學的現代工程管理人才“一體兩翼”型專業核心能力培養的研究與實踐、重慶大學的基于知識體系同和理念的漸進式一體化工程管理專業教學與實踐體系等是近年來較為典型的成果[3]。為了使畢業生的能力與快速變化的房地產行業相適應，國內開設房地產開發與管理專業院校的實踐教學中，大多采用了CDIO、仿真實驗、工作坊等多種新的實踐教學模式與方法，以促進學生能力的習得[3]。“四元教學設計模型”“混合式教育模式”“翻轉課堂”“問題教學法”“哈克尼斯教學法”等也在房地產開發與經營課程中得到踐行[4-5]。

長期以來，房地產專業教學中涉及的建造、金融 、企業管理、市場營銷等實務課程的教學大都以課堂講授為主，學生不能接觸到實際的工程實例與工作環境，給學生就業后的職業勝任力帶來障礙。面對土地獲取、市場調查、投資分析、產品研究、招投標、施工、營銷、物業管理的長距離生產鏈，每一個環節都將存在著大量的現實問題，能否解決這些問題恰恰是學生能否實現“做中學”的關鍵。因此，實踐教學模式，可以有效地實現過關問題的能力要素和知識單元間的聯結，讓學生在發現、解決、總結過關問題的過程中提升實踐技能[3]。但實踐教學在實施過程中，往往容易流于形式，教師情境帶入能力仍欠缺，難以調動學生積極性，無法提高學生參與度并達到預期課程效果。21世紀的學生被稱為數字原生代， 他們習慣依賴信息技術開展社會活動和交流， 依靠APP表達自我。針對這一代學生習慣于碎片化、信息化學習的特點， 如何以他們為中心重組教學過程， 切實提高教學效率、激發學習興趣、創設學習情境、提高教學效果，是房地產開發與經營課程教學改革的目標和核心[5]。

三、基于MAR的教學模式改革設想

（一）AR在教育領域的應用現狀及發展潛力

隨著人工智能、虛擬現實、增強現實與大數據等新興技術的快速發展，傳統學習空間已無法滿足學習者的需求。無縫連接虛實環境，為學習者提供沉浸式人機、人人交互，實現情景化教學、泛在學習、個性化的學習空間得到越來越多的關注。在眾多新興技術中， AR技術與教育結合緊密[6]，并被著名教育領域組織NMC（The New Media Consortium）稱為2009—2016年間最具潛力的六種技術之一。

AR通過實時地計算攝影機影像的位置及角度，將虛擬的模型與現實環境疊加融合并在屏幕中進行顯示，給用戶以虛實融合的觀感體驗并能產生互動[7]。AR技術最早由美國麻省理工學院的Ivan Sutherland教授于1966年提出 [8-9]。2017年蘋果和谷歌公司相繼發布了AR開發平臺ARKit和ARCore，兩大科技巨頭在AR技術上的開放態度，加速了移動端AR應用的開發速度[10]。國內百度、騰訊、阿里等科技巨頭都在自己旗下的App上線AR體驗入口，眾多中小型科技公司也正在通過ARKit、ARCore等開發平臺研發更多創新性的AR應用[11]。隨著iOS、Android兩大操作系統對AR技術的適配升級，以及移動終端設備的運算能力提升，國內外出現了許多以移動終端定位和狀態感知、虛擬模型處理展現技術為基礎的AR應用，市場上多個億級用戶量的APP也接入了AR SDK，這些都使得普通用戶體驗AR的成本越來越低，大大地降低了AR功能的使用門檻[11]。

近年來，國內外對于AR技術應用于教學領域的研究逐漸增多，研究人員相繼做出了一些教學產品并在多個學科開展教學實踐。最早將AR技術應用于教學的案例是Billinghurst制作的Magic Book，它通過特殊的眼鏡讓兒童看到基于書本內容制作的3D場景和動畫[12]。Kaufmann等人利用增強現實系統將簡單的幾何模型展示在真實環境中，來建立師生之間的教學互動[13]。Lin等人通過研究發現，由于AR技術在對碰撞過程和規律的具體、形象的展示，使得教學過程中使用AR軟件比傳統的2D教學軟件在教學效果上有明顯的提升[14]。基于增強現實學習環境的架構，蔡蘇、宋倩等人設計了一套增強現實概念演示書——未來之書，用戶通過簡單的設備即可感受書籍中所描述的實驗場景[15]。Cai等基于AR技術設計了多個化學物質結構的操作實驗，學生可以通過自然交互的方式對虛擬的微觀分子、原子進行操作[16]。Ak?ay?r檢索了SSCI中關于AR應用于教育領域的68篇文章并進行了內容分析，指出AR技術應用于教育領域具有獨特的優勢，能夠大幅度地提高學生的學習效果[17]。

（二）AR技術及終端設備

實現AR的硬件要素包括計算機、顯示設備、攝像機、跟蹤與傳感設備、計算機網絡，根據達到的精確程度和沉浸程度的不同，顯示設備可以是頭戴式顯示設備、桌面顯示設備、移動端顯示設備。

1.頭戴式顯示設備

頭戴式顯示設備在離用戶眼睛大約4～10厘米處成像，用戶在使用時需在頭部佩戴顯示設備，其優點是沉浸感強，虛實融合效果好，缺點是不夠便攜性不夠，顯示分辨率低，視域受限 。

2.桌面顯示設備

桌面顯示設備主要以帶有攝像頭的電腦為主，用戶從屏幕上看到最終的增強場景圖片。但桌面終端設備具有很多局限性，沉浸式體驗不是其優勢。固定性等特性決定其在與環境融合方面效果較差。

3.移動端顯示設備

移動端顯示設備主要以智能手機為主，目前大多數手機設備都已經滿足AR應用運行的硬件和系統要求。移動端顯示設備多采用移動設備和以移動終端定位與狀態感知、多媒體信息處理與展現（3D）技術為基礎的增強現實應用相結合的方式。目前支持AR的移動端應用有QQ、支付寶、百度、視+AR、AR、4D書城、幻視、視視AR、尼奧照照等，它們的原理都是采用手機攝像頭獲取現實世界影像，通過手機在現實世界上疊加虛擬形象的形式，實現增強現實的特殊顯示效果。

四、基于MAR的教學模式改革內容

房地產開發與經營是一門實踐性和應用型很強的課程，課程所包含的內容較廣，重復性、交叉性較高。作為一門應用學科，房地產的專業知識更新速度非常快，單一的高校專業教育無法滿足整個產業鏈人才需要的多層次性、多樣性，導致高校培養鏈不能匹配房地產行業產業鏈[2]。學生能力培養的關鍵即將結構化的知識轉化成解決真實問題的能力。這也與知識經濟時代，智慧教育對學生進行創造性高素質培養的理念相一致。基于MAR在實踐教學中創設一定的情境，將真實存在的一系列問題轉化為認知任務被認為是可行的。

（一）課程內容的改革

以往教材重理論，很多知識浮于表面，學生無法深刻獲取文字背后的知識信息，且案例分析也不夠深刻，系統性、邏輯性均不強。好的課程教學改革首先應從教材/教學資料入手，使所授知識更加具象、與企業實踐緊密結合，將知識或案例利用AR進行虛擬呈現，學生可利用移動終端便捷直觀地獲取、理解，基于可視、可理解、可操作，在課堂圍繞問題進行討論與設想。其次，可考慮采用AR enabled Book混合型教材，通過AR編碼，通過移動終端webcan掃描即可使教材內容在空中立體成像。

（二）教學考核方式的改革

聘用在校研究生、博士生等作為助教，實時關注與記錄學生在線上線下的課堂表現情況，從課堂問題提問、互動、反饋、解決問題能力等角度對學生課中表現進行記錄與評分，大幅壓縮最后考核成績占比。

五、結語

AR技術應用于教育領域具有獨特的優勢，鑒于其可獲取性、技術成熟性、操作簡便性、實施效果優良性等特點。本文結合房地產開發與經營課程教學及教改現狀和存在問題，提出基于MAR對該課程進行教學模式改革，并從課程內容、組織形式、考核方式等方面介紹改革內容。該教學模式改革旨在實現知識模塊的3D增強現實呈現、案例教學的沉浸式生動體驗，從而提升教學質量，提高教師的授課滿意度，并最終為推動智慧化教學模式的實現貢獻力量。

[ 參 考 文 獻 ]

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[2] 王錦旺，王麗麗，蔡麗紅.產學研用聯盟創新型人才培養模式探究：以河北經貿大學房地產開發與管理專業為例[J].中國市場，2018（9）：17-19.

[3] 曾德珩，馬智利，周滔.工作坊模式的房地產本科專業實踐教學設計[J].大學教育，2018（4）：109-111.

[4] 陳紅艷.四元教學設計在房地產估價課程教學中的應用研究[J].教育教學論壇，2017（50）：154-155.

[5] 張茜.混合式教學在地產開發與經營課程中的應用研究[J].科技視界，2018（6）：135-136.

[6] 李涵，王娟.增強現實技術在教育應用中的文獻研究：基于2008—2017年中文期刊的可視化分析[J].中國醫學教育技術，2018（6）：618-622.

[7] 崔瑩，譚斌，羅偉，等.AR技術在建筑領域的實踐初探[J].黑龍江科技信息，2017（9）：244.

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[10] 錢童心.谷歌三年不及蘋果一招 AR界瘋狂加班迎新iPhone[EB/OL].（2017-09-12）[2019-10-12].http：//finance.sina.com.cn/roll/2017-09-12 / doc-ifykusey 8573170.shtml.

[11] 丁道師.2016年AR產業發展進入快車軌 8大領域將被顛覆[EB/OL].（2016-01-29）[2019-10-12]. http：//www.chinaz.com/news/2016/0129/500951.shtml.

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[17] AKCAYIR M， AKCAYIR G.Advantages and challenges associated with augmented reality for education： A systematic review of the literature [J]. Educational Research Review， 2017（20）：1-11.

[責任編輯：劉鳳華]