AR技術在高職工科核心課程中應用現狀研究
——基于江西省高職院校建筑類專業學生的問卷調查

扶金萍，楊銘鍵，余德孫，黃江誠

（九江職業技術學院，江西九江 332000）

1 研究背景及意義

《教育信息化“十四五”發展規劃》指出，信息技術對教育改革和發展具有革命性影響。以信息技術推進教育公平和創新，構建網絡化、數字化、個性化、終身化的教育體系，是全面實現教育現代化的重要內容。近年來，隨著“互聯網+”的應用，人類已經進入智能化數字時代[1]。智慧地球、數字城市、智能生活走進人類生活。這場信息化的變革也促使教育領域發生了翻天覆地的變化[2]。從傳統以教師為主的板書、PPT 講授的一對多的教學模式，衍生出以學生為中心的“沉浸式”“體驗式”教學模式。而目前頗具特色的信息化技術——AR 技術（Augmented Reality）已廣泛應用于各類高校專業課程中。

AR 技術，也被稱之為混合現實，是虛擬現實技術的一個重要分支。它將原本在現實世界的一定時間、空間范圍內很難體驗到的實體信息和虛擬世界信息實現“無縫銜接”，使之形成超越現實的感官體驗[3-4]（如圖1所示）。

圖1 增強現實場視圖

在當今的建筑施工管理類課程的教學中，傳統空間技能的教學手段往往無法滿足工程的需要。基于此，AR 技術被引入教學領域，它允許人們通過添加外部信息來觀察真實世界，以提供對所看到的事物更全面、更立體的認識——來輔助空間技能學習[5-6]。

我校從前期基礎設施設備的配備、課程體系的建立、AR 技術的應用到中期的課堂教學的設計、學生的參與度反饋等方面，積累了一些經驗，也存在一些問題。基于此，在江西省內選取幾所建筑類高職院校，收集AR 技術在專業課程中的應用情況，為后續專業課程教學和改革提供依據，為信息化技術在高職課程中的應用提供參考。

2 AR 技術應用現狀

為了解江西省高職院校建筑類專業課程AR 技術應用情況，我們課題組自2021年4月至6月，采取線上線下不記名方式，面向江西省7 所高職院校建筑類專業各年級學生開展“AR 技術在高職工科核心課程應用現狀”的調查，問卷共10 道題，包括對AR 技術的認知及課堂開展情況、目前教學的弊端、學生對專業課程的訴求等，共回收450 份有效問卷。所選院校均為省內開設建筑類專業的代表性院校，其中有一些院校開設了AR 技術應用的相關課程。圖2為各個院校樣本統計結果。

圖2 院校分布及樣本占比

7 所學校的統計數據中覆蓋省內大多數高職院校建筑類，每個院校內均有大一到大三的學生參與此次問卷，其中2021 級學生占比最大，一年級人數占48%，二年級占24%，三年級占28%，調查對象覆蓋范圍廣，具有廣泛的代表性，能夠反映省內建筑類專業課程AR技術應用情況。

3 問卷調查結果分析

3.1 傳統專業課程教學的現狀

調查問卷中學生普遍反映傳統方式的專業課程教學比較枯燥，專業教師講授課程過程中雖然也有信息化手段的應用，如網絡教學平臺，但未結合專業課程特點開展有針對性的輔助教學，學生課堂參與度不高。其主要原因是建筑類專業課程涉及具體的工程項目實施過程，從施工圖紙到工程實體，包括前期設計、中期施工和監理、后期驗收和運營維護各個環節，是一個貫穿時間、空間、各主體的全方位、長周期的過程。而課堂教學知識點的表現形式過于單一，學生僅依靠二維平面圖紙、視頻文件、在線網絡資源難以完全理解這一復雜過程。尤其是施工圖紙的識讀、施工過程的開展等環節，借助AR 技術可讓學生“走”進建筑，身臨其境，進而能更好地理解課本上的理論知識，實現理論與實踐相統一。

近年來，隨著國家經濟實力的提升，建筑行業也發生了巨大的變化，涌現出了BIM 技術、裝配式施工、鋼纖維混凝土等新技術，而產業的新標準、新材料、新工藝難以與課堂同步更新，導致專業知識滯后于行業發展，從而制約學生在工作崗位上的發展，這也是學生普遍反饋知識遷移應用不足的主要原因。圖3為學生反饋傳統專業課程教學中存在的問題。

圖3 傳統專業課程教學中的問題

3.2 AR 技術的應用規模

從調查結果來看，只有極少數的學生不了解AR技術，近95%的學生都表示了解或接觸過AR 技術，這一結果與實際比較相符，隨著信息化產品在日常生活的應用，各種智能化電子產品，如手機等，都配有相應的AR 功能。然而，AR 技術在專業課程教學中并未與之匹配。通過數據統計可知，約有63%的學生在課堂上沒有體驗過AR 技術或VR 技術，且課堂教學使用過AR 技術的僅占11%，說明現階段AR 技術在高校建筑類專業課程的應用還沒有形成規模。

調查顯示，目前各院校專業課程的教學仍然停留在傳統的講授形式，教師借助PPT、板書、視頻等二維平面展示方式，傳授專業知識。學生普遍反映理論教學枯燥，抽象知識點難以理解。建筑類專業課程中的很多知識，如各類平面圖紙、施工過程、工程隱蔽部位、復雜節點等與工程實踐相關的內容，都是相對復雜的三維立體結構，傳統平面二維的素材對于沒有工程經驗和實踐經歷的高職學生而言，是非常晦澀的。進而導致課堂教學效率不高，學生也逐漸失去專業學習的興趣，這與培養技能型人才的初衷是不符的。而若能夠將AR 技術應用到課堂教學，實現虛擬信息與教學資源的疊加，實現虛實結合，則可以將建筑結構及節點構造的3D 虛擬影像覆蓋在二維平面圖片上，使學生對結構整體構造一目了然。與此同時，學生還可以與模型進行實時交互，隨意旋轉和拆裝，從各個角度查看建筑結構的構造、連接等，提高課堂效率，學生的積極性和參與度也大大提高。

4 AR 技術應用存在的問題及原因分析

從調查結果來看，各大高校建筑類專業并沒有實現AR 技術規模化應用，甚至部分院校未引入AR 技術。結合調查問卷統計結果和我校試點過程中的經驗，提出幾個方面的問題，并分析產生問題的原因，結果如圖4所示。

圖4 現有AR 技術應用的局限性

4.1 硬件設備條件

AR 技術應用于課堂教學，首先必須配備相應的硬件設備來滿足AR 技術的展示，與此同時，在課堂教學過程中，學生使用終端設備進行“沉浸式學習”時的網絡配置要齊全。這就需要學校配備專門的教學場地，提供穩定的網絡，配備終端設備，滿足課堂教學要求。

4.2 AR 結構體簡單

AR 技術應用的關鍵是AR 技術交互知識點的建模。目前我們應用的《建筑識圖》課程的AR 教材，配備的AR 教學素材相對比較簡單，無法滿足課堂教學需求。而要實現傳統教學資源與AR 資源的無縫銜接，則需要根據專業課程教學反饋的結果，挑選合適的目標對象三維建模，通過編程開發，生成基于終端設備的可執行程序，滿足日常教學需求。

4.3 教師信息化教學能力不足

建筑類專業課程教學借助AR 技術，讓枯燥乏味的理論知識在課堂上“動”起來，改變傳統的教學模式，將教學中晦澀難懂的專業知識用AR 技術生動形象地展示出來，不僅提高了課堂教學的效率，而且調動了學生的積極性，使課堂氣氛更活躍。

4.4 AR 技術的可遷移性欠缺

基于項目化的專業課程教學，AR 技術應具有可遷移、可復制特性。目前AR 的應用基本上是基于某一本教材或某一門課程開發的，這也是AR 技術規模化應用的一大阻礙。

5 改進策略

為了持續推動AR 技術在建筑類專業課程教學的應用，提出以下幾點改進策略：配備相應的硬件設備，為專業課程教學提供物質基礎；基于專業課程體系項目化教學開發一套完備的AR 技術知識庫，涵蓋建筑工程項目從設計到運營維護全過程的且傳統教學方法無法表達的所有知識；為相應專業課程教師提供信息化技術應用的培訓和指導；建立建筑類專業課程體系團隊，團隊成員熟悉課程體系和AR 技術知識庫，在課堂教學中，從項目化角度系統、全面地展示AR 知識點及其與整個項目化知識框架的關聯。