增強現實技術在服裝工藝類課程教學中的應用探索

蘇軍強，萬　里，金　蕊，張　濤

(1. 常州紡織服裝職業(yè)技術學院 服裝系，江蘇 常州 213164；2. 深圳市格林兄弟科技有限公司，廣東 深圳 518052)

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增強現實技術在服裝工藝類課程教學中的應用探索

蘇軍強1，萬里1，金蕊1，張濤2

(1. 常州紡織服裝職業(yè)技術學院 服裝系，江蘇 常州 213164；2. 深圳市格林兄弟科技有限公司，廣東 深圳 518052)

摘要：針對服裝工藝類課程教學中存在的共性問題，從教師、學生、實訓環(huán)境和教學管理的角度分析原因，提出利用增強現實技術進行信息化、一體化教學改革的思路和實施方案。

關鍵詞：服裝工藝；信息化教學；增強現實技術；教學改革

在職業(yè)院校改善實訓教學條件的實踐中，采用虛擬現實、增強現實類技術提高教育教學質量，是信息化教學改革的重要做法之一。本文將分析服裝工藝類課程實施過程中存在的普遍問題，并結合利用增強現實技術改善該類課程教學效果的實踐，探索提高教學質量和人才培養(yǎng)質量的可行途徑。

一、 增強現實技術及其在教育領域的應用

增強現實(augmented reality)技術是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術，是把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(視覺信息、聲音、觸覺等)，通過各種高新技術，模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息應用到真實世界，被人類感官所感知，從而達到超越現實的感官體驗。增強現實技術包含了多媒體、三維建模、實時視頻顯示及控制、多傳感器融合、實時跟蹤及注冊、場景融合等新技術與新手段。

增強現實技術在教育領域中應用具有以下優(yōu)勢[1]：(1)可應用在可視化和深度互動的學習形式中,可以實時、敏捷地將數據疊加到現實環(huán)境中；(2)可有效地響應用戶輸入，這種互動對于學習和評價而言具有重要意義，學習者可以在現實生活經驗的基礎上，通過與虛擬物體的互動進行認知建構；(3)可以為學習者提供感性的學習材料，例如再現現實生活中學習者無法觀察到的事物及事物的變化過程；(4)可有效地支持情境學習，使學習與生活的聯系更為緊密；(5)有助于學習者學習遷移能力的培養(yǎng)；(6)與移動設備結合，逐漸成為普及的學習工具，使得正式與非正式學習的界限愈發(fā)模糊，促進學習生態(tài)的進化。

二、 服裝工藝類課程教學中存在的共性問題

服裝縫制工藝類課程是服裝制版與工藝專業(yè)的核心課程，有關縫制的通用手法和技巧、提高縫制質量的特殊技能等是該課程需要培養(yǎng)的核心技能。

服裝工藝類課程教學，大部分院校采用“教師分段操作演示→學生圍觀學習→回到機位實踐練習”的模式。從教師、學生、實訓環(huán)境和教學管理角度來看，服裝工藝類課程實施中存在以下幾個共性問題：

(1) 從教師角度看，該類專業(yè)班級的學生人數多在40人以上，教師單次操作演示的有效觀看人數為5～6人，所以，同一操作內容需演示7～8遍。在教學現場，由于圍觀學習、觀看距離等客觀因素，學生反復詢問、教師多次演示的情況較為多見。由此造成重復性工作較多、教學進度緩慢，教師易于產生厭煩、責怪學生等情緒。

(2) 從學生角度看，由于前排學生的無意識變換觀察位置，處在后排的學生可能多次都不能進行有效的觀看，從而導致棄學的傾向。同時，教學需要學生反復離開機位去聽取教師講解，再通過瞬時記憶來進行后續(xù)的縫制操作學習，往往會產生理解偏差。加之高職學生的一些不良學習習慣，羞于或懶于再次提問，從而導致不懂的問題不斷累積并發(fā)展成為抵制和棄學。

(3) 從實訓環(huán)境角度看，縫紉操作演示必須在縫紉機機針和壓腳部位進行，而該部位的空間較小，并且周邊還會有服裝的堆積、團疊，幾十個學生圍觀學習的效果難如人意。同時，由于教師對操作部位、處理手法的講解非常細致和微妙，加之縫紉操作時的高速縫合過程，使得大部分學生難以有效觀看，也難以理解縫紉技術的關鍵所在。

(4) 從教學秩序與教學實施來看，服裝工藝類課程的實踐技能訓練環(huán)節(jié)多采用“學生練習→教師巡回指導→學生改正手法再練習”的模式，教學內容需要分為多段完成，學生多次往返于機位和示范機之間，課堂秩序管理困難，教學效率和效果難如人意。

三、 增強現實技術在服裝工藝類課程教學中的應用

針對上述服裝工藝類課程教學中存在的問題，我們引入了增強現實技術，通過采用視頻錄制系統(tǒng)、增強現實技術和實時同步傳播技術，構建了一體化教學系統(tǒng)。

1. 增強現實一體化教學系統(tǒng)的組成

該系統(tǒng)采用工作站模式，工作站由裁片操作單元、縫制單元、整燙單元和增強現實交互式終端四個部分組成，如圖1所示。整個教室系統(tǒng)的硬件布局如圖2所示。

圖1　增強現實一體化教學工作站

(a)　學生方向視圖

(b)　教師方向視圖圖2　增強現實一體化教室

2. 增強現實一體化教學系統(tǒng)的功能

增強現實一體化教學系統(tǒng)的核心模塊分為三大類：一是教學實時錄播系統(tǒng)；二是基于增強現實技術所開發(fā)的教學課件；三是面向移動終端訪問服務的課件資源網站。

(1) 教學實時錄播系統(tǒng)。由一系列高清攝像機組成，其主要功能是利用可變焦攝像機，實現對教師演示過程的高精度攝像，將實體精細操作轉變成數字信號，進行教學實時多屏播放，并自行錄制視頻為后續(xù)圖像編輯系統(tǒng)提供素材。

(2) 增強現實課件系統(tǒng)。在課件內容選取上，依據模塊化、部件式的思路，將服裝縫制常用的部件加工技術進行模塊化處理。采用Flash動畫技術、交互式多媒體技術等，將服裝工藝過程進行模塊化分解，在教師示范錄像的基礎上，將每一個模塊的操作過程抽象成為動畫演示，進行關鍵部位局部放大、放慢等增強現實顯示。通過逐步演示、關鍵環(huán)節(jié)圖文結合等輔助技術，逐步排除實物演示過程中的干擾因素，將最核心的內容以直觀、易懂的形式呈現給學生。

該系統(tǒng)提供服裝專業(yè)核心課程多媒體教學資源，其中包括：①服裝產品設計教學課件，含服裝設計理論、服裝款式設計動畫課件等；②服裝工藝版型教學課件，含紙樣基礎、原型變化、男/女西褲、休閑男/女裝等結構設計多媒體動畫課件；③服裝縫制工藝教學課件，含上述典型性服裝制作工藝、零部件縫制工藝的多媒體教學課件；④工藝模板，含基于上述案例的服裝模板設計流程、服裝模板的制作以及服裝模板的使用等內容。

為解決短時遺忘問題，該系統(tǒng)還提供點播、重播功能。通過互動觸摸終端，學生無需離開縫紉機位，即可實現點播、回放，節(jié)省了學生無效走動時間，增強了課堂秩序管理，增加了學生有效學習的時間。

(3) 課件資源網站。為滿足移動終端“即時學習”的需求，通過課程工作站建設，實現移動終端設備對教學資源庫的遠程點播功能，為學生提供“線上學習、線下復習、遠程運用、即疑即問”的機會。

四、 結語

在分析服裝工藝類課程教學中存在的共性問題的基礎上，采用增強現實技術、多媒體課件技術等多種形式，增強演示示范的教學效果。通過遠程教學技術和課程資源網站建設，提供適應當代學生學習特點和要求的一體化解決方案。教學改革取得了較好的效果，并可為高職服裝專業(yè)信息化教學改革提供有益的啟發(fā)和借鑒。

參考文獻：

[1] 陳向東, 蔣中望. 增強現實教育游戲的應用[J]. 遠程教育雜志, 2012, 30(5):68-73.

基金項目：全國紡織服裝信息化教學研究課題(ZWH-15034)

作者簡介：蘇軍強(1976—)，男，河北晉州人，副教授，研究方向為數字化服裝工程技術。E-mail：sujunqiang@126.com

中圖分類號：G712

文獻標志碼：A

文章編號：2095-3860(2016)03-0245-03