MR現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)助力職業(yè)院校專業(yè)發(fā)展及課程思政教育的探索研究

楊瑩 天津市建筑工程學(xué)校

●MR技術(shù)簡介與優(yōu)勢

MR，全稱為Mixed Reality，即混合現(xiàn)實?；旌咸摂M現(xiàn)實技術(shù)的基本原理，是通過在真實的環(huán)境中，導(dǎo)入虛擬的場景或相關(guān)的情境信息內(nèi)容，在現(xiàn)實和虛擬世界中間以及與使用者之間搭起一種能夠相互傳遞信息的回路，以提高和增強使用者在體驗過程中的真實性，同時具備了信息的互動性、構(gòu)想性和實時等特征。

混合虛擬現(xiàn)實技術(shù)（MR）的操作系統(tǒng)一般具有三個特點：一是融合了虛擬和現(xiàn)實；二是虛擬的三維；三是即時的操作。MR技術(shù)的實現(xiàn)，要求在一種能夠和現(xiàn)實世界各種事物相互交互的虛擬環(huán)境中。如果所有事物都是虛擬的，那就是VR的主要領(lǐng)域了。而如果展示出來的虛擬信息只能夠簡單地疊加在實物上，那就是AR。MR的重點就在于與現(xiàn)實環(huán)境進行交互以及與信息之間有效和及時的獲取。

●MR虛擬現(xiàn)實實訓(xùn)中心的建設(shè)理念

筆者所在學(xué)校根據(jù)學(xué)校實際情況，借助MR技術(shù)，以真實的建筑施工現(xiàn)場的環(huán)境和信息數(shù)據(jù)作為學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和依據(jù)，建立了真實的、多樣化的建筑多維信息數(shù)據(jù)模型。學(xué)生借助MR實訓(xùn)室相配套的硬件設(shè)備，進入實訓(xùn)室內(nèi)，就能夠?qū)W習(xí)各種類型的建筑課程。整個學(xué)習(xí)流程，以建筑的節(jié)點為線索，合理有效地將建筑場景中的所有元素和要求學(xué)生掌握的知識點融合在一起，并運用簡單且有趣的交互方式，把施工圖文、施工工藝、建筑實景和視頻等內(nèi)容生動有趣地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，使學(xué)生沉浸于虛擬環(huán)境，猶如一對一帶教學(xué)習(xí)，讓輕松高效的學(xué)習(xí)成為現(xiàn)實。

MR虛擬現(xiàn)實實訓(xùn)中心是以建筑施工專業(yè)為核心，根據(jù)相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)相通、技術(shù)領(lǐng)域相近、職業(yè)崗位相關(guān)、課程資源共享的原則，綜合工程造價、建筑裝飾、建筑智能化、工程測量等專業(yè)構(gòu)建成“建筑+”專業(yè)群，從而發(fā)揮專業(yè)群的聚集效應(yīng)，以學(xué)科專業(yè)群的建設(shè)帶動和促進教育教學(xué)資源的優(yōu)化配置。利用VR實景教學(xué)，讓學(xué)生身臨其境地對建筑相關(guān)專業(yè)知識進行沉浸式的學(xué)習(xí)，讓學(xué)習(xí)成為一種樂趣，使實訓(xùn)教學(xué)更具示范性。

在VR、AR的實際應(yīng)用和虛擬仿真實訓(xùn)室的基本配置等方面，解決了各專業(yè)的虛擬仿真實訓(xùn)與課程教學(xué)的實際需要，克服了專業(yè)課程教學(xué)過程中，學(xué)生對施工現(xiàn)場看不到、進不去、危險性大、成本高等特殊問題，增強了學(xué)生對建筑工程項目施工的實踐能力。

●MR虛擬現(xiàn)實實訓(xùn)中心建設(shè)的必要性

在建筑工程相關(guān)專業(yè)的專業(yè)課程教學(xué)中，如建筑工程識圖、建筑構(gòu)造的教學(xué)，需要給學(xué)生講明白一些細節(jié)的知識點。在傳統(tǒng)教學(xué)中是給學(xué)生展示各種實物的模型，而實物模型為了便于教師攜帶及在講臺上展示，其體積都較小，學(xué)生很難看到細節(jié)，雖然利用多媒體能解決難以觀察到細節(jié)的問題，但多是以平面或立體的形式展示給學(xué)生，空間感差的學(xué)生還是無法清楚理解。而運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建起的虛擬仿真實訓(xùn)室，具備了環(huán)境真實、“身臨其境”感強烈、實訓(xùn)情境豐富多樣且針對性強以及安全經(jīng)濟、可控性強等優(yōu)勢。學(xué)生佩戴MR眼鏡后，可以圍繞著模型觀察各處細節(jié)，就像是一個實物模型放在了每個學(xué)生的課桌上，學(xué)生們都可以看清模型的所有細節(jié)。

此外，在“施工技術(shù)”課程和裝配式相關(guān)課程的教學(xué)過程中，很多學(xué)生希望能到建筑工程施工現(xiàn)場去親身感受，但由于課程理論教學(xué)的諸多局限，傳統(tǒng)教學(xué)中只能利用多媒體課件以及相關(guān)視頻讓學(xué)生感受施工工藝流程及注意事項。為了能夠增強學(xué)生的勞動意識及動手能力，筆者也嘗試采用一些建筑零件模擬拼裝的教學(xué)方法來輔助教學(xué)，可由于簡化了工作流程，使其與現(xiàn)實的工作任務(wù)產(chǎn)生了一定的差距。而依靠MR技術(shù)可以支持任務(wù)的場景定位，使學(xué)生感受到虛擬出來的模型是真實存在的，再加上MR的手勢和動作識別技術(shù)，可以讓學(xué)生將自身與虛擬模型融為一體，進行互動，去控制模型的具體位置及其具體方位，輕松完成建筑工程施工中的相關(guān)實訓(xùn)任務(wù)。

●MR虛擬現(xiàn)實實訓(xùn)中心的使用

（1）在施工工藝方面，主要分為BIM建筑施工工藝仿真實訓(xùn)平臺和BIM建筑裝飾施工仿真實訓(xùn)平臺。學(xué)生分別通過教學(xué)模式、實訓(xùn)模式對各項施工工藝進行深入學(xué)習(xí)和實操模擬，最后通過考核完成課程學(xué)習(xí)。

（2）識圖類即為BIM構(gòu)造空間思維訓(xùn)練系統(tǒng)，分為三視圖投影、建筑構(gòu)造和建筑識圖。點擊播放教學(xué)視頻即可觀看識圖方面的形成過程，學(xué)習(xí)和知識鞏固的過程都是以闖關(guān)游戲的形式開展，促使學(xué)生在游戲的同時進行學(xué)習(xí)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（3）造價類有工程算量（手算）綜合實訓(xùn)平臺，分為土建工程和鋼筋工程。教師可以根據(jù)此模塊下的內(nèi)容帶領(lǐng)學(xué)生一起進行算量方面的練習(xí)，能夠有效彌補學(xué)生手算能力較弱的問題。

（4）教學(xué)資源主要包括微課、教案、現(xiàn)場實拍和相關(guān)規(guī)范等。教師可登錄后臺系統(tǒng)，將自己的教學(xué)微課和相關(guān)的教學(xué)準備內(nèi)容上傳到PC端，供課堂教學(xué)使用。另外，還可添加相應(yīng)的工程規(guī)范來輔助學(xué)生學(xué)習(xí)，拓寬知識面。

●MR技術(shù)融合下的課程思政教育

以科技革新育人，讓技術(shù)助力思政—這是新時代的必然選擇，更是一名職業(yè)教育者的責(zé)任與使命。筆者以虛擬仿真技術(shù)和信息技術(shù)為基礎(chǔ)，嘗試進行MR技術(shù)支持下的課程思政體驗式教學(xué)，以便更有效地激發(fā)出專業(yè)課程中思政元素的活力，發(fā)揮其育人作用。筆者在教學(xué)中利用AR、VR形象化、沉浸式體驗的特點，結(jié)合專業(yè)課中思政元素的特點進行教學(xué)大綱的更新設(shè)計，組建“MR課程思政資源包”，幫助學(xué)生邊看邊思考邊練習(xí)，使其更加輕松地了解和掌握專業(yè)知識，進一步領(lǐng)悟課程思政教育的真正目的，提升思政素養(yǎng)。

把MR技術(shù)引入到課程思政的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，將其當(dāng)成現(xiàn)代化教學(xué)的一個手段，集中體現(xiàn)了教育教學(xué)應(yīng)用的智慧、虛擬環(huán)境的智慧、交流互動的智慧，為職業(yè)教育帶來了重大的新變化，是教育信息化發(fā)展到一定程度的必然選擇。借助MR技術(shù)，在虛擬的空間中構(gòu)建出一個實踐的場景，可以較好地解決目前職業(yè)院校專業(yè)課程的思政元素在實踐教學(xué)中所面臨的現(xiàn)實問題，也便于學(xué)生理解理論知識背后的實際內(nèi)涵。MR技術(shù)與思政元素的融合，使職業(yè)教育的理想信念教育不再“虛擬”。

●結(jié)語

MR技術(shù)已在建筑類職業(yè)院校的專業(yè)教學(xué)中廣泛應(yīng)用。MR實訓(xùn)的目的在于使學(xué)生在踏出學(xué)校大門之前，就能夠預(yù)先熟悉和了解本專業(yè)施工現(xiàn)場作業(yè)人員的工作方法，同時也為職業(yè)院校創(chuàng)新了專業(yè)人才培養(yǎng)模式。在今后的發(fā)展中，筆者將致力于MR技術(shù)實訓(xùn)教學(xué)工作，并向著更高的標準努力：

（1）在日常教學(xué)的課程中，MR技術(shù)已經(jīng)成為教師們善用的一個教育教學(xué)技術(shù)手段，并在講授學(xué)科知識與專業(yè)技能的同時，嘗試著融入部分思政元素教育，但融入程度較為淺顯，還需進一步加強研究，深入挖掘現(xiàn)代化教育技術(shù)融合下的課程思政元素。

（2）以專業(yè)建設(shè)與創(chuàng)新精品課程為切入點，以MR虛擬現(xiàn)實實訓(xùn)中心平臺為支撐基礎(chǔ)，根據(jù)學(xué)校學(xué)生階段特點與專業(yè)，通過可視化、沉浸式、互動式、案例型等多樣化和復(fù)合式的教學(xué)手段與方法，提高虛擬現(xiàn)實（MR）技術(shù)的教學(xué)和科研工作水平。

根據(jù)專業(yè)教學(xué)發(fā)展的要求和企業(yè)公司的現(xiàn)實人才需求，MR虛擬現(xiàn)實實訓(xùn)中心以將理論知識與實踐相結(jié)合的專業(yè)實訓(xùn)模式、混合了現(xiàn)實的專業(yè)實訓(xùn)環(huán)境以及校企融合的實訓(xùn)師資為學(xué)校專業(yè)發(fā)展的一級核心，向?qū)W校和企業(yè)的實訓(xùn)業(yè)務(wù)、向教師和學(xué)生的實操練習(xí)賦能。