基于MAR的教學(xué)模式改革研究

劉慧

[摘 要]項(xiàng)目組從房地產(chǎn)開發(fā)與經(jīng)營(yíng)課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題分析出發(fā)，探究了現(xiàn)有房地產(chǎn)開發(fā)與經(jīng)營(yíng)課程改革研究現(xiàn)狀，對(duì)AR技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了較為詳盡的文獻(xiàn)研究?；诖?，項(xiàng)目組提出了基于移動(dòng)終端增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的課程教學(xué)改革設(shè)想，最后從課程內(nèi)容、組織形式、考核方式等方面介紹了教學(xué)模式改革內(nèi)容。

[關(guān)鍵詞]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí);移動(dòng)終端;教學(xué)模式;房地產(chǎn)開發(fā)與經(jīng)營(yíng)

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2021）02-0078-03

房地產(chǎn)行業(yè)是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的支柱性產(chǎn)業(yè)。當(dāng)前，房地產(chǎn)企業(yè)是工程管理學(xué)生的重要就業(yè)方向之一，學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的需求高，企業(yè)及社會(huì)對(duì)學(xué)生相關(guān)素養(yǎng)的期待值也相應(yīng)提高。此外，房地產(chǎn)開發(fā)與經(jīng)營(yíng)課程具有系統(tǒng)性強(qiáng)、高度專業(yè)化、與實(shí)踐結(jié)合緊密等特點(diǎn)[1]，這些均為該課程教學(xué)效率的提高帶來了挑戰(zhàn)。研究顯示，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Augmented Reality， AR）應(yīng)用于教育領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，能夠大幅度地提高學(xué)習(xí)效果。鑒于其可獲取性、技術(shù)成熟性、操作簡(jiǎn)便性、實(shí)施效果優(yōu)良性等特點(diǎn)，本項(xiàng)目提出選用AR移動(dòng)端顯示設(shè)備作為主要媒介，即基于移動(dòng)終端的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Mobile Based Augmented Reality， MAR）技術(shù)，對(duì)房地產(chǎn)開發(fā)與經(jīng)營(yíng)課程進(jìn)行教學(xué)模式改革，以期實(shí)現(xiàn)知識(shí)模塊的3D增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)呈現(xiàn)、案例教學(xué)的沉浸式生動(dòng)體驗(yàn)，拓展學(xué)習(xí)空間，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)“聽課”到“參與課程”的轉(zhuǎn)換，提升教學(xué)質(zhì)量，提高教師的授課滿意度，并最終為推動(dòng)智慧化教學(xué)模式的實(shí)現(xiàn)貢獻(xiàn)力量。

一、房地產(chǎn)開發(fā)與經(jīng)營(yíng)課程教學(xué)現(xiàn)狀問題

以鄭州大學(xué)管理工程學(xué)院工程管理專業(yè)為例，房地產(chǎn)開發(fā)與經(jīng)營(yíng)專業(yè)為學(xué)院必修課，學(xué)時(shí)32課時(shí)，學(xué)分為2學(xué)分，針對(duì)工程管理專業(yè)本科三年級(jí)學(xué)生開設(shè)，課程教學(xué)存在以下主要問題。

（一）主動(dòng)性不強(qiáng)、積極性不高

房地產(chǎn)開發(fā)與經(jīng)營(yíng)課程內(nèi)容涉及面廣，知識(shí)點(diǎn)多且雜，需要運(yùn)用系統(tǒng)性思維將知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)，構(gòu)建學(xué)生內(nèi)在的知識(shí)體系。然而，限于學(xué)生主動(dòng)性匱乏、積極性欠缺等問題，學(xué)生經(jīng)常難以跟上課堂授課節(jié)奏，知識(shí)節(jié)奏的脫節(jié)又加劇了主動(dòng)性及積極性的丟失，嚴(yán)重影響了該課程的授課效果。

（二）學(xué)生習(xí)慣記憶性學(xué)習(xí)而非思考性學(xué)習(xí)

基于觀察與調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生習(xí)慣于記憶性學(xué)習(xí)，宏觀性決策管理思維不夠健全，知識(shí)體系不系統(tǒng)。在這種情況下，“問題導(dǎo)向型”授課思路將可能導(dǎo)致這部分知識(shí)基礎(chǔ)不扎實(shí)的學(xué)生跟不上課程教學(xué)節(jié)奏，不能獲得課程預(yù)期收益。因此，亟須設(shè)計(jì)一種新型的授課模式，讓學(xué)生身臨其境，面對(duì)問題自行分析尋找解決思路，能夠主動(dòng)性地為這一過程健全相關(guān)知識(shí)體系。

（三）教材內(nèi)容較為陳舊，案例素材不夠健全

該課程與實(shí)踐結(jié)合度高，課程設(shè)計(jì)需緊密聯(lián)系實(shí)際。傳統(tǒng)教材上的案例分析素材內(nèi)容較為陳舊、完整性不足，分析過程較為晦澀難懂，學(xué)生在參與學(xué)習(xí)的過程中往往流于形式，效果欠佳。因此，需要設(shè)計(jì)多元化、創(chuàng)新性的講課模式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與到課程設(shè)計(jì)與實(shí)施學(xué)習(xí)過程中。

（四）授課內(nèi)容無(wú)法生動(dòng)體現(xiàn)

鑒于課程的系統(tǒng)綜合性強(qiáng)、具有高度專業(yè)性及實(shí)踐結(jié)合度高等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的PPT、板書講授方式已無(wú)法滿足該課程講授的需求。多媒體教學(xué)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(xué)習(xí)深度欠佳，并不能完全解決傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題。

二、房地產(chǎn)開發(fā)與經(jīng)營(yíng)課程教學(xué)改革研究現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)外高校的工程管理類專業(yè)已開展了大量相關(guān)的教學(xué)實(shí)踐與創(chuàng)新。在課程體系方面，基于卓越工程師計(jì)劃、執(zhí)業(yè)勝任力標(biāo)準(zhǔn)、工程過程導(dǎo)向等多種理念的課程體系改革方式，核心是在扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升學(xué)生的動(dòng)手與解決問題能力。在教學(xué)方法與手段方面，近年來突出的表現(xiàn)是信息技術(shù)對(duì)原有課程內(nèi)容與教學(xué)過程的滲透與植入，在工程的設(shè)計(jì)、分析、仿真、VR教學(xué)等方面的實(shí)踐教學(xué)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步[2]。同濟(jì)大學(xué)的大工程實(shí)踐驅(qū)動(dòng)的工程管理精英人才“四元耦合”創(chuàng)新培養(yǎng)模式、東南大學(xué)的現(xiàn)代工程管理人才“一體兩翼”型專業(yè)核心能力培養(yǎng)的研究與實(shí)踐、重慶大學(xué)的基于知識(shí)體系同和理念的漸進(jìn)式一體化工程管理專業(yè)教學(xué)與實(shí)踐體系等是近年來較為典型的成果[3]。為了使畢業(yè)生的能力與快速變化的房地產(chǎn)行業(yè)相適應(yīng)，國(guó)內(nèi)開設(shè)房地產(chǎn)開發(fā)與管理專業(yè)院校的實(shí)踐教學(xué)中，大多采用了CDIO、仿真實(shí)驗(yàn)、工作坊等多種新的實(shí)踐教學(xué)模式與方法，以促進(jìn)學(xué)生能力的習(xí)得[3]。“四元教學(xué)設(shè)計(jì)模型”“混合式教育模式”“翻轉(zhuǎn)課堂”“問題教學(xué)法”“哈克尼斯教學(xué)法”等也在房地產(chǎn)開發(fā)與經(jīng)營(yíng)課程中得到踐行[4-5]。

長(zhǎng)期以來，房地產(chǎn)專業(yè)教學(xué)中涉及的建造、金融 、企業(yè)管理、市場(chǎng)營(yíng)銷等實(shí)務(wù)課程的教學(xué)大都以課堂講授為主，學(xué)生不能接觸到實(shí)際的工程實(shí)例與工作環(huán)境，給學(xué)生就業(yè)后的職業(yè)勝任力帶來障礙。面對(duì)土地獲取、市場(chǎng)調(diào)查、投資分析、產(chǎn)品研究、招投標(biāo)、施工、營(yíng)銷、物業(yè)管理的長(zhǎng)距離生產(chǎn)鏈，每一個(gè)環(huán)節(jié)都將存在著大量的現(xiàn)實(shí)問題，能否解決這些問題恰恰是學(xué)生能否實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)”的關(guān)鍵。因此，實(shí)踐教學(xué)模式，可以有效地實(shí)現(xiàn)過關(guān)問題的能力要素和知識(shí)單元間的聯(lián)結(jié)，讓學(xué)生在發(fā)現(xiàn)、解決、總結(jié)過關(guān)問題的過程中提升實(shí)踐技能[3]。但實(shí)踐教學(xué)在實(shí)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(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，無(wú)法提高學(xué)生參與度并達(dá)到預(yù)期課程效果。21世紀(jì)的學(xué)生被稱為數(shù)字原生代， 他們習(xí)慣依賴信息技術(shù)開展社會(huì)活動(dòng)和交流， 依靠APP表達(dá)自我。針對(duì)這一代學(xué)生習(xí)慣于碎片化、信息化學(xué)習(xí)的特點(diǎn)， 如何以他們?yōu)橹行闹亟M教學(xué)過程， 切實(shí)提高教學(xué)效率、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境、提高教學(xué)效果，是房地產(chǎn)開發(fā)與經(jīng)營(yíng)課程教學(xué)改革的目標(biāo)和核心[5]。

三、基于MAR的教學(xué)模式改革設(shè)想

（一）AR在教育領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展?jié)摿?/p>

隨著人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)學(xué)習(xí)空間已無(wú)法滿足學(xué)習(xí)者的需求。無(wú)縫連接虛實(shí)環(huán)境，為學(xué)習(xí)者提供沉浸式人機(jī)、人人交互，實(shí)現(xiàn)情景化教學(xué)、泛在學(xué)習(xí)、個(gè)性化的學(xué)習(xí)空間得到越來越多的關(guān)注。在眾多新興技術(shù)中， AR技術(shù)與教育結(jié)合緊密[6]，并被著名教育領(lǐng)域組織NMC（The New Media Consortium）稱為2009—2016年間最具潛力的六種技術(shù)之一。

AR通過實(shí)時(shí)地計(jì)算攝影機(jī)影像的位置及角度，將虛擬的模型與現(xiàn)實(shí)環(huán)境疊加融合并在屏幕中進(jìn)行顯示，給用戶以虛實(shí)融合的觀感體驗(yàn)并能產(chǎn)生互動(dòng)[7]。AR技術(shù)最早由美國(guó)麻省理工學(xué)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(fā)布了AR開發(fā)平臺(tái)ARKit和ARCore，兩大科技巨頭在AR技術(shù)上的開放態(tài)度，加速了移動(dòng)端AR應(yīng)用的開發(fā)速度[10]。國(guó)內(nèi)百度、騰訊、阿里等科技巨頭都在自己旗下的App上線AR體驗(yàn)入口，眾多中小型科技公司也正在通過ARKit、ARCore等開發(fā)平臺(tái)研發(fā)更多創(chuàng)新性的AR應(yīng)用[11]。隨著iOS、Android兩大操作系統(tǒng)對(duì)AR技術(shù)的適配升級(jí)，以及移動(dòng)終端設(shè)備的運(yùn)算能力提升，國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了許多以移動(dòng)終端定位和狀態(tài)感知、虛擬模型處理展現(xiàn)技術(shù)為基礎(chǔ)的AR應(yīng)用，市場(chǎng)上多個(gè)億級(jí)用戶量的APP也接入了AR SDK，這些都使得普通用戶體驗(yàn)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(guó)內(nèi)外對(duì)于AR技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)領(lǐng)域的研究逐漸增多，研究人員相繼做出了一些教學(xué)產(chǎn)品并在多個(gè)學(xué)科開展教學(xué)實(shí)踐。最早將AR技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)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(nèi)容制作的3D場(chǎng)景和動(dòng)畫[12]。Kaufmann等人利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)將簡(jiǎn)單的幾何模型展示在真實(shí)環(huán)境中，來建立師生之間的教學(xué)互動(dòng)[13]。Lin等人通過研究發(fā)現(xiàn)，由于AR技術(shù)在對(duì)碰撞過程和規(guī)律的具體、形象的展示，使得教學(xué)過程中使用AR軟件比傳統(tǒng)的2D教學(xué)軟件在教學(xué)效果上有明顯的提升[14]。基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境的架構(gòu)，蔡蘇、宋倩等人設(shè)計(jì)了一套增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)概念演示書——未來之書，用戶通過簡(jiǎn)單的設(shè)備即可感受書籍中所描述的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景[15]。Cai等基于AR技術(shù)設(shè)計(jì)了多個(gè)化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的操作實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以通過自然交互的方式對(duì)虛擬的微觀分子、原子進(jìn)行操作[16]。Ak?ay?r檢索了SSCI中關(guān)于AR應(yīng)用于教育領(lǐng)域的68篇文章并進(jìn)行了內(nèi)容分析，指出AR技術(shù)應(yīng)用于教育領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，能夠大幅度地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果[17]。

（二）AR技術(shù)及終端設(shè)備

實(shí)現(xiàn)AR的硬件要素包括計(jì)算機(jī)、顯示設(shè)備、攝像機(jī)、跟蹤與傳感設(shè)備、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)達(dá)到的精確程度和沉浸程度的不同，顯示設(shè)備可以是頭戴式顯示設(shè)備、桌面顯示設(shè)備、移動(dòng)端顯示設(shè)備。

1.頭戴式顯示設(shè)備

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

2.桌面顯示設(shè)備

桌面顯示設(shè)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(qiáng)場(chǎng)景圖片。但桌面終端設(shè)備具有很多局限性，沉浸式體驗(yàn)不是其優(yōu)勢(shì)。固定性等特性決定其在與環(huán)境融合方面效果較差。

3.移動(dòng)端顯示設(shè)備

移動(dòng)端顯示設(shè)備主要以智能手機(jī)為主，目前大多數(shù)手機(jī)設(shè)備都已經(jīng)滿足AR應(yīng)用運(yùn)行的硬件和系統(tǒng)要求。移動(dòng)端顯示設(shè)備多采用移動(dòng)設(shè)備和以移動(dòng)終端定位與狀態(tài)感知、多媒體信息處理與展現(xiàn)（3D）技術(shù)為基礎(chǔ)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用相結(jié)合的方式。目前支持AR的移動(dòng)端應(yīng)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(jī)攝像頭獲取現(xiàn)實(shí)世界影像，通過手機(jī)在現(xiàn)實(shí)世界上疊加虛擬形象的形式，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的特殊顯示效果。

四、基于MAR的教學(xué)模式改革內(nèi)容

房地產(chǎn)開發(fā)與經(jīng)營(yíng)是一門實(shí)踐性和應(yīng)用型很強(qiáng)的課程，課程所包含的內(nèi)容較廣，重復(fù)性、交叉性較高。作為一門應(yīng)用學(xué)科，房地產(chǎn)的專業(yè)知識(shí)更新速度非?？欤瑔我坏母咝I(yè)教育無(wú)法滿足整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈人才需要的多層次性、多樣性，導(dǎo)致高校培養(yǎng)鏈不能匹配房地產(chǎn)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈[2]。學(xué)生能力培養(yǎng)的關(guān)鍵即將結(jié)構(gòu)化的知識(shí)轉(zhuǎn)化成解決真實(shí)問題的能力。這也與知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，智慧教育對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性高素質(zhì)培養(yǎng)的理念相一致。基于MAR在實(shí)踐教學(xué)中創(chuàng)設(shè)一定的情境，將真實(shí)存在的一系列問題轉(zhuǎn)化為認(rèn)知任務(wù)被認(rèn)為是可行的。

（一）課程內(nèi)容的改革

以往教材重理論，很多知識(shí)浮于表面，學(xué)生無(wú)法深刻獲取文字背后的知識(shí)信息，且案例分析也不夠深刻，系統(tǒng)性、邏輯性均不強(qiáng)。好的課程教學(xué)改革首先應(yīng)從教材/教學(xué)資料入手，使所授知識(shí)更加具象、與企業(yè)實(shí)踐緊密結(jié)合，將知識(shí)或案例利用AR進(jìn)行虛擬呈現(xiàn)，學(xué)生可利用移動(dòng)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(jìn)行討論與設(shè)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(dòng)終端webcan掃描即可使教材內(nèi)容在空中立體成像。

（二）教學(xué)考核方式的改革

聘用在校研究生、博士生等作為助教，實(shí)時(shí)關(guān)注與記錄學(xué)生在線上線下的課堂表現(xiàn)情況，從課堂問題提問、互動(dòng)、反饋、解決問題能力等角度對(duì)學(xué)生課中表現(xiàn)進(jìn)行記錄與評(píng)分，大幅壓縮最后考核成績(jī)占比。

五、結(jié)語(yǔ)

AR技術(shù)應(yīng)用于教育領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，鑒于其可獲取性、技術(shù)成熟性、操作簡(jiǎn)便性、實(shí)施效果優(yōu)良性等特點(diǎn)。本文結(jié)合房地產(chǎn)開發(fā)與經(jīng)營(yíng)課程教學(xué)及教改現(xiàn)狀和存在問題，提出基于MAR對(duì)該課程進(jìn)行教學(xué)模式改革，并從課程內(nèi)容、組織形式、考核方式等方面介紹改革內(nèi)容。該教學(xué)模式改革旨在實(shí)現(xiàn)知識(shí)模塊的3D增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)呈現(xiàn)、案例教學(xué)的沉浸式生動(dòng)體驗(yàn)，從而提升教學(xué)質(zhì)量，提高教師的授課滿意度，并最終為推動(dòng)智慧化教學(xué)模式的實(shí)現(xiàn)貢獻(xiàn)力量。

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[責(zé)任編輯：劉鳳華]