【摘要】? ? AR技術融入教育行業(yè)，給教學過程帶來新變化。根據(jù)學校教學現(xiàn)狀，汽修專業(yè)人數(shù)多、實訓課程工位少，教師選取任務難度不適宜的現(xiàn)狀，研究AR交互教學模式，利用AR技術優(yōu)勢，增強學生的立體理解。采用AR教學實驗班開展研究，教師將工作任務導入構建AR教學輔助軟件，驗證AR技術在汽修課程教學中的應用效果。

【關鍵詞】? ? 增強現(xiàn)實（AR）技術? ? 汽修課程? ? 中職教學

增強現(xiàn)實技術，英文全稱：Augmented Reality（簡稱“AR”），是一種將虛擬信息與真實世界巧妙融合的技術，廣泛運用了多媒體、三維建模、實時跟蹤及注冊、智能交互、傳感等多種技術手段，將計算機生成的文字、圖像、三維模型、音樂、視頻等虛擬信息模擬仿真后，應用到真實世界中，兩種信息互為補充，從而實現(xiàn)對真實世界的“增強”[1]。 AR是滿足三維基本特征的系統(tǒng)，AR能彌合真實與虛擬對象差距。計算機的迅速發(fā)展，也帶來了AR技術的成熟，它的身影也慢慢地出現(xiàn)在教育行業(yè)里，如市場上隨處可見的AR童書。

一、中職汽修課程AR教學概述

中等職業(yè)學校培養(yǎng)的學生是面向職業(yè)的，需要學習技術技能類實踐課。AR技術引入中職課堂，需要幫助教師解決技術技能的操作演示，近年各地有師資培訓中心通過組織教師培訓，讓越老越多老師認識了AR，也學習了AR的設計運用。如廣東省2020年職業(yè)院校教師素質(zhì)提高計劃培訓里就有項目是關于汽車專業(yè)增強AR現(xiàn)實資源開發(fā)與信息化教學應用。故此，我校汽修專業(yè)設立實驗班開展起AR教學。

1.1我校汽修課程教學現(xiàn)狀

AR教學實驗班來源自汽修專業(yè)2年級，學生有大量的工學一體化課程，接受做中學，學中做的模式。但班里人數(shù)是42人，非小班教學，教學資源分配上捉襟見肘，實訓工位無法同時滿足要求，造成教學效率低，其他學生缺乏實車訓練降低參與學習興趣。

1.2汽修專業(yè)AR教學的優(yōu)勢

AR教學能加強學生對知識的深層理解。它可提升學生對概念的學習進度，讓抽象概念變得具體化，讓圖片轉(zhuǎn)化為三維立體模型，AR教學輔導工具可使不理解文本學習材料的學生受益，降低學生學習知識的難度。

AR教學能降低場地工位不足對教學的制約。很多實訓課程教學受到場地設備等影響，學生平均接觸工位的時間較短，造成教學效果不理想。譬如發(fā)動機課，2人/工位，這對場地大小與臺架數(shù)目要求都很高，現(xiàn)將汽車部件（如發(fā)動機）虛擬現(xiàn)實技術形象化導入AR軟件后，學生利用AR教學輔導工具則可以隨時隨地將發(fā)動機具現(xiàn)化出來，進行拆裝演示操作或認知各部件的位置與形狀。

AR教學可以給老師提供新的表達方式。AR系統(tǒng)使教學內(nèi)容生動化，在缺少汽車類設備的情況下，教師利用形象的AR數(shù)字資源進行課堂教學，擺脫PPT類課件的平面化教學。

學校的教學環(huán)境里，加入這種AR技術的教學十分創(chuàng)新，特別是在新能源汽車崛起的時代，舊的教學資源已經(jīng)不能滿足教學，教師能根據(jù)實際需求，更好地設計、實施增強現(xiàn)實汽車教育項目，以滿足智能社會的發(fā)展和信息時代的需要。

二、中職汽修課程AR教學理念

中職汽修課程AR教學遵循“以學生為主體，以學生為中心”的教學理念[2]。課堂里沿用工作任務導向教學法，培養(yǎng)學生崗位意識，結(jié)合原來的實訓設備和新添加的AR等數(shù)字資源，學生可自主學習。通過對教學的交互模式進行改變，將部分師生間的交互引導為學生與AR軟件的交互，同時也做好分組，鼓勵小組成員間的交互，老師可以有更多時間巡邏實訓室，優(yōu)化課堂教學效果。

學生與AR軟件的交互主要體現(xiàn)在：對理論知識的學習，學生不必閱讀教材中大段文字描述，直接借助軟件里的手機攝像頭掃描圖片可出現(xiàn)視頻演示，學生更利于記憶，同時學生可以放大、旋轉(zhuǎn)觀看零件及工具的 3D 模型;對實操技能的學習，不必圍繞工位看教師演示，直接用 AR 識別軟件進行掃描圖片，出來相關實操步驟的動畫，認識相關工具的使用，看不懂的可以選擇反復觀看[3]。

三、中職汽修課程AR教學應用

中職汽修課程融合AR教學資源，教師可根據(jù)學生的實際能力，AR教學資源的可用性，從中職專業(yè)課程教學內(nèi)容層面出發(fā)，組織課程內(nèi)容，投入設計AR教學輔助軟件。AR教育可以提高任務導向法的參與度，引導學生利用AR軟件進行課程學習，以App的形式將AR技術引入到汽修課程教學中，能夠切實為師生帶來極大的便利，增強學生對知識的理解和對學習的興趣。

3.1組織課程內(nèi)容

根據(jù)我校汽修專業(yè)人才培養(yǎng)方案，發(fā)動機、底盤、電氣設備等課程都需要工學一體化教學。對應的課程需要大量的實訓工位，AR教學內(nèi)容可根據(jù)各種實訓的工作崗位任務進行設計，特別是工位不足的課程內(nèi)容優(yōu)先融入AR教學，化解教學矛盾。而且汽車模型的設計耗時不短，在組織AR教學內(nèi)容時，優(yōu)先組織局部內(nèi)容，如汽車電控課程里的各種傳感器，后期再組織整體內(nèi)容，如整合前期設計完成的各種傳感器加入到整個電控發(fā)動機的框架中，循序漸進地設計3D教學模型，減輕設計初期的工作量。

3.2設計AR教學輔助軟件

為了將AR技術轉(zhuǎn)化為教學資源，教師要做好課前備課，設計好對應課程內(nèi)容的AR教學輔助軟件。簡單步驟如下：第一步，利用三維動畫渲染和制作軟件（3DMAX）制作課程相關的汽車部件模型，模型數(shù)據(jù)來自于實物的真實大小，便于學生產(chǎn)生正遷移;第二步，將對應的模型和教學資源導入實時3D互動內(nèi)容創(chuàng)作平臺（Unity 3D），加入控制按鈕、聲效等要素賦予模型運行、旋轉(zhuǎn)、拆裝等功能，能進行實時互動，產(chǎn)生學習沉浸體驗;第三步，獲取高通Vuforia插件應用權限，設計AR識別圖后，生成對應安卓端或IOS端的輔助軟件。

3.3實施具體教學

以汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)內(nèi)容為例，可設置知識點：發(fā)動機電子燃油噴射系統(tǒng)主要傳感器的形狀和位置;技能點：檢測傳感器的電阻、電壓、波形。教師提前設計好電控發(fā)動機及傳感器3D模型，生成AR輔助軟件，在實訓平臺上實操前，引導學生獨立或分組進入AR軟件里學習與模擬實操。

學生在課堂中應用智能手機或者教學智能平板，打開AR輔助軟件進行人機交互，學習發(fā)動機電子燃油噴射系統(tǒng)的主要部件的理論知識、主要傳感器的位置、實操訓練所需工量具的正確使用方法，配合任務工作頁，完成熟練確認發(fā)動機電子燃油噴射系統(tǒng)主要傳感器位置和主要傳感檢測的教學目標。

四、教學中存在的問題

AR技術教學存在一定局限性，畢竟那都是軟件設計者的“繪制”，并非汽車的本真與全部。其中真中有假，假中有真，真真假假，令人難分，可最終還是“虛擬”的，誠然沒有真實維修汽車的效果。容易使學生“先入為主”，造成對真實知識和現(xiàn)實的偏面認知，若軟件設計時出錯，還可能會讓學生“誤入歧途”！

課程里應用AR教學需要教師過多的備課時間，教師難以快速部署AR內(nèi)容，整個課程下來，需要的模型數(shù)目眾多，設計耗時巨大，非一名老師可以獨立完成，建議申請經(jīng)費聯(lián)合相關教學資源類企業(yè)合作制作。課堂中，教師或?qū)W生發(fā)現(xiàn)AR軟件里的交互界面異常，素材出錯等情況，影響AR軟件的使用，教師難以及時對AR軟件重新編輯。在實際使用中，還需要學校能提供專用的智能平板設備給學生使用，或開放學生使用個人手機的權限，建議是大屏幕的，效果更好。

從AR教學實驗班的嘗試里發(fā)現(xiàn)，AR教學確實方便了“教”與“學”的過程，提高學生的學習興趣，能流暢地在虛擬與真實的環(huán)境中進行互動。但萬事皆有度，AR等先進信息技術是一懸掛在學校和教師頭上的達摩克斯之劍，在教學中當適時應用、適度應用，拒絕濫用，做到以實訓工位實操為主，AR軟件為輔，不能讓學生脫離實際?？萍荚谶M步，在虛擬領域還有更高科技的混合現(xiàn)實（MR）技術，人機交互將逐漸廣泛地應用在教學領域，教師需要主動學習，走在教學創(chuàng)新的大路上。

參? 考? 文? 獻

[1]何思穎.5G背景下VR/AR技術賦能的娛樂產(chǎn)品定價分析[J].大陸橋視野，2020（07）：70-72.

[2]王龍.淺析中職汽修專業(yè)教學方法的創(chuàng)新舉措[J].才智，2016（21）：54.

[3]韓笑.工作任務導向的AR交互在中職課程教學中的應用[D].浙江工業(yè)大學，2020.

羅文政（1984.08），男，漢族，廣東廣州，助理講師，研究方向：汽修教學。