海光美 季明麗 王愷

【摘要】增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)將教學(xué)內(nèi)容與真實(shí)環(huán)境相結(jié)合，更利于學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的吸收和理解。論文討論了利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)組織高職《安全防范技術(shù)》課程教學(xué)的思路，可作為此專業(yè)其他課程的參考。

【關(guān)鍵詞】增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù) 高職 安全防范技術(shù)

【基金項(xiàng)目】2017年江蘇省教育信息化研究立項(xiàng)課題，課題編號(hào)20172026。

【中圖分類號(hào)】G71 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）46-0251-01

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Augmented Reality）是將計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的文本、圖像以及虛擬3D模型、視頻或場(chǎng)景等信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地疊加到用戶所感知到的真實(shí)世界中的一種技術(shù)，用這種方式將虛擬環(huán)境和真實(shí)環(huán)境連接起來，從而提高使用者對(duì)現(xiàn)實(shí)世界信息的感知能力。

在建筑智能化工程技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)中，AR較 VR（Virtual Reality）更具有優(yōu)勢(shì)。因?yàn)閂R呈現(xiàn)的場(chǎng)景全部是計(jì)算機(jī)生成的虛擬畫面，而AR是利用附加的文字或圖片等信息對(duì)周圍的真實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行動(dòng)態(tài)增強(qiáng)。事實(shí)上，建筑智能化工程技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)等的高素質(zhì)技能人才，無論施工還是維護(hù)，都要基于現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作性的工作，若能將教學(xué)內(nèi)容與真實(shí)環(huán)境相對(duì)比和結(jié)合無疑更利于學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的吸收和理解。

1.建筑智能化工程技術(shù)專業(yè)《安全防范技術(shù)》課程

《安全防范技術(shù)》課程是研究安全防范系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)、原理與工程實(shí)施的一門課程，是建筑智能化工程技術(shù)專業(yè)的核心專業(yè)課程，主要教授安全防范系統(tǒng)工程的基本知識(shí)、基本理論和基本技能，使學(xué)生能夠勝任相關(guān)工作崗位。

該課程一般在建筑智能化工程技術(shù)二年級(jí)開設(shè)，此時(shí)學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了相關(guān)電氣專業(yè)基礎(chǔ)課，為專業(yè)核心課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，對(duì)就業(yè)方向和崗位希望有更深入的了解，能夠熟練應(yīng)用各種網(wǎng)絡(luò)終端，對(duì)于信息化技術(shù)及信息化教學(xué)方式比較歡迎。

2.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在《安全防范技術(shù)》教學(xué)中的應(yīng)用

2.1教學(xué)需求分析

傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，教師在教室集中授課，學(xué)生無法在立體直觀的建筑空間內(nèi)隨心所欲地探索，也就無法深刻理解建筑物對(duì)相關(guān)設(shè)備的需求，從而不能掌握智能化設(shè)備在不同建筑空間的選擇和使用，這不符合建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，不利于達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

如果能夠利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在真實(shí)建筑環(huán)境中將安全防范技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品虛擬呈現(xiàn)，使學(xué)生能夠在設(shè)備上設(shè)置、操作虛擬產(chǎn)品，必將使他們對(duì)于相關(guān)知識(shí)和技能有更直觀、更深刻的體驗(yàn)。教師通過設(shè)計(jì)適合的教學(xué)活動(dòng)，使學(xué)生參與其中，也更加符合“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，易于實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

2.2技術(shù)準(zhǔn)備

實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的基本條件包括硬件和軟件兩個(gè)部分。

（1）硬件。即顯示設(shè)備。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)融合技術(shù)可以顯示出視頻、聲音、動(dòng)畫等多媒體，當(dāng)前有頭戴式、投影式和移動(dòng)終端顯示器。出于可攜帶、易操作的考慮，可選用頭戴式設(shè)備，如Real Seer Dk1眼鏡，或移動(dòng)終端智能手機(jī)。

（2）軟件。要實(shí)現(xiàn)的功能包括以下四個(gè)。

3D模型構(gòu)建：構(gòu)建能夠在真實(shí)場(chǎng)景中呈現(xiàn)的安全防范技術(shù)產(chǎn)品的立體模型，如入侵報(bào)警系統(tǒng)中的入侵報(bào)警探測(cè)器、視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)中的攝像機(jī)，門禁系統(tǒng)中的讀卡器等。

場(chǎng)景構(gòu)建：想要增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)景具有動(dòng)態(tài)效果，除了完成識(shí)別圖與虛擬效果的識(shí)別配置外，還要分析虛擬效果與真實(shí)環(huán)境以及識(shí)別圖之間關(guān)系。

識(shí)別定位：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的原理是通掃描識(shí)別圖調(diào)出相對(duì)應(yīng)的虛擬物體疊加在指定位置，從而產(chǎn)生虛實(shí)結(jié)合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)信息的效果。這一動(dòng)作的前提是先在計(jì)算機(jī)中指定出一個(gè)識(shí)別圖和對(duì)應(yīng)虛擬效果，所識(shí)別的可以是三維立體物體也可以是平面圖形，通過顯示設(shè)備攝像頭與識(shí)別目標(biāo)相對(duì)位置和方向的改變，顯示的虛擬物體也隨之改變。

交互手勢(shì)：完成前三項(xiàng)基本條件后才可以實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)需要考慮到顯示設(shè)備攝像頭、識(shí)別圖、虛擬效果、交互手勢(shì)四者的關(guān)系，交互手勢(shì)的設(shè)計(jì)使學(xué)生能夠操控設(shè)備模型。

2.3教學(xué)實(shí)施

以模塊“入侵報(bào)警探測(cè)器”的學(xué)習(xí)為例。

在課前，教師在課程學(xué)習(xí)平臺(tái)上發(fā)布任務(wù)“入侵報(bào)警探測(cè)器的選擇和使用”，明確課堂任務(wù)是為授課教室選擇并安裝入侵報(bào)警探測(cè)器；并將入侵報(bào)警探測(cè)器相關(guān)PPT、微課、視頻等素材上傳，發(fā)布理論知識(shí)測(cè)試，要求學(xué)生在課前完成。

課堂上，教師首先根據(jù)課前測(cè)試情況將學(xué)生分組，明確小組任務(wù)，并講解、強(qiáng)調(diào)任務(wù)實(shí)施過程。然后每組分發(fā)一套增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備，小組討論具體學(xué)習(xí)方案，確定具體學(xué)習(xí)步驟。接下來，每個(gè)小組根據(jù)各種入侵報(bào)警探測(cè)器的特點(diǎn)利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在空間感受、嘗試，直觀地體會(huì)不同種類探測(cè)器安裝使用時(shí)的不同，也注意區(qū)分同一種探測(cè)器不同性能參數(shù)對(duì)于探測(cè)效果的影響。以任務(wù)的形式整合教學(xué)內(nèi)容，可以讓學(xué)生帶著明確的目的去學(xué)習(xí)，有利用達(dá)成教學(xué)目標(biāo)；在任務(wù)實(shí)施過程中引入增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，便于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，克服實(shí)訓(xùn)條件、建筑環(huán)境的限制，使學(xué)生充分地體驗(yàn)、感受，然后從自身的體驗(yàn)出發(fā)，自主總結(jié)、獲得經(jīng)驗(yàn)。

3.總結(jié)

將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)用于《安全防范技術(shù)》課程教學(xué)，可以克服教學(xué)環(huán)境、設(shè)備條件的限制，便于學(xué)生基于自身體驗(yàn)自主探索、學(xué)習(xí)，符合“以學(xué)習(xí)者為中心”的教學(xué)理念，有利于提高教學(xué)效率，改善教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]江自昊.基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的學(xué)具的開發(fā)與實(shí)現(xiàn)[J].蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2018.3

[2]李殷.基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的“武漢旅游”APP設(shè)計(jì)研究[D].湖北工業(yè)大學(xué)，2018.5

作者簡(jiǎn)介：

海光美（1983-），女，河南扶溝人，碩士，研究方向：電氣自動(dòng)化，建筑智能化。