增强现实技术（AR）下建筑初步微课制作之探究

杨梦阳 牛笑 赵兵兵

摘要：在微课辅助下的建筑初步课程具有一定的创新意义，可以使学生在知识点的宽度和深度上得到进一步的提升。本文以此为前提，探讨在制作微课过程中引入增强现实技术（AR），使知识点的讲授实现二维向三维的转化，让学生体验一种形象、灵活、多样的教学模式，既可提高教学质量、增加趣味性，又可使学习轻松，更有效率。

关键词：建筑初步；微课；增强现实技术（AR）；教学模式

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）43-0092-02

建筑初步是建筑学专业设计课的先修课程。笔者在实践教学中引入了微课的形式，使其对建筑初步课程起到辅助的作用。本文以此为切入点，在微课制作中引入增强现实技术（AR），探寻一种丰富、趣味性强、生动的三维立體教学方式，促进建筑初步课程的教学改革向多样化、立体化方向发展。

一、建筑初步二维化教学方式存在的不足

1.抄绘、测绘。建筑初步课程中的抄绘图纸和对小型建筑的测绘部分主要培养学生对建筑方案到施工图纸的认知、绘制能力及对建筑各部分结构的理解能力，需要学生掌握相应的图示语言及图纸中包括的全部内容。在整个学习过程中学生需具有二维、三维相互转化的想象力及观察力，在抄绘中将图纸的二维图示语言落实到实体建筑空间，而在测绘中则需将真实建筑中的各个部分转化成图示语言，学生对于此这部分知识的理解趋于表面，很多结构及细节缺乏想象力，认识深度不够。

2.建筑认知系列。建筑认知系列包括建筑的比例与尺度、初看建筑、建筑形体分析、建筑空间分析四个方面。这项专题训练涉及一些专业课的知识点，根据建筑学专指委的教学计划，该部分专业课在大学二年级开设。因此，教师会对此部分涉及到的新教学内容作以集中讲授，但传统的文字、语言、图片、PPT等二维化的教学手段效果不明显，未达到预期设想。

3.设计与模型制作。设计与模型制作为建筑设计成组训练课奠定基础。此项训练意在激发学生的想象力和创造力以及协调、处理问题的能力，综合前面所学知识，提升动手能力。但从多年的教学实践中发现，对于初学者而言，这部分内容是一个难点，想象力及创造力培养具有一定的难度。

二、微课及增强现实技术（AR）简介

1.微课。微课是当前教育界提倡的一种新型教学方式，其特点关键在于“微”。时间上，一般控制在10分钟左右，与传统的45分钟课堂相比短很多；内容上，主要围绕着某个知识点或者教学环节展开，显得“小而精”；在表现形式上，微课以视频为载体，通过多媒体设备进行播放，数据量很小，以便在网络上分享及传输[1]。微课辅助建筑初步课程，可以调动学生的积极性，与教师保持实时互动，改善学生被动式学习的状况。

2.增强现实技术（AR）。AR技术即增强现实技术，是在虚拟现实的基础上发展起来的一种新的研究领域，是一种将计算机信息所产生的虚拟信息和现实环境有效结合的技术手段，AR技术并不是把使用者与现实世界进行隔离，而是创造出一个有虚有实、虚实结合的空间，将计算机信息所产生的虚拟信息与现实环境不断地进行叠加，在这个空间里面，虚拟物体和真实物体是共同存在的，两者之间紧密联系，相辅相成[2]。

3.增强现实技术（AR）在各领域的应用情况。AR技术的实际应用可遍布娱乐、教育、医疗、建筑、图书出版、家居、旅游、展览、军事、影视、电商等领域。目前，国内主要在游戏领域、图书出版领域应用较广泛，而在教育、建筑等其他领域的应用还没有普及推广。在高校教育的应用最早是在化学教学中，建筑方面则在古迹遗址复原和数字重建领域有所研究。

三、AR技术与微课结合后的全新建筑初步教学模式

传统的建筑初步教学活动，由于其课上学时有限，学生在课后实践操作、完成作业的过程中无法实现实时的课外辅导，使学生对于某些知识点的掌握不够深入，微课辅助建筑初步课程，有效的弥补了不足，将AR技术与微课结合后，则赋予学生更生动、更有趣的学习情境。AR技术会在学生的视野里把通过计算机设计生成的知识内容画面叠加到现实世界中，进而产生互动，给人以超乎现实的感官体验，让我们的教学方式彻底的“活”起来。

1.AR技术与微课结合后的建筑初步应用案例分析。（1）抄绘、测绘。在抄绘和测绘两个环节中，学生对于抽象的平面图、立面图、剖面图、屋顶平面详图、局部构造做法、梁、柱、楼板、楼梯等的设计布局掌握起来均出现了不同程度的理解困难。微课引入AR技术后，学生在课后完成作业进行自主学习时，可参照相应的微课重温知识点，同时将手机摄像头对准施工图纸的平面、立面、剖面等任何一个部分，即可呈现出通过AR增强现实之后的房屋三维模型，通过立体的模型可以看到房屋内的每个构件、局部构造做法及二维图纸对应的各个空间效果，通过链接还可以观看建筑施工作业的视频。在这里，学生针对自己不懂的或想象不到的布局对照三维模型则可直观的体验其立体效果，由此，抽象难懂的知识点通过AR技术的辅助，学习起来更加轻松。（2）建筑认知系列。在分析建筑的比例与尺度时，通过AR技术创建的虚拟世界，向学生展示比例在不同建筑上的应用实例，通过实体建筑去观察具有好的比例关系的建筑、感受体积相同的建筑所体现的不同尺度感，帮助学生进一步理解比例与尺度的内涵；在分析建筑形体与空间时，可以通过微课中的视频讲解使学生了解著名建筑大师及建筑学派的优秀建筑作品，对其建筑形体、空间的设计手法进行学习，同时通过AR技术设计模拟的三维模型与学生进行交互，学生将手机摄像头对准建筑图片，在其视野中出现该建筑的实体模型，学生通过点击各个操作按钮，查看建筑的各个形体、拆分、组合后的效果、内部空间组合的形式以及实体空间，让学生身临其境，在真实与虚拟结合的世界中体验自主学习的乐趣。（3）设计与模型制作。学生对功能分区、建筑空间，形体塑造、内部空间序列等概念的理解非常模糊，在这样的情况下，若利用AR技术与微课结合的模式展开学习，学生则可以利用AR增强现实后的虚拟建筑情境具体感受建筑空间的震撼，功能分区中的流线设计，建筑形体的表达等。当有了这种形象、逼真的体验后，学生会对“设计”产生基本的认知，进而确定方向、深入研究，加上微课对知识点的详细讲解，使其在课后推敲、设计方案时不至于思路混乱，模糊不清。

通過上述三个实例，可以明显看出引入AR技术的微课是教学手段的提升，这种更加活跃、生动、形象、逼真的教学模式对建筑初步课程的辅助应用效果是不言而喻的。

四、结语

在当下的高校教育中大力提倡新技术、新模式的研究与应用，因此改革创新势在必行。AR技术结合微课的教学模式在建筑初步中的应用即是一项创新与探讨，它所强调的自主学习、虚拟情境、交互体验最大的特点就是以学生为中心，加速对知识的传授及理解，同时通过课后微课的重复学习不断加强对知识的巩固。此种教学模式恰当的弥补了传统教学中的不足，适合建筑初步课程的特点与需求，必将会有非常广阔的发展前景和应用，为高校教育领域灌注新鲜血液，引领重大变革。

参考文献：

[1]陈晓春.微课背景下高职院校课堂教学的改革与反思[J].福建电脑，2015，（10）：141.

[2]何苗.AR技术在教育领域的应用研究[J].电脑编程技巧与维护，2014，（24）：14-16.

Abstract：The initial course of architecture with the assistance of micro class has some innovative significance，which can make the students get further improvement in the width and depth of the knowledge point.In this paper，to investigate the augmented reality technology （AR） introduced in the process of making micro class could make the knowledge teaching implementation of 2D to 3D transformation，let students experience a vivid，flexible and diverse teaching mode，which can improve the quality of teaching，make the course more interesting，and also can make learning easier and more efficient.

Key words：Initiatory Architectural；Micro class；Augmented reality technology （AR）；teaching model