AR技术在高职水利专业核心课程中的应用

2020-01-17徐燕星

黑龙江科学 2020年23期

徐燕星

(江西水利职业学院，南昌 330013)

高职水利专业课程教学有很强的职业性特点，传统教学方式无法取得较好的教学效果。目前，有关AR技术在高职水利专业核心课程教学中的应用研究较少。考虑到AR技术是将虚拟物体整合到现实世界的先进技术，于是将AR技术应用到高职水利专业核心课程教学当中，以改善教学质量，优化教学方式，丰富相关理论研究。

1 高职水利工程专业课程教学现状

高职水利工程专业以培养能够掌握水利工程施工技术的高级技术应用型人才为目标。以水工建筑物为例，该课程是水利工程专业中的基础课程，需要学生掌握各类水工建筑物的特点、作用等内容。这些内容往往是学生平常生活中难以接触到的，还要求学生具有一定的空间想象力和组合能力。目前，该课程教学过程中存在理论内容较多、教学方式单一、教学内容陈旧等问题，亟需通过改进教学方法来提升教学质量。水利工程专业课程教学重视理论与实践相结合，但由于水利工程存在季节性、复杂性、建筑材料多样性、工程建设周期长、质量要求高、工作环境艰苦等特点，致使实践教学的开展存在较大困难[1]。

为保证水利工程专业教学能够满足社会对人才的需求，在人才培养方案修订过程中以及备课过程中，教师会不断更新课程内容，讲解新技术、新规范。但在传统教学模式下，对于从未体验过的技术或操作规范，仅凭一些图片或视频，学生或许能够听懂教师的讲解，但难以形成系统性认识，无法彻底掌握教学知识点，学生学习效果不佳，难以将所学知识学以致用，导致教师的教学积极性不高。对此，需加快课程教学改革，改进教学方式，提高教学效果。

2 AR技术在教学中的优势

AR技术是继多媒体网络技术之后出现的新技术，能够将计算机生成的虚拟物体叠加到真实世界的场景中，将真实与虚拟世界无缝集成。该技术具有实时交互性，可以在三维空间中添加定位虚拟物体。AR技术能够为高职水利工程专业课程教学提供强大的技术支持，能丰富学习资源表现形式，构建真实学习场景。AR用户通常仅需平板电脑或配置摄像头的电脑，不需佩戴沉重的头盔等设备，为用户学习带来了很大便利。

随着AR技术的迅速发展，它可以支持多种学习软件，创建小程序，使学生在真实情境中进行直观学习[2]，为教师教学与学生理解带来了很大便利。在高职水利专业课程中，AR技术能将难以用语言表述的知识以直观生动的方式进行呈现，为学生带来身临其境的感觉，有效提高了学习深度。AR技术还具有跨时空限制等特点，增强了学习的趣味性，能提供可触摸实践场景，使学习者可以自主构建知识体系。AR技术的人机互动让学生在真实情境中学习，使学习更加准确高效。水利工程专业实践教学可以利用AR技术为学生立体展现出水利工程全貌以及建筑物施工过程，加深学生对专业知识的记忆。

3 AR技术在高职水利工程专业课程教学中的应用

水利工程是多工种协同操作的综合学科，由于工程建设周期长，学生在专业学习中只能参观，无法通过实践操作掌握具体施工工艺，致使实践教学中存在很多问题。教育部《关于高校深化教育教学改革的指导意见》指出，要推进信息化实践教学平台建设，利用信息技术实现教学资源开发共享。AR技术为高职水利工程专业课程教学发展带来了新的机遇[3]。

将AR技术应用在高职水利工程教学中时，应注意与传统教学方式相结合，提升专业课程教学效果。要紧密结合水利工程专业实践性强的特点，在课程教学改革中重点完成AR技术的人机交互，本着教学做一体化的理念为课程实践教学提供保障。应用AR技术应满足专业综合实践教学要求，实现专业与职业岗位的对接，充分进行教学互动。根据新形势下的高职水利工程专业人才培养方式，融入AR技术的教学改革应以学生为中心，为学生提供全方位的理论实践教学资源，指导学生综合利用所学专业知识，为企业输送合格的应用型技术人才。

以水利水电工程施工技术课程为例，该课程是专业岗位群的专业课。水工建筑物类型多样，水利水电工程原型尺寸较大，采用室内物理模型不利于面向全体学生开展教学与实践指导。而基于AR技术的水利工程施工技术课程则包括虚拟项目施工及运行管理等专业内容，建立了多个水利工程背景环境，以不同形式来讲解工程各部分的构造组成，可通过3D图形对比形象展现出工程模型，并配合语音文字展示使学生直观对构件构造进行深入理解。

以典型水利工程项目为基础，虚拟化原始地物地貌，按照实际建设程序完成工程项目，学生可通过选择扮演相应角色并按照职业标准、业务流程等来完成虚拟工作任务。虚拟工程在不同建设时期会出现一些常见的施工技术问题，需在水利工程管理中加入工程运行等相关内容，在虚拟项目运行管理中加入养护维修等相关内容，使学生模拟实际的水利调度管理。虚拟设备的加入解决了学生不能参与工程建设管理的问题，让学生能够深入了解水利工程各项工作的重要性。