楊瑩 天津市建筑工程學(xué)校

●MR技術(shù)簡介與優(yōu)勢(shì)

MR，全稱為Mixed Reality，即混合現(xiàn)實(shí)。混合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本原理，是通過在真實(shí)的環(huán)境中，導(dǎo)入虛擬的場景或相關(guān)的情境信息內(nèi)容，在現(xiàn)實(shí)和虛擬世界中間以及與使用者之間搭起一種能夠相互傳遞信息的回路，以提高和增強(qiáng)使用者在體驗(yàn)過程中的真實(shí)性，同時(shí)具備了信息的互動(dòng)性、構(gòu)想性和實(shí)時(shí)等特征。

混合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（MR）的操作系統(tǒng)一般具有三個(gè)特點(diǎn)：一是融合了虛擬和現(xiàn)實(shí)；二是虛擬的三維；三是即時(shí)的操作。MR技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，要求在一種能夠和現(xiàn)實(shí)世界各種事物相互交互的虛擬環(huán)境中。如果所有事物都是虛擬的，那就是VR的主要領(lǐng)域了。而如果展示出來的虛擬信息只能夠簡單地疊加在實(shí)物上，那就是AR。MR的重點(diǎn)就在于與現(xiàn)實(shí)環(huán)境進(jìn)行交互以及與信息之間有效和及時(shí)的獲取。

●MR虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)理念

筆者所在學(xué)校根據(jù)學(xué)校實(shí)際情況，借助MR技術(shù)，以真實(shí)的建筑施工現(xiàn)場的環(huán)境和信息數(shù)據(jù)作為學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和依據(jù)，建立了真實(shí)的、多樣化的建筑多維信息數(shù)據(jù)模型。學(xué)生借助MR實(shí)訓(xùn)室相配套的硬件設(shè)備，進(jìn)入實(shí)訓(xùn)室內(nèi)，就能夠?qū)W習(xí)各種類型的建筑課程。整個(gè)學(xué)習(xí)流程，以建筑的節(jié)點(diǎn)為線索，合理有效地將建筑場景中的所有元素和要求學(xué)生掌握的知識(shí)點(diǎn)融合在一起，并運(yùn)用簡單且有趣的交互方式，把施工圖文、施工工藝、建筑實(shí)景和視頻等內(nèi)容生動(dòng)有趣地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，使學(xué)生沉浸于虛擬環(huán)境，猶如一對(duì)一帶教學(xué)習(xí)，讓輕松高效的學(xué)習(xí)成為現(xiàn)實(shí)。

MR虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)訓(xùn)中心是以建筑施工專業(yè)為核心，根據(jù)相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)相通、技術(shù)領(lǐng)域相近、職業(yè)崗位相關(guān)、課程資源共享的原則，綜合工程造價(jià)、建筑裝飾、建筑智能化、工程測量等專業(yè)構(gòu)建成“建筑+”專業(yè)群，從而發(fā)揮專業(yè)群的聚集效應(yīng)，以學(xué)科專業(yè)群的建設(shè)帶動(dòng)和促進(jìn)教育教學(xué)資源的優(yōu)化配置。利用VR實(shí)景教學(xué)，讓學(xué)生身臨其境地對(duì)建筑相關(guān)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行沉浸式的學(xué)習(xí)，讓學(xué)習(xí)成為一種樂趣，使實(shí)訓(xùn)教學(xué)更具示范性。

在VR、AR的實(shí)際應(yīng)用和虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室的基本配置等方面，解決了各專業(yè)的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)與課程教學(xué)的實(shí)際需要，克服了專業(yè)課程教學(xué)過程中，學(xué)生對(duì)施工現(xiàn)場看不到、進(jìn)不去、危險(xiǎn)性大、成本高等特殊問題，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)建筑工程項(xiàng)目施工的實(shí)踐能力。

●MR虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)的必要性

在建筑工程相關(guān)專業(yè)的專業(yè)課程教學(xué)中，如建筑工程識(shí)圖、建筑構(gòu)造的教學(xué)，需要給學(xué)生講明白一些細(xì)節(jié)的知識(shí)點(diǎn)。在傳統(tǒng)教學(xué)中是給學(xué)生展示各種實(shí)物的模型，而實(shí)物模型為了便于教師攜帶及在講臺(tái)上展示，其體積都較小，學(xué)生很難看到細(xì)節(jié)，雖然利用多媒體能解決難以觀察到細(xì)節(jié)的問題，但多是以平面或立體的形式展示給學(xué)生，空間感差的學(xué)生還是無法清楚理解。而運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建起的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室，具備了環(huán)境真實(shí)、“身臨其境”感強(qiáng)烈、實(shí)訓(xùn)情境豐富多樣且針對(duì)性強(qiáng)以及安全經(jīng)濟(jì)、可控性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。學(xué)生佩戴MR眼鏡后，可以圍繞著模型觀察各處細(xì)節(jié)，就像是一個(gè)實(shí)物模型放在了每個(gè)學(xué)生的課桌上，學(xué)生們都可以看清模型的所有細(xì)節(jié)。

此外，在“施工技術(shù)”課程和裝配式相關(guān)課程的教學(xué)過程中，很多學(xué)生希望能到建筑工程施工現(xiàn)場去親身感受，但由于課程理論教學(xué)的諸多局限，傳統(tǒng)教學(xué)中只能利用多媒體課件以及相關(guān)視頻讓學(xué)生感受施工工藝流程及注意事項(xiàng)。為了能夠增強(qiáng)學(xué)生的勞動(dòng)意識(shí)及動(dòng)手能力，筆者也嘗試采用一些建筑零件模擬拼裝的教學(xué)方法來輔助教學(xué)，可由于簡化了工作流程，使其與現(xiàn)實(shí)的工作任務(wù)產(chǎn)生了一定的差距。而依靠MR技術(shù)可以支持任務(wù)的場景定位，使學(xué)生感受到虛擬出來的模型是真實(shí)存在的，再加上MR的手勢(shì)和動(dòng)作識(shí)別技術(shù)，可以讓學(xué)生將自身與虛擬模型融為一體，進(jìn)行互動(dòng)，去控制模型的具體位置及其具體方位，輕松完成建筑工程施工中的相關(guān)實(shí)訓(xùn)任務(wù)。

●MR虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)訓(xùn)中心的使用

（1）在施工工藝方面，主要分為BIM建筑施工工藝仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)和BIM建筑裝飾施工仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。學(xué)生分別通過教學(xué)模式、實(shí)訓(xùn)模式對(duì)各項(xiàng)施工工藝進(jìn)行深入學(xué)習(xí)和實(shí)操模擬，最后通過考核完成課程學(xué)習(xí)。

（2）識(shí)圖類即為BIM構(gòu)造空間思維訓(xùn)練系統(tǒng)，分為三視圖投影、建筑構(gòu)造和建筑識(shí)圖。點(diǎn)擊播放教學(xué)視頻即可觀看識(shí)圖方面的形成過程，學(xué)習(xí)和知識(shí)鞏固的過程都是以闖關(guān)游戲的形式開展，促使學(xué)生在游戲的同時(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（3）造價(jià)類有工程算量（手算）綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，分為土建工程和鋼筋工程。教師可以根據(jù)此模塊下的內(nèi)容帶領(lǐng)學(xué)生一起進(jìn)行算量方面的練習(xí)，能夠有效彌補(bǔ)學(xué)生手算能力較弱的問題。

（4）教學(xué)資源主要包括微課、教案、現(xiàn)場實(shí)拍和相關(guān)規(guī)范等。教師可登錄后臺(tái)系統(tǒng)，將自己的教學(xué)微課和相關(guān)的教學(xué)準(zhǔn)備內(nèi)容上傳到PC端，供課堂教學(xué)使用。另外，還可添加相應(yīng)的工程規(guī)范來輔助學(xué)生學(xué)習(xí)，拓寬知識(shí)面。

●MR技術(shù)融合下的課程思政教育

以科技革新育人，讓技術(shù)助力思政—這是新時(shí)代的必然選擇，更是一名職業(yè)教育者的責(zé)任與使命。筆者以虛擬仿真技術(shù)和信息技術(shù)為基礎(chǔ)，嘗試進(jìn)行MR技術(shù)支持下的課程思政體驗(yàn)式教學(xué)，以便更有效地激發(fā)出專業(yè)課程中思政元素的活力，發(fā)揮其育人作用。筆者在教學(xué)中利用AR、VR形象化、沉浸式體驗(yàn)的特點(diǎn)，結(jié)合專業(yè)課中思政元素的特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)大綱的更新設(shè)計(jì)，組建“MR課程思政資源包”，幫助學(xué)生邊看邊思考邊練習(xí)，使其更加輕松地了解和掌握專業(yè)知識(shí)，進(jìn)一步領(lǐng)悟課程思政教育的真正目的，提升思政素養(yǎng)。

把MR技術(shù)引入到課程思政的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，將其當(dāng)成現(xiàn)代化教學(xué)的一個(gè)手段，集中體現(xiàn)了教育教學(xué)應(yīng)用的智慧、虛擬環(huán)境的智慧、交流互動(dòng)的智慧，為職業(yè)教育帶來了重大的新變化，是教育信息化發(fā)展到一定程度的必然選擇。借助MR技術(shù)，在虛擬的空間中構(gòu)建出一個(gè)實(shí)踐的場景，可以較好地解決目前職業(yè)院校專業(yè)課程的思政元素在實(shí)踐教學(xué)中所面臨的現(xiàn)實(shí)問題，也便于學(xué)生理解理論知識(shí)背后的實(shí)際內(nèi)涵。MR技術(shù)與思政元素的融合，使職業(yè)教育的理想信念教育不再“虛擬”。

●結(jié)語

MR技術(shù)已在建筑類職業(yè)院校的專業(yè)教學(xué)中廣泛應(yīng)用。MR實(shí)訓(xùn)的目的在于使學(xué)生在踏出學(xué)校大門之前，就能夠預(yù)先熟悉和了解本專業(yè)施工現(xiàn)場作業(yè)人員的工作方法，同時(shí)也為職業(yè)院校創(chuàng)新了專業(yè)人才培養(yǎng)模式。在今后的發(fā)展中，筆者將致力于MR技術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)工作，并向著更高的標(biāo)準(zhǔn)努力：

（1）在日常教學(xué)的課程中，MR技術(shù)已經(jīng)成為教師們善用的一個(gè)教育教學(xué)技術(shù)手段，并在講授學(xué)科知識(shí)與專業(yè)技能的同時(shí)，嘗試著融入部分思政元素教育，但融入程度較為淺顯，還需進(jìn)一步加強(qiáng)研究，深入挖掘現(xiàn)代化教育技術(shù)融合下的課程思政元素。

（2）以專業(yè)建設(shè)與創(chuàng)新精品課程為切入點(diǎn)，以MR虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)訓(xùn)中心平臺(tái)為支撐基礎(chǔ)，根據(jù)學(xué)校學(xué)生階段特點(diǎn)與專業(yè)，通過可視化、沉浸式、互動(dòng)式、案例型等多樣化和復(fù)合式的教學(xué)手段與方法，提高虛擬現(xiàn)實(shí)（MR）技術(shù)的教學(xué)和科研工作水平。

根據(jù)專業(yè)教學(xué)發(fā)展的要求和企業(yè)公司的現(xiàn)實(shí)人才需求，MR虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)訓(xùn)中心以將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的專業(yè)實(shí)訓(xùn)模式、混合了現(xiàn)實(shí)的專業(yè)實(shí)訓(xùn)環(huán)境以及校企融合的實(shí)訓(xùn)師資為學(xué)校專業(yè)發(fā)展的一級(jí)核心，向?qū)W校和企業(yè)的實(shí)訓(xùn)業(yè)務(wù)、向教師和學(xué)生的實(shí)操練習(xí)賦能。