基于MAR的教学模式改革研究

刘慧

[摘 要]项目组从房地产开发与经营课程教学现状及存在问题分析出发，探究了现有房地产开发与经营课程改革研究现状，对AR技术在教育领域的应用现状进行了较为详尽的文献研究。基于此，项目组提出了基于移动终端增强现实的课程教学改革设想，最后从课程内容、组织形式、考核方式等方面介绍了教学模式改革内容。

[关键词]增强现实;移动终端;教学模式;房地产开发与经营

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2021）02-0078-03

房地产行业是关系国计民生的支柱性产业。当前，房地产企业是工程管理学生的重要就业方向之一，学生对课程知识的需求高，企业及社会对学生相关素养的期待值也相应提高。此外，房地产开发与经营课程具有系统性强、高度专业化、与实践结合紧密等特点[1]，这些均为该课程教学效率的提高带来了挑战。研究显示，增强现实技术（Augmented Reality， AR）应用于教育领域具有独特的优势，能够大幅度地提高学习效果。鉴于其可获取性、技术成熟性、操作简便性、实施效果优良性等特点，本项目提出选用AR移动端显示设备作为主要媒介，即基于移动终端的增强现实（Mobile Based Augmented Reality， MAR）技术，对房地产开发与经营课程进行教学模式改革，以期实现知识模块的3D增强现实呈现、案例教学的沉浸式生动体验，拓展学习空间，促进深度学习，激发学生学习兴趣，实现“听课”到“参与课程”的转换，提升教学质量，提高教师的授课满意度，并最终为推动智慧化教学模式的实现贡献力量。

一、房地产开发与经营课程教学现状问题

以郑州大学管理工程学院工程管理专业为例，房地产开发与经营专业为学院必修课，学时32课时，学分为2学分，针对工程管理专业本科三年级学生开设，课程教学存在以下主要问题。

（一）主动性不强、积极性不高

房地产开发与经营课程内容涉及面广，知识点多且杂，需要运用系统性思维将知识点串联，构建学生内在的知识体系。然而，限于学生主动性匮乏、积极性欠缺等问题，学生经常难以跟上课堂授课节奏，知识节奏的脱节又加剧了主动性及积极性的丢失，严重影响了该课程的授课效果。

（二）学生习惯记忆性学习而非思考性学习

基于观察与调查发现，大部分学生习惯于记忆性学习，宏观性决策管理思维不够健全，知识体系不系统。在这种情况下，“问题导向型”授课思路将可能导致这部分知识基础不扎实的学生跟不上课程教学节奏，不能获得课程预期收益。因此，亟须设计一种新型的授课模式，让学生身临其境，面对问题自行分析寻找解决思路，能够主动性地为这一过程健全相关知识体系。

（三）教材内容较为陈旧，案例素材不够健全

该课程与实践结合度高，课程设计需紧密联系实际。传统教材上的案例分析素材内容较为陈旧、完整性不足，分析过程较为晦涩难懂，学生在参与学习的过程中往往流于形式，效果欠佳。因此，需要设计多元化、创新性的讲课模式，激发学生的学习兴趣，鼓励学生主动参与到课程设计与实施学习过程中。

（四）授课内容无法生动体现

鉴于课程的系统综合性强、具有高度专业性及实践结合度高等特点，传统的PPT、板书讲授方式已无法满足该课程讲授的需求。多媒体教学虽然提高了课程的趣味性和直观性，但仍存在可视化程度不高等问题，学习深度欠佳，并不能完全解决传统教学中存在的问题。

二、房地产开发与经营课程教学改革研究现状

目前，国内外高校的工程管理类专业已开展了大量相关的教学实践与创新。在课程体系方面，基于卓越工程师计划、执业胜任力标准、工程过程导向等多种理念的课程体系改革方式，核心是在扎实的专业知识基础上，进一步提升学生的动手与解决问题能力。在教学方法与手段方面，近年来突出的表现是信息技术对原有课程内容与教学过程的渗透与植入，在工程的设计、分析、仿真、VR教学等方面的实践教学取得了长足的进步[2]。同济大学的大工程实践驱动的工程管理精英人才“四元耦合”创新培养模式、东南大学的现代工程管理人才“一体两翼”型专业核心能力培养的研究与实践、重庆大学的基于知识体系同和理念的渐进式一体化工程管理专业教学与实践体系等是近年来较为典型的成果[3]。为了使毕业生的能力与快速变化的房地产行业相適应，国内开设房地产开发与管理专业院校的实践教学中，大多采用了CDIO、仿真实验、工作坊等多种新的实践教学模式与方法，以促进学生能力的习得[3]。“四元教学设计模型”“混合式教育模式”“翻转课堂”“问题教学法”“哈克尼斯教学法”等也在房地产开发与经营课程中得到践行[4-5]。

长期以来，房地产专业教学中涉及的建造、金融 、企业管理、市场营销等实务课程的教学大都以课堂讲授为主，学生不能接触到实际的工程实例与工作环境，给学生就业后的职业胜任力带来障碍。面对土地获取、市场调查、投资分析、产品研究、招投标、施工、营销、物业管理的长距离生产链，每一个环节都将存在着大量的现实问题，能否解决这些问题恰恰是学生能否实现“做中学”的关键。因此，实践教学模式，可以有效地实现过关问题的能力要素和知识单元间的联结，让学生在发现、解决、总结过关问题的过程中提升实践技能[3]。但实践教学在实施过程中，往往容易流于形式，教师情境带入能力仍欠缺，难以调动学生积极性，无法提高学生参与度并达到预期课程效果。21世纪的学生被称为数字原生代， 他们习惯依赖信息技术开展社会活动和交流， 依靠APP表达自我。针对这一代学生习惯于碎片化、信息化学习的特点， 如何以他们为中心重组教学过程， 切实提高教学效率、激发学习兴趣、创设学习情境、提高教学效果，是房地产开发与经营课程教学改革的目标和核心[5]。

三、基于MAR的教学模式改革设想

（一）AR在教育领域的应用现状及发展潜力

随着人工智能、虚拟现实、增强现实与大数据等新兴技术的快速发展，传统学习空间已无法满足学习者的需求。无缝连接虚实环境，为学习者提供沉浸式人机、人人交互，实现情景化教学、泛在学习、个性化的学习空间得到越来越多的关注。在众多新兴技术中， AR技术与教育结合紧密[6]，并被著名教育领域组织NMC（The New Media Consortium）称为2009—2016年间最具潜力的六种技术之一。

AR通过实时地计算摄影机影像的位置及角度，将虚拟的模型与现实环境叠加融合并在屏幕中进行显示，给用戶以虚实融合的观感体验并能产生互动[7]。AR技术最早由美国麻省理工学院的Ivan Sutherland教授于1966年提出 [8-9]。2017年苹果和谷歌公司相继发布了AR开发平台ARKit和ARCore，两大科技巨头在AR技术上的开放态度，加速了移动端AR应用的开发速度[10]。国内百度、腾讯、阿里等科技巨头都在自己旗下的App上线AR体验入口，众多中小型科技公司也正在通过ARKit、ARCore等开发平台研发更多创新性的AR应用[11]。随着iOS、Android两大操作系统对AR技术的适配升级，以及移动终端设备的运算能力提升，国内外出现了许多以移动终端定位和状态感知、虚拟模型处理展现技术为基础的AR应用，市场上多个亿级用户量的APP也接入了AR SDK，这些都使得普通用户体验AR的成本越来越低，大大地降低了AR功能的使用门槛[11]。

近年来，国内外对于AR技术应用于教学领域的研究逐渐增多，研究人员相继做出了一些教学产品并在多个学科开展教学实践。最早将AR技术应用于教学的案例是Billinghurst制作的Magic Book，它通过特殊的眼镜让儿童看到基于书本内容制作的3D场景和动画[12]。Kaufmann等人利用增强现实系统将简单的几何模型展示在真实环境中，来建立师生之间的教学互动[13]。Lin等人通过研究发现，由于AR技术在对碰撞过程和规律的具体、形象的展示，使得教学过程中使用AR软件比传统的2D教学软件在教学效果上有明显的提升[14]。基于增强现实学习环境的架构，蔡苏、宋倩等人设计了一套增强现实概念演示书——未来之书，用户通过简单的设备即可感受书籍中所描述的实验场景[15]。Cai等基于AR技术设计了多个化学物质结构的操作实验，学生可以通过自然交互的方式对虚拟的微观分子、原子进行操作[16]。Ak?ay?r检索了SSCI中关于AR应用于教育领域的68篇文章并进行了内容分析，指出AR技术应用于教育领域具有独特的优势，能够大幅度地提高学生的学习效果[17]。

（二）AR技术及终端设备

实现AR的硬件要素包括计算机、显示设备、摄像机、跟踪与传感设备、计算机网络，根据达到的精确程度和沉浸程度的不同，显示设备可以是头戴式显示设备、桌面显示设备、移动端显示设备。

1.头戴式显示设备

头戴式显示设备在离用户眼睛大约4～10厘米处成像，用户在使用时需在头部佩戴显示设备，其优点是沉浸感强，虚实融合效果好，缺点是不够便携性不够，显示分辨率低，视域受限 。

2.桌面显示设备

桌面显示设备主要以带有摄像头的电脑为主，用户从屏幕上看到最终的增强场景图片。但桌面终端设备具有很多局限性，沉浸式体验不是其优势。固定性等特性决定其在与环境融合方面效果较差。

3.移动端显示设备

移动端显示设备主要以智能手机为主，目前大多数手机设备都已经满足AR应用运行的硬件和系统要求。移动端显示设备多采用移动设备和以移动终端定位与状态感知、多媒体信息处理与展现（3D）技术为基础的增强现实应用相结合的方式。目前支持AR的移动端应用有QQ、支付宝、百度、视+AR、AR、4D书城、幻视、视视AR、尼奥照照等，它们的原理都是采用手机摄像头获取现实世界影像，通过手机在现实世界上叠加虚拟形象的形式，实现增强现实的特殊显示效果。

四、基于MAR的教学模式改革内容

房地产开发与经营是一门实践性和应用型很强的课程，课程所包含的内容较广，重复性、交叉性较高。作为一门应用学科，房地产的专业知识更新速度非常快，单一的高校专业教育无法满足整个产业链人才需要的多层次性、多样性，导致高校培养链不能匹配房地产行业产业链[2]。学生能力培养的关键即将结构化的知识转化成解决真实问题的能力。这也与知识经济时代，智慧教育对学生进行创造性高素质培养的理念相一致。基于MAR在实践教学中创设一定的情境，将真实存在的一系列问题转化为认知任务被认为是可行的。

（一）课程内容的改革

以往教材重理论，很多知识浮于表面，学生无法深刻获取文字背后的知识信息，且案例分析也不够深刻，系统性、逻辑性均不强。好的课程教学改革首先应从教材/教学资料入手，使所授知识更加具象、与企业实践紧密结合，将知识或案例利用AR进行虚拟呈现，学生可利用移动终端便捷直观地获取、理解，基于可视、可理解、可操作，在课堂围绕问题进行讨论与设想。其次，可考虑采用AR enabled Book混合型教材，通过AR编码，通过移动终端webcan扫描即可使教材内容在空中立体成像。

（二）教学考核方式的改革

聘用在校研究生、博士生等作为助教，实时关注与记录学生在线上线下的课堂表现情况，从课堂问题提问、互动、反馈、解决问题能力等角度对学生课中表现进行记录与评分，大幅压缩最后考核成绩占比。

五、结语

AR技术应用于教育领域具有独特的优势，鉴于其可获取性、技术成熟性、操作简便性、实施效果优良性等特点。本文结合房地产开发与经营课程教学及教改现状和存在问题，提出基于MAR对该课程进行教学模式改革，并从课程内容、组织形式、考核方式等方面介绍改革内容。该教学模式改革旨在实现知识模块的3D增强现实呈现、案例教学的沉浸式生动体验，从而提升教学质量，提高教师的授课满意度，并最终为推动智慧化教学模式的实现贡献力量。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 蔡丽红，王丽丽，王锦旺.房地产开发与管理专业课程体系建设研究：基于“校企合作、协同育人”的视角[J].中国市场，2018（4）：253-254.

[2] 王锦旺，王丽丽，蔡丽红.产学研用联盟创新型人才培养模式探究：以河北经贸大学房地产开发与管理专业为例[J].中国市场，2018（9）：17-19.

[3] 曾德珩，马智利，周滔.工作坊模式的房地产本科专业实践教学设计[J].大学教育，2018（4）：109-111.

[4] 陈红艳.四元教学设计在房地产估价课程教学中的应用研究[J].教育教学论坛，2017（50）：154-155.

[5] 张茜.混合式教学在地产开发与经营课程中的应用研究[J].科技视界，2018（6）：135-136.

[6] 李涵，王娟.增强现实技术在教育应用中的文献研究：基于2008—2017年中文期刊的可视化分析[J].中国医学教育技术，2018（6）：618-622.

[7] 崔莹，谭斌，罗伟，等.AR技术在建筑领域的实践初探[J].黑龙江科技信息，2017（9）：244.

[8] 侯颖，许威威. 增强现实技术综述[J]. 计算机测量与控制，2017（2）：1-7.

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[10] 钱童心.谷歌三年不及苹果一招 AR界疯狂加班迎新iPhone[EB/OL].（2017-09-12）[2019-10-12].http：//finance.sina.com.cn/roll/2017-09-12 / doc-ifykusey 8573170.shtml.

[11] 丁道师.2016年AR产业发展进入快车轨 8大领域将被颠覆[EB/OL].（2016-01-29）[2019-10-12]. http：//www.chinaz.com/news/2016/0129/500951.shtml.

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[13] KAUFMANN H， SCHMALSTIEG D. Mathematics and geometry education with collaborative augmented reality [J]. Computers & Graphics， 2003（3）：339-345.

[14] LIN T J， DUH H B L， LI N， et al.An investigation of learners collaborative knowledge construction performances and behavior patterns in an augmented reality simulation system[J]. Computers & Education，2013（1）：314-321.

[15] 蔡苏，宋倩，唐瑶.增强现实学习环境的架构与实践[J].中国电化教育，2011（8）：114-119.

[16] CAI S， WANG X， CHIANG F K. A case study of Augmented Reality simulation system application in a chemistry course [J]. Computers in Human Behavior，2014（37）：31-40.

[17] AKCAYIR M， AKCAYIR G.Advantages and challenges associated with augmented reality for education： A systematic review of the literature [J]. Educational Research Review， 2017（20）：1-11.

[責任编辑：刘凤华]