基于混合现实技术（MR）的设计思维教学模式研究

摘 要：混合现实技术（MR）的应用实现了教育产业与市场的高效率协同发展，针对传统课堂教学模式存在的缺陷，提出了一种基于混合现实技术的设计思维教学模式。通过规范设计思维具体教学过程，培养学生正确的思考能力和思维方式，以此实现延伸问题的进一步完善。引入团队协作方式，拓宽设计思维深度和广度，使学生摆脱传统学习思维的束缚，实现不同学生群体设计思维能力的正确培养。

关键词：混合现实技术;设计思维;团队协作

0引言

混合现实技术（MR）可实现虚拟场景与现实环境的无缝衔接和融合，通过先进的图像处理技术以及显示设备，生成具備虚拟现实融合特征的可视化环境，实现两个相互存在较大差异的空间场景嵌入[1]。设计思维作为新教改背景下的一种思维表现新方式，在应用中被认为具有综合处理信息的能力，在教学中可切实际的催生学生洞察能力，以助于辅助学生理性的思考，以此提出最适合的教学方案。在新型教学模式中，设计思维理念已受到了教育部门的广泛认可，并对二十一世纪教学领域的发展造成了较大冲击。为了顺应时代的发展，有关教育部门已整合了高校设计思维教育现状，开展了一系列的教学改革，尽管在一定程度上取得了成果，但仍存在部分问题有待后期解决[2]。例如，学生在学习中无法将发散性思维与收敛性思维相互结合，仍按照固定思维学习模式进行标题论证关系的分析;在学习中缺乏创造力，缺少创新性，无法将指定思维模式与学习相融合等。针对上述提出的设计思维培养存在误区，本文将整合混合现实技术（MR）的应用，开展设计思维教学模式的深入研究，改善教育现状，创新学生学习思维，逐步形成思考问题与解决问题的行为习惯。

1基于混合现实技术嵌入现实问题引领设计思维

基于混合现实技术，将现实生活中的非良构问题引入到虚拟场景当中，并由教师将相关的知识点逐一嵌入到现实问题当中，让学生在更加真切的情境中学会如何分析并解决问题，从而掌握相应的知识并拓展思维[3]。结合全息模型，在针对不同问题设计解决方案前，首先对问题进行近定位分析，并让学生在过程中共享全息视野，以此让学生参与到教学中的各个环节，并以沉浸式的交互体验感受促进学生学习兴趣的提升，并为日后在职场中解决实际问题提供实践经验。图1为在虚拟现实环境中引领设计思维的具体教学过程。

根据混合现实技术建立的虚拟现实环境全息模型中，由教师提出相应的问题，并带入到对问题的识别和表征阶段中，以此开始设计思维的培养。在形成问题表征以及评价量规后，将学生的设计思维引入到探究设计方案阶段，并根据具体问题表征内容进行相关资料的获取，形成与现有知识和问题之间的关联，建立对应的知识结构[4]。将整个优先执行阶段看作是设计思维的明朗阶段，通过学生提出可以满足解决现实问题的方案，再根据相关约束条件进行比较，以多种逻辑思维方式综合考虑所有可能存在的延伸问题进行进一步完善，最终确定符合各类要求的最佳设计方案，并在全息模型中执行，在虚拟环境中完成现实问题。

2引入团队协作拓宽设计思维深度和广度

在基于混合现实技术构建的虚拟现实环境全息模型中，仅仅依靠学生的个人能力解决问题，可能会造成理解问题不够全面或解题设计方案陈旧等问题，无法达到良好的教学效果[5]。因此还需要通过团队协作的方式，在全息模型中以小组为单位通过混合现实技术的连接设备进入到虚拟环境中进行讨论和争辩，以此不断拓宽学生设计思维的深度和广度。图2为学生在虚拟现实环境全息模型中进行团队协作的主要学习过程示意图。

采用混合现实技术还可实现设计思维教学空间上的限制。在设计思维教学过程中与相关企业机构进行实时交互，设立企业机构中实际的相关问题，在全息模型中学生可以与企业机构任务的相关负责人一同对问题进行探讨，以此实现学生与实际工作人员的协作，有利于学生摆脱传统思维定式的束缚，促进直觉与灵感的迸发，培养平性思维，进一步提高学生设计思维的品质和层次。

3结束语

以泉州工艺美术职业学院为试点研究院校，应用本文提出的基于MR技术设计思维教学模式，经过一段时间的教学实践，超过85%的学生已经具备了独立的解决问题思维，以此证明了本文提出策略在实际教学中是具有十分现实意义的。由于本文研究能力有限，尽管本文提出教学模式已取得了一定的成果，但仍需要在后期教学中结合实践开展更加深入的研究，并从教学框架、教学理念等多个方面培养学生的设计思维，以此为教育产业市场的协同发展提供技术支持。

参考文献：

[1] 史华杰. 信息技术环境下面向小学数学思维培养的设计型教学——以《不规则图形的周长与面积》为例[J]. 教育信息技术，2020，67（03）：72-76.

[2] 章建跃，鲍建生. 深化课程改革，提高数学教育教学质量——暨“第十一届初中青年数学教师优秀课展示与培训活动”总结[J]. 中国数学教育，2020，47（07）：002-020.

[3] 付尧. 混合现实技术（mixed reality）在高校非物质文化遗产教育传承的应用研究[J]. 中国多媒体与网络教学学报（中旬刊），2019，74（07）：222-224.

[4] 张园园，蔡颖青. PBL教学法联合情景模拟对手术室实习护生沟通技能及评判性思维能力的影响分析[J/OL]. 四川生理科学杂志，2020，43（02）：001-008.

[5] 孙海渤，岳红原，魏刚，等. 基于混合现实技术的变电站智能运检辅助系统的设计与实现[J]. 工业控制计算机，2020，33（03）：009-011+014.

教育部科技发展中心高校产学研“北创助教”   课题编号：2018C01015

作者简介：

姓名： 林国枝，出生年份：1984年  10月   性别：男  民族：汉族 籍贯：泉州德化 学历： 本科   职称：讲师 ， 主要研究方向：工业设计题目。