MR现代化教学技术助力职业院校专业发展及课程思政教育的探索研究

杨莹 天津市建筑工程学校

●MR技术简介与优势

MR，全称为Mixed Reality，即混合现实。混合虚拟现实技术的基本原理，是通过在真实的环境中，导入虚拟的场景或相关的情境信息内容，在现实和虚拟世界中间以及与使用者之间搭起一种能够相互传递信息的回路，以提高和增强使用者在体验过程中的真实性，同时具备了信息的互动性、构想性和实时等特征。

混合虚拟现实技术（MR）的操作系统一般具有三个特点：一是融合了虚拟和现实；二是虚拟的三维；三是即时的操作。MR技术的实现，要求在一种能够和现实世界各种事物相互交互的虚拟环境中。如果所有事物都是虚拟的，那就是VR的主要领域了。而如果展示出来的虚拟信息只能够简单地叠加在实物上，那就是AR。MR的重点就在于与现实环境进行交互以及与信息之间有效和及时的获取。

●MR虚拟现实实训中心的建设理念

笔者所在学校根据学校实际情况，借助MR技术，以真实的建筑施工现场的环境和信息数据作为学习基础和依据，建立了真实的、多样化的建筑多维信息数据模型。学生借助MR实训室相配套的硬件设备，进入实训室内，就能够学习各种类型的建筑课程。整个学习流程，以建筑的节点为线索，合理有效地将建筑场景中的所有元素和要求学生掌握的知识点融合在一起，并运用简单且有趣的交互方式，把施工图文、施工工艺、建筑实景和视频等内容生动有趣地呈现在学生面前，使学生沉浸于虚拟环境，犹如一对一带教学习，让轻松高效的学习成为现实。

MR虚拟现实实训中心是以建筑施工专业为核心，根据相关专业基础相通、技术领域相近、职业岗位相关、课程资源共享的原则，综合工程造价、建筑装饰、建筑智能化、工程测量等专业构建成“建筑+”专业群，从而发挥专业群的聚集效应，以学科专业群的建设带动和促进教育教学资源的优化配置。利用VR实景教学，让学生身临其境地对建筑相关专业知识进行沉浸式的学习，让学习成为一种乐趣，使实训教学更具示范性。

在VR、AR的实际应用和虚拟仿真实训室的基本配置等方面，解决了各专业的虚拟仿真实训与课程教学的实际需要，克服了专业课程教学过程中，学生对施工现场看不到、进不去、危险性大、成本高等特殊问题，增强了学生对建筑工程项目施工的实践能力。

●MR虚拟现实实训中心建设的必要性

在建筑工程相关专业的专业课程教学中，如建筑工程识图、建筑构造的教学，需要给学生讲明白一些细节的知识点。在传统教学中是给学生展示各种实物的模型，而实物模型为了便于教师携带及在讲台上展示，其体积都较小，学生很难看到细节，虽然利用多媒体能解决难以观察到细节的问题，但多是以平面或立体的形式展示给学生，空间感差的学生还是无法清楚理解。而运用虚拟现实技术构建起的虚拟仿真实训室，具备了环境真实、“身临其境”感强烈、实训情境丰富多样且针对性强以及安全经济、可控性强等优势。学生佩戴MR眼镜后，可以围绕着模型观察各处细节，就像是一个实物模型放在了每个学生的课桌上，学生们都可以看清模型的所有细节。

此外，在“施工技术”课程和装配式相关课程的教学过程中，很多学生希望能到建筑工程施工现场去亲身感受，但由于课程理论教学的诸多局限，传统教学中只能利用多媒体课件以及相关视频让学生感受施工工艺流程及注意事项。为了能够增强学生的劳动意识及动手能力，笔者也尝试采用一些建筑零件模拟拼装的教学方法来辅助教学，可由于简化了工作流程，使其与现实的工作任务产生了一定的差距。而依靠MR技术可以支持任务的场景定位，使学生感受到虚拟出来的模型是真实存在的，再加上MR的手势和动作识别技术，可以让学生将自身与虚拟模型融为一体，进行互动，去控制模型的具体位置及其具体方位，轻松完成建筑工程施工中的相关实训任务。

●MR虚拟现实实训中心的使用

（1）在施工工艺方面，主要分为BIM建筑施工工艺仿真实训平台和BIM建筑装饰施工仿真实训平台。学生分别通过教学模式、实训模式对各项施工工艺进行深入学习和实操模拟，最后通过考核完成课程学习。

（2）识图类即为BIM构造空间思维训练系统，分为三视图投影、建筑构造和建筑识图。点击播放教学视频即可观看识图方面的形成过程，学习和知识巩固的过程都是以闯关游戏的形式开展，促使学生在游戏的同时进行学习，激发了学生的学习兴趣。

（3）造价类有工程算量（手算）综合实训平台，分为土建工程和钢筋工程。教师可以根据此模块下的内容带领学生一起进行算量方面的练习，能够有效弥补学生手算能力较弱的问题。

（4）教学资源主要包括微课、教案、现场实拍和相关规范等。教师可登录后台系统，将自己的教学微课和相关的教学准备内容上传到PC端，供课堂教学使用。另外，还可添加相应的工程规范来辅助学生学习，拓宽知识面。

●MR技术融合下的课程思政教育

以科技革新育人，让技术助力思政—这是新时代的必然选择，更是一名职业教育者的责任与使命。笔者以虚拟仿真技术和信息技术为基础，尝试进行MR技术支持下的课程思政体验式教学，以便更有效地激发出专业课程中思政元素的活力，发挥其育人作用。笔者在教学中利用AR、VR形象化、沉浸式体验的特点，结合专业课中思政元素的特点进行教学大纲的更新设计，组建“MR课程思政资源包”，帮助学生边看边思考边练习，使其更加轻松地了解和掌握专业知识，进一步领悟课程思政教育的真正目的，提升思政素养。

把MR技术引入到课程思政的实践教学环节，将其当成现代化教学的一个手段，集中体现了教育教学应用的智慧、虚拟环境的智慧、交流互动的智慧，为职业教育带来了重大的新变化，是教育信息化发展到一定程度的必然选择。借助MR技术，在虚拟的空间中构建出一个实践的场景，可以较好地解决目前职业院校专业课程的思政元素在实践教学中所面临的现实问题，也便于学生理解理论知识背后的实际内涵。MR技术与思政元素的融合，使职业教育的理想信念教育不再“虚拟”。

●结语

MR技术已在建筑类职业院校的专业教学中广泛应用。MR实训的目的在于使学生在踏出学校大门之前，就能够预先熟悉和了解本专业施工现场作业人员的工作方法，同时也为职业院校创新了专业人才培养模式。在今后的发展中，笔者将致力于MR技术实训教学工作，并向着更高的标准努力：

（1）在日常教学的课程中，MR技术已经成为教师们善用的一个教育教学技术手段，并在讲授学科知识与专业技能的同时，尝试着融入部分思政元素教育，但融入程度较为浅显，还需进一步加强研究，深入挖掘现代化教育技术融合下的课程思政元素。

（2）以专业建设与创新精品课程为切入点，以MR虚拟现实实训中心平台为支撑基础，根据学校学生阶段特点与专业，通过可视化、沉浸式、互动式、案例型等多样化和复合式的教学手段与方法，提高虚拟现实（MR）技术的教学和科研工作水平。

根据专业教学发展的要求和企业公司的现实人才需求，MR虚拟现实实训中心以将理论知识与实践相结合的专业实训模式、混合了现实的专业实训环境以及校企融合的实训师资为学校专业发展的一级核心，向学校和企业的实训业务、向教师和学生的实操练习赋能。