AR技術在高職水利專業核心課程中的應用

徐燕星

(江西水利職業學院，南昌 330013)

高職水利專業課程教學有很強的職業性特點，傳統教學方式無法取得較好的教學效果。目前，有關AR技術在高職水利專業核心課程教學中的應用研究較少。考慮到AR技術是將虛擬物體整合到現實世界的先進技術，于是將AR技術應用到高職水利專業核心課程教學當中，以改善教學質量，優化教學方式，豐富相關理論研究。

1 高職水利工程專業課程教學現狀

高職水利工程專業以培養能夠掌握水利工程施工技術的高級技術應用型人才為目標。以水工建筑物為例，該課程是水利工程專業中的基礎課程，需要學生掌握各類水工建筑物的特點、作用等內容。這些內容往往是學生平常生活中難以接觸到的，還要求學生具有一定的空間想象力和組合能力。目前，該課程教學過程中存在理論內容較多、教學方式單一、教學內容陳舊等問題，亟需通過改進教學方法來提升教學質量。水利工程專業課程教學重視理論與實踐相結合，但由于水利工程存在季節性、復雜性、建筑材料多樣性、工程建設周期長、質量要求高、工作環境艱苦等特點，致使實踐教學的開展存在較大困難[1]。

為保證水利工程專業教學能夠滿足社會對人才的需求，在人才培養方案修訂過程中以及備課過程中，教師會不斷更新課程內容，講解新技術、新規范。但在傳統教學模式下，對于從未體驗過的技術或操作規范，僅憑一些圖片或視頻，學生或許能夠聽懂教師的講解，但難以形成系統性認識，無法徹底掌握教學知識點，學生學習效果不佳，難以將所學知識學以致用，導致教師的教學積極性不高。對此，需加快課程教學改革，改進教學方式，提高教學效果。

2 AR技術在教學中的優勢

AR技術是繼多媒體網絡技術之后出現的新技術，能夠將計算機生成的虛擬物體疊加到真實世界的場景中，將真實與虛擬世界無縫集成。該技術具有實時交互性，可以在三維空間中添加定位虛擬物體。AR技術能夠為高職水利工程專業課程教學提供強大的技術支持，能豐富學習資源表現形式，構建真實學習場景。AR用戶通常僅需平板電腦或配置攝像頭的電腦，不需佩戴沉重的頭盔等設備，為用戶學習帶來了很大便利。

隨著AR技術的迅速發展，它可以支持多種學習軟件，創建小程序，使學生在真實情境中進行直觀學習[2]，為教師教學與學生理解帶來了很大便利。在高職水利專業課程中，AR技術能將難以用語言表述的知識以直觀生動的方式進行呈現，為學生帶來身臨其境的感覺，有效提高了學習深度。AR技術還具有跨時空限制等特點，增強了學習的趣味性，能提供可觸摸實踐場景，使學習者可以自主構建知識體系。AR技術的人機互動讓學生在真實情境中學習，使學習更加準確高效。水利工程專業實踐教學可以利用AR技術為學生立體展現出水利工程全貌以及建筑物施工過程，加深學生對專業知識的記憶。

3 AR技術在高職水利工程專業課程教學中的應用

水利工程是多工種協同操作的綜合學科，由于工程建設周期長，學生在專業學習中只能參觀，無法通過實踐操作掌握具體施工工藝，致使實踐教學中存在很多問題。教育部《關于高校深化教育教學改革的指導意見》指出，要推進信息化實踐教學平臺建設，利用信息技術實現教學資源開發共享。AR技術為高職水利工程專業課程教學發展帶來了新的機遇[3]。

將AR技術應用在高職水利工程教學中時，應注意與傳統教學方式相結合，提升專業課程教學效果。要緊密結合水利工程專業實踐性強的特點，在課程教學改革中重點完成AR技術的人機交互，本著教學做一體化的理念為課程實踐教學提供保障。應用AR技術應滿足專業綜合實踐教學要求，實現專業與職業崗位的對接，充分進行教學互動。根據新形勢下的高職水利工程專業人才培養方式，融入AR技術的教學改革應以學生為中心，為學生提供全方位的理論實踐教學資源，指導學生綜合利用所學專業知識，為企業輸送合格的應用型技術人才。

以水利水電工程施工技術課程為例，該課程是專業崗位群的專業課。水工建筑物類型多樣，水利水電工程原型尺寸較大，采用室內物理模型不利于面向全體學生開展教學與實踐指導。而基于AR技術的水利工程施工技術課程則包括虛擬項目施工及運行管理等專業內容，建立了多個水利工程背景環境，以不同形式來講解工程各部分的構造組成，可通過3D圖形對比形象展現出工程模型，并配合語音文字展示使學生直觀對構件構造進行深入理解。

以典型水利工程項目為基礎，虛擬化原始地物地貌，按照實際建設程序完成工程項目，學生可通過選擇扮演相應角色并按照職業標準、業務流程等來完成虛擬工作任務。虛擬工程在不同建設時期會出現一些常見的施工技術問題，需在水利工程管理中加入工程運行等相關內容，在虛擬項目運行管理中加入養護維修等相關內容，使學生模擬實際的水利調度管理。虛擬設備的加入解決了學生不能參與工程建設管理的問題，讓學生能夠深入了解水利工程各項工作的重要性。

4 結語

水利專業核心課程教學中，學生對工程的認識受到了時空條件的限制。將AR技術與工程實際場景相結合，為學生提供了全方位的理論及實踐學習資源，填補了高職水利工程專業信息化教學資源的空缺，能充分調動學生學習主動性，提高學習興趣，使院校與企業人才培養雙向互動，為行業、企業培養出高素質的應用型技能人才。