【摘要】    AR技术融入教育行业，给教学过程带来新变化。根据学校教学现状，汽修专业人数多、实训课程工位少，教师选取任务难度不适宜的现状，研究AR交互教学模式，利用AR技术优势，增强学生的立体理解。采用AR教学实验班开展研究，教师将工作任务导入构建AR教学辅助软件，验证AR技术在汽修课程教学中的应用效果。

【关键词】    增强现实（AR）技术    汽修课程    中职教学

增强现实技术，英文全称：Augmented Reality（简称“AR”），是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，广泛运用了多媒体、三维建模、实时跟踪及注册、智能交互、传感等多种技术手段，将计算机生成的文字、图像、三维模型、音乐、视频等虚拟信息模拟仿真后，应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而实现对真实世界的“增强”[1]。 AR是满足三维基本特征的系统，AR能弥合真实与虚拟对象差距。计算机的迅速发展，也带来了AR技术的成熟，它的身影也慢慢地出现在教育行业里，如市场上随处可见的AR童书。

一、中职汽修课程AR教学概述

中等职业学校培养的学生是面向职业的，需要学习技术技能类实践课。AR技术引入中职课堂，需要帮助教师解决技术技能的操作演示，近年各地有师资培训中心通过组织教师培训，让越老越多老师认识了AR，也学习了AR的设计运用。如广东省2020年职业院校教师素质提高计划培训里就有项目是关于汽车专业增强AR现实资源开发与信息化教学应用。故此，我校汽修专业设立实验班开展起AR教学。

1.1我校汽修课程教学现状

AR教学实验班来源自汽修专业2年级，学生有大量的工学一体化课程，接受做中学，学中做的模式。但班里人数是42人，非小班教学，教学资源分配上捉襟见肘，实训工位无法同时满足要求，造成教学效率低，其他学生缺乏实车训练降低参与学习兴趣。

1.2汽修专业AR教学的优势

AR教学能加强学生对知识的深层理解。它可提升学生对概念的学习进度，让抽象概念变得具体化，让图片转化为三维立体模型，AR教学辅导工具可使不理解文本学习材料的学生受益，降低学生学习知识的难度。

AR教学能降低场地工位不足对教学的制约。很多实训课程教学受到场地设备等影响，学生平均接触工位的时间较短，造成教学效果不理想。譬如发动机课，2人/工位，这对场地大小与台架数目要求都很高，现将汽车部件（如发动机）虚拟现实技术形象化导入AR软件后，学生利用AR教学辅导工具则可以随时随地将发动机具现化出来，进行拆装演示操作或认知各部件的位置与形状。

AR教学可以给老师提供新的表达方式。AR系统使教学内容生动化，在缺少汽车类设备的情况下，教师利用形象的AR数字资源进行课堂教学，摆脱PPT类课件的平面化教学。

学校的教学环境里，加入这种AR技术的教学十分创新，特别是在新能源汽车崛起的时代，旧的教学资源已经不能满足教学，教师能根据实际需求，更好地设计、实施增强现实汽车教育项目，以满足智能社会的发展和信息时代的需要。

二、中职汽修课程AR教学理念

中职汽修课程AR教学遵循“以学生为主体，以学生为中心”的教学理念[2]。课堂里沿用工作任务导向教学法，培养学生岗位意识，结合原来的实训设备和新添加的AR等数字资源，学生可自主学习。通过对教学的交互模式进行改变，将部分师生间的交互引导为学生与AR软件的交互，同时也做好分组，鼓励小组成员间的交互，老师可以有更多时间巡逻实训室，优化课堂教学效果。

学生与AR软件的交互主要体现在：对理论知识的学习，学生不必阅读教材中大段文字描述，直接借助软件里的手机摄像头扫描图片可出现视频演示，学生更利于记忆，同时学生可以放大、旋转观看零件及工具的 3D 模型;对实操技能的学习，不必围绕工位看教师演示，直接用 AR 识别软件进行扫描图片，出来相关实操步骤的动画，认识相关工具的使用，看不懂的可以选择反复观看[3]。

三、中职汽修课程AR教学应用

中职汽修课程融合AR教学资源，教师可根据学生的实际能力，AR教学资源的可用性，从中职专业课程教学内容层面出发，组织课程内容，投入设计AR教学辅助软件。AR教育可以提高任务导向法的参与度，引导学生利用AR软件进行课程学习，以App的形式将AR技术引入到汽修课程教学中，能够切实为师生带来极大的便利，增强学生对知识的理解和对学习的兴趣。

3.1组织课程内容

根据我校汽修专业人才培养方案，发动机、底盘、电气设备等课程都需要工学一体化教学。对应的课程需要大量的实训工位，AR教学内容可根据各种实训的工作岗位任务进行设计，特别是工位不足的课程内容优先融入AR教学，化解教学矛盾。而且汽车模型的设计耗时不短，在组织AR教学内容时，优先组织局部内容，如汽车电控课程里的各种傳感器，后期再组织整体内容，如整合前期设计完成的各种传感器加入到整个电控发动机的框架中，循序渐进地设计3D教学模型，减轻设计初期的工作量。

3.2设计AR教学辅助软件

为了将AR技术转化为教学资源，教师要做好课前备课，设计好对应课程内容的AR教学辅助软件。简单步骤如下：第一步，利用三维动画渲染和制作软件（3DMAX）制作课程相关的汽车部件模型，模型数据来自于实物的真实大小，便于学生产生正迁移;第二步，将对应的模型和教学资源导入实时3D互动内容创作平台（Unity 3D），加入控制按钮、声效等要素赋予模型运行、旋转、拆装等功能，能进行实时互动，产生学习沉浸体验;第三步，获取高通Vuforia插件应用权限，设计AR识别图后，生成对应安卓端或IOS端的辅助软件。

3.3实施具体教学

以汽车发动机电子控制系统内容为例，可设置知识点：发动机电子燃油喷射系统主要传感器的形状和位置;技能点：检测传感器的电阻、电压、波形。教师提前设计好电控发动机及传感器3D模型，生成AR辅助软件，在实训平台上实操前，引导学生独立或分组进入AR软件里学习与模拟实操。

学生在课堂中应用智能手机或者教学智能平板，打开AR辅助软件进行人机交互，学习发动机电子燃油喷射系统的主要部件的理论知识、主要传感器的位置、实操训练所需工量具的正确使用方法，配合任务工作页，完成熟练确认发动机电子燃油喷射系统主要传感器位置和主要传感检测的教学目标。

四、教学中存在的问题

AR技术教学存在一定局限性，毕竟那都是软件设计者的“绘制”，并非汽车的本真与全部。其中真中有假，假中有真，真真假假，令人难分，可最终还是“虚拟”的，诚然没有真实维修汽车的效果。容易使学生“先入为主”，造成对真实知识和现实的偏面认知，若软件设计时出错，还可能会让学生“误入歧途”！

课程里应用AR教学需要教师过多的备课时间，教师难以快速部署AR内容，整个课程下来，需要的模型数目众多，设计耗时巨大，非一名老师可以独立完成，建议申请经费联合相关教学资源类企业合作制作。课堂中，教师或学生发现AR软件里的交互界面异常，素材出错等情况，影响AR软件的使用，教师难以及时对AR软件重新编辑。在实际使用中，还需要学校能提供专用的智能平板设备给学生使用，或开放学生使用个人手机的权限，建议是大屏幕的，效果更好。

从AR教学实验班的尝试里发现，AR教学确实方便了“教”与“学”的过程，提高学生的学习兴趣，能流畅地在虚拟与真实的环境中进行互动。但万事皆有度，AR等先进信息技术是一悬挂在学校和教师头上的达摩克斯之剑，在教学中当适时应用、适度应用，拒绝滥用，做到以实训工位实操为主，AR软件为辅，不能让学生脱离实际。科技在进步，在虚拟领域还有更高科技的混合现实（MR）技术，人机交互将逐渐广泛地应用在教学领域，教师需要主动学习，走在教学创新的大路上。

参  考  文  献

[1]何思颖.5G背景下VR/AR技术赋能的娱乐产品定价分析[J].大陆桥视野，2020（07）：70-72.

[2]王龍.浅析中职汽修专业教学方法的创新举措[J].才智，2016（21）：54.

[3]韩笑.工作任务导向的AR交互在中职课程教学中的应用[D].浙江工业大学，2020.

罗文政（1984.08），男，汉族，广东广州，助理讲师，研究方向：汽修教学。