AR技术在《机械制图》教学中的应用及效果分析研究

AR技术在《机械制图》教学中的应用及效果分析研究
发布时间：2022-12-27T06:33:13.973Z 来源：《教育学文摘》2022年9月总第420期作者：史同江
[导读] 在当前的数字信息时代，信息技术逐渐渗透到各个领域，数字信息化也成了必然趋势，作为机械类专业的基础课程，机械制图非常重要，被称为工程界的语言，对学习者空间想象等方面的能力要求较高，导致教学有一定的难度，将信息化技术里面的AR技术应用于机械制图课程教学中，不仅能节约板书画图时间，AR技术(即虚拟现实技术)还能利用智能终端来模仿现实世界，生成虚拟世界，让使用者产生身临其境的感觉。

本文针对AR技术的概念与特点进行了分析，探讨AR技术在“机械制图”教学中的应用。

史同江山东省烟台市福山区技工学校265500
摘要：在当前的数字信息时代，信息技术逐渐渗透到各个领域，数字信息化也成了必然趋势，作为机械类专业的基础课程，机械制图非常重要，被称为工程界的语言，对学习者空间想象等方面的能力要求较高，导致教学有一定的难度，将信息化技术里面的AR技术应用于机械制图课程教学中，不仅能节约板书画图时间，AR技术(即虚拟现实技术)还能利用智能终端来模仿现实世界，生成虚拟世界，让使用者产生身临其境的感觉。

本文针对AR技术的概念与特点进行了分析，探讨AR技术在“机械制图”教学中的应用。

关键词：AR技术《机械制图》教学应用
一、AR技术在教学中的作用
AR技术通过计算机与传感器实现了人机交互，使用者可以在虚拟的世界中感受到各类表述对象，通过身体感知来达到身临其境的效果，发挥想象空间。

充分借助AR技术，激发学生学习的兴趣，从而主动参与教学活动，
1.丰富教学手段。

当前，科技发展日新月异，AR技术的应用给人们的生活带来了诸多便利，AR技术的应用，使得教学手段更为多样，教学方法也有所创新，促进了师生间的交流，使得课堂效率大大提升。

AR技术在机械制图教学中的应用益处非常大，教师可以利用AR技术来画出模型、挂图，让学生产生直观感受，也让学生知晓立体物体是如何利用投影原理来转化为平面图形的，AR技术可以将真实的情景展现在学生眼前，并将平面图形转化为立体图形，帮助学生更好地思考、练习，提升其制图能力。

利用APP，学生可以通过旋转手机、触摸手机屏幕的方式来对图形放大、缩小，从多个视角观察图形，不仅能够帮助学生快捷地制图，还能够显著锻炼学生的各项能力。

2.创新教学模式。

传统教学存在师生角色不明确、学生缺乏主动性等弊端，究其原因，主要在于教师对自身定位不合理，采取满堂灌等方式，导致学生处于被动地位，而教学媒体主要担任教师传授知识工具的作用，并未考虑学生的自主性。

AR信息化教学则不同，在资源骤增的同时，教学方式也得以创新，重新定义师生角色，明确了学生的主体地位，更注重其独立思考和自主学习意识的培养。

二、AR技术在"机械制图"教学中的应用
1.开发工具与APP设置。

AR技术应用的是计算机视觉技术，能够及时识别、跟踪平面图形与简单的3D图形。

在应用环节，首先要让学生利用计算机技术得到真实物体展示，利用手机摄像头图像与视频对获取的图像和视频进行信息筛选，利用程序分析和定期检测生成虚拟图，将实物与虚拟物品结合，在相关的移动设备中展现出来。

找到匹配图像后，平台即可对图像进行三维处理，制作出虚拟立体图形，再将虚拟立体图形与现实物品叠加，展示给学生。

关于AR技术在机械制图教学中的应用，最为常见的就是机械制图辅助教学APP，经过实践显示，这一APP的应用为教师的教学提供了极大的方便，也为学生提供了生动、直观的学习方法，显著提升了学生的学习兴趣，提高了教学效率。

2.AR技术在组合体构型中的应用。

近年来，各个出版社都在机械制图教材中增加了AR资源，上述资源均是免费、公开的，在难以及时更换教材的情况下，教师可以通过不同的渠道来获取教材，将其中带有组合AR资源的内容扫描为电子图纸，在预习环节，为学生发放，引导学生下载，这样，学生即可利用碎片化时间来完成课前预习。

在课堂上，通过手机扫描，可以清晰展现出组合体中的二维图形，并将其转化为三维图形，还可以对建立的模型进行旋转、移动和缩放。

在课前预习中，学生对组合体有了更多认识，在课中授课时，教师再予以针对性的指导和讲解，学生就更易听懂，提升了教学效率。

同时，利用AR技术对组合体进行虚拟拆装，可让学生有更加深入的理解。

学生可以通过APP下载相关文件到自己电脑上体验、学习，这种方式更加新奇，学生的感悟也更加深刻，不会受到时间和地点的限制。

3.在剖视图表达中的应用。

在机械制图教学中，剖视图画法是一个非常具有难度的问题，要画出剖视图，学生要对组合体产生完全理解。

在这一情况下，即可将AR技术作为第三方平台，提前上传制好的三维数字模型，展示为web3D模型，利用在线共享分享给学生，学生可以很方便地浏览，任意切割，并观看到完整截面。

在授课时，教师要对其中的灯光、纹理、操作、阴影等进行科学设置，生成轻量化文件，利用网址的方式发送给学生，也可以通过朋友圈链接、微信链接来分享，学生可以便利地在微信中打开，学生在保存了这一链接之后，在任何的时间、地点，都可以进行剖视图表达学习，可以提高学生的理解能力。

4.在装配体识读中的应用。

之所以学生对装配体的识读学习存在困难，主要原因是由于学生缺乏这一方面的结构认知。

且在拆装次数的增加下，产品的损坏率非常高，利用AR技术，能够有效弥补这一方面的不足，在授课时，在实验平台中呈现需要认知的产品结构互动三维
模型，形成项目方案，制作平台网页，学生用电脑登录网址后，可以通过键盘、鼠标等进行反复拆装，系统还设置了不同的拆装方式，拆装方式由浅人深，符合学生的认知规律。

采用AR模式的教学，师生不仅能通过声音、视觉这两种感观进行信息交互，甚至可以通过嗅觉、味觉、触觉等方式进行交互。

例如，采用AR设备，当某位同学出现注意力不集中等情况时。

教师可以远程控制AR设备，对他进行接触性提醒。

如有必要甚至可以释放味觉。

不仅如此，学生也可以通过AR设备虚拟成场景中的人物，与其他学生或老师进行交流。