“重理論、輕實(shí)踐”是高校教學(xué)過(guò)程中存在的普遍現(xiàn)象，尤其對(duì)于理工類(lèi)的學(xué)科來(lái)說(shuō)，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力至關(guān)重要。橋梁工程學(xué)作為土木工程中的一門(mén)子類(lèi)學(xué)科，其包含的課程知識(shí)頗多，該專(zhuān)業(yè)對(duì)學(xué)生的理論知識(shí)掌握程度和實(shí)踐操作能力有著高要求。但在傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中，橋梁工程專(zhuān)業(yè)卻面臨諸多教學(xué)問(wèn)題，學(xué)生實(shí)踐操作能力明顯與理論知識(shí)處于不平衡狀態(tài)。結(jié)合目前教學(xué)現(xiàn)狀，AR橋梁工程仿真教學(xué)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)為解決當(dāng)前教學(xué)模式提供實(shí)際解決方案。

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當(dāng)前橋梁工程專(zhuān)業(yè)面臨的教學(xué)困境：

1、知識(shí)難點(diǎn)多，學(xué)生理解困難：課程內(nèi)容需要了解學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)，受力體系等課程，知識(shí)點(diǎn)繁多。學(xué)生理解起來(lái)較為困難，逐步失去學(xué)習(xí)的興趣。

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2、教材內(nèi)容并未結(jié)合當(dāng)前橋梁工程現(xiàn)狀進(jìn)行優(yōu)化改善，內(nèi)容缺乏創(chuàng)新性：橋梁工程屬于實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科，課程內(nèi)容要緊跟對(duì)行業(yè)的變化不斷創(chuàng)新，與時(shí)俱進(jìn)，但傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程依舊以傳播課本內(nèi)容知識(shí)為主，缺乏對(duì)內(nèi)容補(bǔ)充和創(chuàng)新。

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3、課程教學(xué)手段過(guò)于單一，缺乏新穎教學(xué)模式；課堂教學(xué)方法比較單一，每一節(jié)課程都是按部就班，缺乏新穎性，學(xué)生和老師互動(dòng)少。

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4、實(shí)訓(xùn)課程少，缺乏理論和實(shí)踐的有效結(jié)合：橋梁工程屬于實(shí)踐性課程，需要學(xué)生在掌握理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，開(kāi)展實(shí)踐活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的有效結(jié)合。但是從教師重理論、輕實(shí)踐的情況來(lái)看，橋梁工程教學(xué)的效果微乎其微。

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解決方案：

將AR技術(shù)與橋梁工程資源進(jìn)行整合，通過(guò)計(jì)算機(jī)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和實(shí)時(shí)圖像合成技術(shù)，為橋梁工程專(zhuān)業(yè)模擬了各種實(shí)訓(xùn)場(chǎng)景、3D立體形式展現(xiàn)二維單調(diào)平面設(shè)計(jì)圖來(lái)幫助學(xué)生更好地理解橋梁工程的構(gòu)造、材料、設(shè)計(jì)、施工等理論，賦予學(xué)生更為直觀、清晰、具體、形象的感知體驗(yàn)的同時(shí)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

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佩戴AR眼鏡設(shè)備進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)定的虛擬場(chǎng)景中，學(xué)生根據(jù)系統(tǒng)的提示來(lái)模擬不同的故障、失誤和異常情況，進(jìn)行反復(fù)測(cè)試和模擬，查找和修正問(wèn)題，掌握各項(xiàng)操作技能要點(diǎn)；而老師實(shí)時(shí)跟進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況來(lái)予以指導(dǎo)糾正，帶動(dòng)學(xué)生的自主性并活躍課堂氛圍，讓課堂不再沉悶無(wú)趣。

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橋梁工程專(zhuān)業(yè)看重學(xué)生的橋梁設(shè)計(jì)能力和橋梁勘察能力。故在設(shè)計(jì)和施工模擬實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中，利用AR技術(shù)協(xié)助學(xué)生可視化設(shè)計(jì)模型并生成具有真實(shí)感的橋梁模型，使得他們可以更好地理解和調(diào)整橋梁的設(shè)計(jì)，并且結(jié)合當(dāng)前橋梁行業(yè)中施工工藝的新變化提供精確的引導(dǎo)，幫助學(xué)生在建立新的結(jié)構(gòu)時(shí)避免任何誤差，真正將課程內(nèi)容與目前橋梁建設(shè)新變化“接軌”，創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容。

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由于考慮到現(xiàn)實(shí)橋梁建設(shè)還需要定期維護(hù)和檢修，該系統(tǒng)還額外通過(guò)3D模型在真實(shí)的橋梁上疊加虛擬信息來(lái)呈現(xiàn)橋梁的實(shí)際情況，幫助學(xué)生更準(zhǔn)確地捕捉細(xì)節(jié)，快速定位并解決潛在問(wèn)題，以保證其結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。

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結(jié)合以上幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，AR橋梁工程仿真教學(xué)系統(tǒng)在對(duì)學(xué)生進(jìn)行理論知識(shí)強(qiáng)化和實(shí)踐能力培養(yǎng)方面時(shí)候都起到引導(dǎo)教學(xué)的顯著效果，既牢牢鞏固學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，又增強(qiáng)學(xué)生自主動(dòng)手實(shí)操能力，改變了“重理論、輕實(shí)踐”教學(xué)模式，創(chuàng)新教學(xué)手段，為高校精準(zhǔn)化、合理化解決實(shí)際教學(xué)困境。