無線同屏技術(shù)在建筑制圖課程中的應(yīng)用研究

1、    無線同屏技術(shù)在建筑制圖課程中的應(yīng)用研究    張重，董學(xué)杰摘 要 在建筑制圖教學(xué)的十年中，發(fā)現(xiàn)教師面對(duì)全體學(xué)生講解時(shí)，不能收到有效的回饋信息，而學(xué)生易看不清黑板和圖紙示例，溝通效果較差；面對(duì)個(gè)體講解時(shí)，需要進(jìn)行重復(fù)多次的講解，教師感覺累，學(xué)生等待時(shí)間長(zhǎng)，溝通效率低。傳統(tǒng)教具黑板視覺識(shí)別清晰度低，投影機(jī)加投影幕等電教設(shè)備無法消除教師操作對(duì)演示內(nèi)容的遮擋，影響信息的有效傳達(dá)。研究應(yīng)用無線同屏技術(shù)，解決建筑制圖課程傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的問題，給出了經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)并證明可行的無線同屏解決方案。以高端會(huì)議共享設(shè)備可立享（clickshare）為核心，使用帶有攝

2、像頭的觸屏設(shè)備推送講課內(nèi)容，大屏幕高清電視作為接受端同步共享授課全程。以典型教學(xué)場(chǎng)景為例，證明在建筑制圖課程中使用無線同屏技術(shù)帶來了教學(xué)模式的進(jìn)化，并指出了目前方案可以改進(jìn)的短板，提出了優(yōu)化的方向。關(guān) 鍵 詞 無線同屏；建筑制圖；教學(xué)模式 g642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 a 2096-0603（2018）01-0137-03一、建筑制圖課程傳統(tǒng)教學(xué)模式的問題傳統(tǒng)的建筑制圖課程，教師使用三角板、圓規(guī)、粉筆在黑板上繪制圖樣，全體學(xué)生看黑板演示聽老師口述講解。教與學(xué)的問題源于兩方面：一方面黑板長(zhǎng)時(shí)間使用后的粉筆痕跡不易清理干凈，即使用彩色粉筆，圖底對(duì)比度也很低，嚴(yán)重影響視覺識(shí)別。另一方面，授課過程相當(dāng)于教師向

3、所有學(xué)生廣播信息，由于缺乏信號(hào)回饋，教師并不能確定學(xué)生是否已收到信息，也不能確定接受程度。這就需要教師走下講臺(tái)巡視學(xué)生完成練習(xí)的情況，針對(duì)出現(xiàn)的問題再單獨(dú)指導(dǎo)。多個(gè)學(xué)生出現(xiàn)同樣問題，就必須多次重復(fù)講解。電氣化教學(xué)的典型設(shè)備是投影機(jī)配合投影幕，教師可以將事先準(zhǔn)備好的靜態(tài)圖像或者動(dòng)態(tài)視頻通過電腦投影到幕布。問題是，講解制圖知識(shí)時(shí)，核心內(nèi)容應(yīng)該是圖紙上的信息，而不是操作的人，但是制圖人的身體和工具對(duì)圖紙的遮擋無法避免，易造成干擾，分散了學(xué)生的注意力。電教化的另一種常用設(shè)備是展示臺(tái)，可以將小尺寸圖樣放大投影到幕布，一般規(guī)格是a4紙大?。?97×210，單位毫米），也可以做過程演示。問題同樣

4、是繪圖人和制圖工具不能隱藏，對(duì)圖紙有遮擋，影響信息的有效傳達(dá)。教學(xué)還是廣播模式，不能即時(shí)得到廣播效果的回饋。在畫大圖的階段，教師使用往屆學(xué)生完成的真圖，懸掛在教室的固定位置，用做實(shí)物展示。學(xué)生一般使用智能手機(jī)拍照后，回到各自座位比對(duì)樣圖直到完成最終圖紙。教學(xué)存在同樣的問題：面對(duì)全體講解時(shí)，教師不能直接收到回饋信息，而學(xué)生看不清圖紙示例，溝通效果差；面對(duì)個(gè)體講解時(shí)，需要重復(fù)多次，教師感覺累，學(xué)生等不及，溝通效率低。如果兩種教學(xué)模式能夠結(jié)合起來，即教師在教室任意角落發(fā)現(xiàn)學(xué)生有問題，可以在針對(duì)單人講解的同時(shí)，將問題及講解過程共享給其他學(xué)生，就可以即保證一對(duì)一教學(xué)的最佳溝通效果，又兼顧向其他學(xué)生廣播，

5、提高了教學(xué)效率，改進(jìn)了教學(xué)效果，并解決視覺識(shí)別和演示遮擋的問題。傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教師和投影幕布都位于講臺(tái)區(qū)，與學(xué)生就座區(qū)域分開。如果顯示設(shè)備放在學(xué)生就座區(qū)域，教師不再站在講臺(tái)上講課，而是坐在學(xué)生身邊，面對(duì)面講解，同時(shí)向全體學(xué)生分享一對(duì)一講解的高質(zhì)量教學(xué)服務(wù)。這將是教學(xué)模式的進(jìn)化。二、無線同屏技術(shù)的啟示高端攝影棚，數(shù)碼相機(jī)配合無線傳輸?shù)鬃?，可以直接在大屏幕顯示器實(shí)時(shí)同步顯示攝影師鏡頭剛剛拍攝的片子，客戶可以同步完成選片工作。如果這樣的無線同屏技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)，將帶來極大便利。教師使用觸屏設(shè)備替代傳統(tǒng)的紙筆，面對(duì)面溝通，一對(duì)一講解，同時(shí)通過無線同屏技術(shù)，將解答的全過程共享給教室內(nèi)的每一個(gè)學(xué)生，既能保

6、證家教級(jí)的最佳教學(xué)效果，又能兼顧教學(xué)廣播，具有同樣問題的學(xué)生可以同步學(xué)習(xí)，避免了重復(fù)講解，提高了教學(xué)效率，也節(jié)省了教師精力。使用現(xiàn)代化高清大屏幕顯示設(shè)備替代傳統(tǒng)黑板，提高了視覺識(shí)別的清晰度；使用觸屏設(shè)備配合觸屏筆繪制圖樣，對(duì)圖紙的典型問題拍照，添加注解，放大顯示，大屏幕同屏僅顯示圖紙線條生成過程和批注信息，看不到操作人和操作工具，圖紙的內(nèi)容成為教學(xué)的核心，成功消除了繪圖工具和操作者自身對(duì)教學(xué)演示的遮擋和干擾。三、組建無線同屏系統(tǒng)將一對(duì)一教學(xué)的過程即時(shí)分享給其他學(xué)生的無線同屏系統(tǒng)有3個(gè)組成部分：投屏設(shè)備、大屏幕共享顯示終端、同屏共享模塊。投屏設(shè)備在教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行1對(duì)1講解時(shí)使用，是教師與學(xué)生個(gè)體

7、之間的溝通界面；顯示終端負(fù)責(zé)向?qū)W生全體即時(shí)廣播教師與學(xué)生個(gè)體溝通的全過程；同屏共享模塊負(fù)責(zé)投屏設(shè)備與顯示終端之間的信號(hào)傳輸。（一）投屏設(shè)備綜合衡量設(shè)備的便捷性和性價(jià)比，windows平臺(tái)的surfacepro更適合于建筑制圖類課程的教學(xué)工作。以surfacepro3為例，電腦、平板二合一，可以觸屏操作，需要看細(xì)節(jié)時(shí)，兩只手指就可以直接實(shí)現(xiàn)局部放大?？梢酝饨渔I盤、藍(lán)牙連接鼠標(biāo)和觸控筆，500萬像素前后雙攝像頭。win10操作系統(tǒng)，可以使用所有windows平臺(tái)軟件，例如，sketchup，autocad，photoshop，office，onenote，onedrive等。（二）顯示設(shè)備容納40

8、人的制圖教室一般面積在100平米以上，長(zhǎng)方形布局，考慮設(shè)備的最優(yōu)觀看距離，傳統(tǒng)的投影機(jī)和幕布適合沿教室長(zhǎng)邊方向布置，大屏幕高清電視作為無線同屏設(shè)備接收端適合沿教室短邊方向布置，65寸以上的畫面就足以覆蓋整個(gè)教室。（三）無線同屏共享的核心巴可（barco）公司的可立享（clickshare），可以在30米距離內(nèi)，輕松將筆記本電腦或移動(dòng)設(shè)備上的內(nèi)容無線分享到演示屏幕上。使用2.4ghz和5ghz無線頻段，視頻高達(dá)30fps，音頻同步，良好解決了掉線問題。無需線纜、無須驅(qū)動(dòng)、無需設(shè)置、無需等待，usb接口即插即用，只需單擊一次投屏按鈕，就可以將演示和講解變成完全的分享體驗(yàn)。支持多種設(shè)備：臺(tái)式機(jī)、筆記

9、本電腦、平板電腦、智能手機(jī)。兼容多種系統(tǒng)：windows，mac os，linux ，ios，android。臺(tái)式機(jī)及筆記本電腦使用usb接口物理連接發(fā)射端，按一下按鍵，即刻共享同屏。安卓手機(jī)、蘋果手機(jī)、ipad、平板電腦，需要下載應(yīng)用，在app內(nèi)，也可以輕松一鍵共享靜態(tài)內(nèi)容。支持airplay，蘋果產(chǎn)品通過airplay連接還可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)內(nèi)容共享。支持多用戶同時(shí)使用，按住共享鍵2秒鐘，兩個(gè)不同講解人的講解內(nèi)容可以便捷切換。也就意味著教師和學(xué)生可以針對(duì)問題，各抒己見，平等討論，觀眾可以分享知識(shí)碰撞的火花。四、無線同屏系統(tǒng)的典型工作場(chǎng)景建筑制圖課程可以分為兩個(gè)階段，前一個(gè)階段講解投影的基本原理，

10、點(diǎn)線面體投影的基本規(guī)律，主要鍛煉培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和邏輯推理能力。后一個(gè)階段畫大幅面建筑平面圖，貫徹房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和建筑行業(yè)相關(guān)規(guī)范，主要磨煉學(xué)生追求細(xì)節(jié)、精益求精的耐心，培養(yǎng)精細(xì)操作能力。（一）投影階段已知建筑實(shí)體的兩個(gè)視圖，求第三個(gè)視圖，即通稱的“二求三”，是訓(xùn)練空間想象能力常用的方法，也是制圖課公認(rèn)的難點(diǎn)。傳統(tǒng)的教學(xué)方法，教師在黑板上畫圖，面對(duì)全體學(xué)生泛講，在邏輯推理過程中學(xué)生跟不上教師的思維過程而掉線的情況時(shí)有發(fā)生，而教師由于缺乏信息回饋，并不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。使用無線同屏技術(shù)，教師坐在學(xué)生身邊，面對(duì)面使用平板電腦和觸控筆完成講解。surfacepro自帶的觸屏筆支持256級(jí)壓感，

11、配合直尺三角板等多種傳統(tǒng)工具使用，借助onenote軟件，不論是畫圖還是批注都很方便?？梢圆迦雸D片、表格、超級(jí)鏈接等多種對(duì)象，可以畫多種顏色不同粗細(xì)的線條，支持錄入文字，可以方便添加各種圖形和箭頭，完成系統(tǒng)圖和分析圖。對(duì)老師來說，是非常好的授課軟件；對(duì)學(xué)生來說，是很好的筆記軟件。講解過程中教師一旦發(fā)現(xiàn)學(xué)生走神或者卡殼，即時(shí)與學(xué)生互動(dòng)溝通，迅速調(diào)用sketchup軟件演示二維圖形生成三維實(shí)體的過程，畫線、封面、推拉出實(shí)體的建模過程完美模擬了加法建模和減法建模過程中的形體分析。有了三維模型，變換觀察角度即可直接得到二維視圖，剖切面工具可以生成任意位置的剖視圖，非常適合用來幫助學(xué)生鍛煉提高空間想象能

12、力。（二）大圖階段房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)gb50001要求的細(xì)節(jié)很多，傳統(tǒng)教學(xué)模式下，真圖做演示，公開講解問題，大多數(shù)學(xué)生看不清楚示例圖紙，教師不得不對(duì)每一個(gè)出問題的學(xué)生都講一遍，重復(fù)多次，才能保證教學(xué)效果，這讓任課教師苦不堪言。利用無線同屏技術(shù)，教師審圖，發(fā)現(xiàn)學(xué)生圖紙中出現(xiàn)的問題，即刻拍照，插入onenote軟件，觸屏操作放大顯示圖紙細(xì)節(jié)，觸控筆勾畫批注，能夠徹底解決傳統(tǒng)黑板的視覺識(shí)別問題。一對(duì)一教學(xué)的同時(shí)，講解過程全程共享，所有人都能清楚地看到問題所在，一個(gè)典型問題只需要講解一次，避免了繁重的重復(fù)工作。不論是習(xí)題課還是課堂答疑，使用onenote講解，全過程的記錄都可以保存到微軟的onedr

13、ive云，支持多用戶同時(shí)操作，學(xué)生可以隨時(shí)隨地訪問教師共享的教學(xué)資料，瀏覽課堂筆記，大幅提高了學(xué)習(xí)效率。surfacepro設(shè)備凈重僅800克，單臂便可掌握，教師可以移動(dòng)授課，隨時(shí)隨地發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。當(dāng)教師不是站在講臺(tái)，高高在上的時(shí)候，跟學(xué)生之間的物理隔閡也就消失了。坐在學(xué)生身邊面對(duì)面講解，小班授課的模式，明顯提高了教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)兼顧了傳統(tǒng)廣播式教學(xué)的公正公平，也更有利于營(yíng)造融洽的師生關(guān)系。五、實(shí)際使用中的問題在智能手機(jī)攝像頭普遍實(shí)現(xiàn)了2000萬像素的時(shí)代，surfacepro3的攝像頭僅為500萬像素，這樣的分辨率還是低，圖像顆粒感明顯，畫質(zhì)顯粗糙，相信微軟的下一代產(chǎn)品surfacepr

14、o4能很好地解決這一問題。surfacepro只有一個(gè)usb接口，必須插接可立享的物理按鈕才能傳輸同屏信號(hào)至大屏設(shè)備。usb口被占用后，無法使用藍(lán)牙鼠標(biāo)，對(duì)一些非常依靠鼠標(biāo)操作的繪圖軟件和建模軟件來說，就必須改為觸屏操作，而目前大多數(shù)軟件對(duì)觸屏筆支持并不好。復(fù)雜圖形和模型的操作，演示效率就比較低。相信當(dāng)符合miracast（無線投屏）認(rèn)證的設(shè)備普及起來之后，只有一個(gè)usb接口將不再是選用surfacepro的缺憾?？闪⑾恚╟lickshare）作為辦公演示業(yè)內(nèi)的高端產(chǎn)品，本身突出的賣點(diǎn)就是高品質(zhì)無線傳輸，相較于市面上常見的同屏產(chǎn)品，掉線很少。但是，當(dāng)模型復(fù)雜起來，頻繁切換不同觀察角度時(shí)，sketchup軟件的實(shí)時(shí)操作會(huì)明顯卡頓，動(dòng)畫演示過程還是會(huì)有掉線的情況發(fā)生。這并不單純是可立享的原因，sketchup軟件占用系統(tǒng)資源高，surfacepro3的硬件性能相對(duì)低，也是一部分原因。希望surfacepro的下一代會(huì)大幅解決類似問題。參考文獻(xiàn)：1徐兵.巧用多媒體提高機(jī)械制圖教學(xué)效率j.信息技術(shù)，2011（8）：220.2叢文靜，馬曉霞，趙敏.工程制圖自主式學(xué)習(xí)平臺(tái)的構(gòu)建j.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2013，32（12）：197-199.3肇承琴.基于就業(yè)教育下的現(xiàn)代工程圖學(xué)教學(xué)改革j