VR技術在汽車專業的教學探索

摘 要：隨著5G技術的日益普及，VR技術逐漸被應用到教育教學中，并取得了良好的效果。文章基于VR技術在教學中的應用實況與積極作用，以職業技術教育汽車專業為例，分析VR虛擬教學的主要方式及VR實訓教學設計，通過興趣為基、任務引領，反復操作、技能強化，培養汽車專業學生的職業意識，激發學生的學習興趣，提升汽車專業課程教學實效。

關鍵詞：虛擬教學;VR技術;教學探索

中圖分類號：U461;G434 文獻標識碼：A 收稿日期：2020-04-25 文章編號：1674-120X（2020）17-0109-02

一、研究背景

2020年是5G商用元年，隨著5G技術的日益普及，VR（虛擬現實）技術也得到了更廣泛的應用，它不僅可以增強身臨其境的學習體驗，還可以在教育教學中發揮重要作用。VR教學產品種類非常豐富，交互性、想象性、沉浸性是VR技術最大的特點，通過VR教學可以讓學生在虛擬環境中體驗真實操作。

“世界5G大會”中專設“5G+智慧教育高峰論壇”，熱議5G給新時代教育帶來的新變革。未來教育革命的關鍵在于科技革命，2020年是在線教育的拓展期，抓住5G技術的機遇實現在線教育的變革，信息技術會帶來教育理念的創新、教學模式的改變以及未來教育體系的改變。

未來需要科技引領，教育需要創新來點亮。對5G應用場景進行探索與技術開發，能夠滿足學習方式多樣化需求;攜手VR、AR和AI等共建智能教育環境，能夠創建創新智慧教育示范教學區。在汽車專業課程教學中運用VR技術，可以讓學生在自主學習和體驗學習中成長。

二、VR技術在教學中的應用與探索性研究

未來是大數據時代，在線教育的時代已經來臨，“互聯網+教育”會得到更多的應用。VR教學因教學環境的開放性、實時性、互動性等特點，被廣泛應用。學生可以不受時間、空間的限制進入學習狀態，先自學，后受教;先摸透，后熟練。VR虛擬教學是大勢所趨，利用VR技術進行教學時教學活動有以下特點：

（一）師生觀念的改變

傳統教學是以“理論+實操”為主的課堂教學，學生學習自主性低。 現有的教學理念是“以學生為中心”，倡導啟發引導式教學。VR技術可以提供這種教學環境，真正實現以學生為中心的個體化教學，促進合作化教學環境中學生自我探究意識的培養。VR教學是利用計算機網絡技術，構建與實景相同的或者類似的虛擬場景，在虛擬中進行一對一教學的一種創新教學模式。VR教學改變了傳統的師生互動模式，在VR教學之中，學生更具有獨立性，能夠像教師一樣完成相關任務。教師布置任務后，學生根據VR教材以及手機或者PC端的VR系統進行自主學習，進行自我測試，學生自學的主體地位得以呈現，教師引導學生自主轉變學習方式。

（二）教學形式靈活多樣性探索

虛擬教學的教學形式多樣、靈活，能夠通過布設學習任務，使學生的學習能力得以提高，教師和學生能夠從虛擬教學中得到實際經驗以及學習經驗。在虛擬教學中，隨著5G技術的不斷更新，VR教學資源不斷增加，舊知識不斷更新，學生能在各個地方學習到先進的知識和操作技能，這也為“互聯網+教育”的發展和更新提供了更為廣闊的途徑和空間。

（三）教學情景的逼真性探索方案

虛擬現實技術是根據真實的場景模型進行計算機加工制作的，這樣能使學習者感知真實的操作環境。在汽車專業VR技術教學中，常把發動機各個部件制作成VR系統中能夠操縱的數據，在虛擬實驗中，學生能夠進行發動機缸體拆裝，系統針對難懂的部分還有專門的語音講解。

三、VR虛擬教學模式

VR虛擬教學的實踐性強，能夠提升學生的創造能力及動手能力。教師可以根據教學安排對不同的班級進行針對性授課，具有很強的靈活性。隨著“互聯網+”技術的不斷發展，當前虛擬教學應用廣泛，以大學及其教育機構為例，主要包括以下幾種方法：

（一）移動端仿真教學

在手機、電腦、iPad等移動端安裝教學軟件，通過軟件應用實現人機互動，并在系統里面對真實的情景進行仿真模擬，實現運動方式和運動過程的模擬實訓。制作集合視頻、圖片、聲音等多形式的移動端課件和虛擬教學資料，運用計算機來進行虛擬教學，教學效率較高，可以重復進行。

（二）模型演示教學

在VR教學系統里面的仿真模型，不管在課前、課中還是課后，學生都可以進行全方位的動作演示，更能直觀地進行學習，深入地了解自己的不足。實物模型能夠比較直觀、形象地揭示出事物的具體形式和運動方式。通過計算機進行描述，能夠使學生更好地認識其現狀和發展規律。通過模型演示教學，再讓學生到實車上進行操作，將使學生對知識的印象更加深刻。

（三）概念掌握

以動促教，以學促學，在VR虛擬教室里面，學生可以更好地掌握汽車相關知識的概念和核心，通過立體交互體驗，使學習更加得心應手。

（四）互動合作學習

虛擬情景應用于VR教學中，讓學生自主進行探索和研究，并且在虛擬場景中進行互動合作學習。學生在教師的指導下選定一定的教學內容，并傳遞該教學內容，構建完整的學習任務鏈。

（五）技能訓練

VR教學可以打破時間和空間的限制，讓學生利用虛擬實驗進行系統電路設計、汽車拆裝、汽車檢測等方面的探索學習。在沉浸性和交互性學習中，學生開展技能訓練，提升汽車駕駛技能和電器維修技能水平等。

四、VR實訓教學設計

實訓教學是職業技術教育教學中的重要環節，指結合VR技術自身特性，更好地幫助學生實現實訓課程的學習目標。交互式學習不僅具有視覺藝術沖擊，而且能夠進行反復分析和綜合。湖南汽車工程職業學校（以下簡稱“我校”）建了基于VR技術的汽車維修虛擬實訓平臺，運用到VR實訓軟件開發中進行教育學行為設計。此虛擬實訓平臺，提供了汽車檢測與維修、汽車運用與維修、新能源汽車等不同課程內容并進行了整合統一，在該平臺中針對不同課程確定的不同內容的導入和教學目的，通過模擬的教學環境完成教學任務設計。

（一）興趣為基，任務引領

在現有汽車專業教學中，使用項目教學法和任務驅動法較多，也有的使用活頁式教學方法。在以VR技術為基礎的汽車檢修教學中，也是以任務教學法為驅動，在課前、課中、課后布置相應的任務，使學生能夠自主地進行學習。以我校的“基于終端VR汽車教育實訓平臺”為例，教學內容分發動機檢修、底盤檢修和新能源汽車檢修三個部分。如在發動機部分，學生必須先完成上一任務，才能進行下一任務的學習。 這種教學方法除了可以解決傳統教學受時間與空間限制的問題，還可以通過擬真環境中的圖片和視頻，使學生更易于理解汽車結構，理解汽車裝配方式和運動原理，提升學習興趣。以任務為引領，使學生進行學習探索，提升了學習的創新性，提高了實際操作的創新性。

（二）反復操作，技能強化

在傳統汽車檢修與維修教學中，汽車及零部件的損耗是要考慮的重要因素，學校設備常更新太快，學生不能使用最新設備。但是VR汽車教育實訓平臺可以解決這種問題。在虛擬教學中，不用考慮設備數量、消耗以及學生安全等方面的因素，每個學生都可以對每個項目進行自主的多次訓練，以達到熟練的程度。VR汽車教育實訓平臺不僅能夠通過擬真的拆裝訓練完善教學設計，同時也能夠通過任務式教學解決部分學生學習不積極、不愿意動手的問題，提高其學習興趣。在VR汽車教育實訓平臺中，學生在學習中犯的錯誤大幅減少，提升了對汽車結構的認知，從而提升了教學效率。

（三）培養職業意識

2020年，隨著全球經濟陷入萎靡，就業單位更看重個人職業素養。VR汽車教育實訓平臺，不僅能培養具有專業能力的人才，也培養具有創新能力的人才，還培養職業能力和意識高的人才。在系統設計中，把實際工作崗位所需的各種能力都融入其中，如將6S融入工作操作中，能夠使學習者不知不覺養成優良的職業素養，從而達到提升學習能力的目標。

五、結語

VR汽車教育是發展創新、提升信息化素養的一種可以大加利用的教學手段，與實踐教學相輔相成，能在提升學生學習興趣的同時，以汽車VR軟件交互設計與行為模式為導向，利用教育學理論，在虛擬環境中培養學生，通過“動機、思維、興趣點”來引導學生，同時激發學生學習汽車知識的興趣。

構建基于汽車新技術的VR教學資源平臺是以后在線學習的根本，平臺可以對所有師生開放，在開放的過程中不斷總結成功和進步的經驗，實現知識的交流與共享，達到教與學的共同進步。在后續的虛擬教學中，要進一步建立學習數據的動態監測系統，保障學習效果。

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作者簡介：秦詠梅（1976—），女，湖南雙峰人，湖南汽車工程職業學院汽檢教研室主任，高級講師，研究方向：汽車專業教學與研究。