基于虛擬教學技術的中職汽修教學創新研究

趙海曼

摘? 要 當前中職院校在師資力量、教學設備、企業銜接等客觀條件上存在相當多困難，導致教師在汽修技能實訓這一教學環節很難達到培養目標。基于虛擬教學技術在中職汽修專業教學中的創新應用，改變傳統中職汽修教學，提高學生學習效率，提升教師教學能力，同時促進各地區教育資源公平分配。

關鍵詞 中職;汽修專業;虛擬教學技術;實訓教學;虛擬教學平臺

中圖分類號：G712? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）09-0049-03

0? 引言

筆者通過對我國職業教育的研究，發現當前中職汽修專業技能培訓還是以單向灌輸式教學模式為主，教學模式單一，不能有效激發學生自主學習能力。尤其是對汽修專業十分重要的實訓階段，部分院校師資力量有限，教學平臺陳舊，優質的信息化教育資源無法得到高效利用和公平分配。而虛擬教學技術作為一種重要的信息技術教學手段，在中職汽修專業教學中的應用愈加廣泛，隨著VR（Virtual Reality，虛擬現實）技術的逐步成熟，沉浸式新型教學模式大大降低了新技術的學習難度，也激發了學生的學習興趣，具有很大的應用潛力。

1? 虛擬教學技術的特點

1.1? 沉浸式學習體驗

通過虛擬教學平臺對汽修設備、車輛設備進行高精度模擬，可對汽修常用工具和數據庫中有的汽車進行多角度的靜態觀察和動態組裝（包括組裝過程中需要的工具）。通過運用虛擬教學技術，學生能夠通過親自上手操作各個設備、車輛，從而更加全面地了解實際汽修過程中所使用的各種儀器設備的構造、拆裝和操作方式。通過使用HTC VIVE等虛擬現實套件，使學生完全沉浸于虛擬的3D汽修學習環境中，不僅學習真機實訓中的汽修知識，還可以學習各個零部件結構、重要組件運行原理。

1.2? 滿足學生的個性化需求

在日常教學中發現，中職實訓過程中普遍存在師資力量匱乏的問題，學生無法獲得有經驗教師的一對一的指導;同時因為實訓設備短缺或陳舊，學生很難獲得高效的實訓練習。而虛擬教學技術在解決教師匱乏這一難題的同時，可以讓每個學生根據自己學習的不同程度進行學習內容的定制，滿足個性化需求。

1.3? 避免實訓危險

在汽修專業實訓過程中因使用設備較多，電路較復雜，各種設備和電的混合使用存在一定的危險性。而中職院校學生年齡較小，且處于初學階段，風險意識不足，容易因錯誤操作引發危險。虛擬教學技術通過模擬手段，可以彌補實訓教學的弊端，避免實訓中的危險。

1.4? 節省費用，提高效率

汽修專業實訓需要多種設備和車輛，并且每年都需要根據汽修技術的更新進行實訓設備的更新，這一工作給中職院校帶來較大的設備資金壓力。而虛擬教學技術和設備價格相對低廉，每年的更新和維護費用也較低，同時可以通過多系統多模塊相結合的方式來擴展教學模塊，根據教學需求增加設備、車輛的虛擬拓展模塊，緊隨市場各種技術最新發展需求。同時，虛擬教學軟件可以重復使用，從而節約大筆的實訓費用支出。

1.5? 突破教學的時空限制

虛擬教學技術通過“互聯網+”的應用，可以實現多人同時在線學習，教師教學和學生學習都不會再受時間、空間的限制，除了使用VR設備進行人人、人機互動以外，還可以通過移動端進行隨時隨地的操作學習。與傳統實訓儀器設備操作相比，虛擬教學技術還建立了可進行信息共享的交互界面，豐富了教師的教學手段，也激發了學生的學習興趣，提高了教學效率，降低了對實訓設備的損耗。

2? 虛擬教學技術在新能源汽車維修上的應用實踐

目前，傳統汽車行業因面臨能源和環境問題而遇到發展瓶頸，而通過大力發展新能源汽車是解決這一問題并優化汽車產業結構的重要舉措。為了適應汽車行業發展需求，讓中職汽修專業學生進入社會時具有更強的行業競爭力，各中職院校汽修專業也開始開設新能源汽車技術等課程。然而在教學過程中，筆者發現新能源車輛電路復雜、電壓高、新技術應用多、故障實例少、教學資料匱乏，導致出現汽修實訓教學“三高”情況，即知識難度高、實訓危險性高、硬件成本高，限制了電動汽車汽修教學培訓的高效開展。隨著虛擬教學技術日益成熟并應用于中職院校汽修專業教學之中，這一教學難題也必將得到解決。

2.1? 虛擬教學技術應用于汽修專業理論教學

在汽修專業理論教學過程中，可通過虛擬教學技術建立車輛關鍵部件的模型，并可以在課堂上建立全景化教學模式，將車輛工作原理及各部分內部構造通過動畫的形式生動地展現給學生，激發學生學習興趣，輔助學生理論知識的學習，大大提高課堂教學效率。如在教學混合動力新能源電動汽車的動力系統工作原理時，由于有串聯式、并聯式、混合式等多種動力模式，且動力系統相比傳統燃油車輛更加復雜，僅依靠簡單的多媒體展示，學生無法深刻理解其工作原理。通過應用虛擬教學技術，學生可以觀察發動機、電動機、發電機在實際工作中的動力變化，當汽車爬坡時，電動機和發動機同時向傳動機構提供動力;當車速達到目標速度時，汽車變為靠發動機提供動力。通過為學生展示不同種類動力模式的工作原理，深入淺出地為學生展示新能源汽車的理論知識，提高教學效率。

2.2? 虛擬教學技術應用于汽修專業駕駛培訓

想要成為一名合格的汽修技術人員，就必須了解車輛的零部件功能及運行情況，而通過試車能夠幫助技術人員更快確診汽車問題所在，因此，學生在汽修專業學習過程中學習汽車駕駛技術是有必要的。然而中職院校學生部分還未成年，不能進行駕照學習，而虛擬教學技術的出現使學生可以通過虛擬駕駛進行汽車駕駛技術的提前學習，為畢業后的駕照學習做好充分的準備。同時，虛擬駕駛學習過程十分有趣，且不受時間和空間等條件的限制，節省了學習成本，也激發了學生的學習興趣。

2.3? 虛擬教學技術應用于新能源汽車實訓

隨著新能源汽車的普及，汽車電氣化程度的增加，新能源汽車的電路故障排除已經成為汽修教學的重點和難點。傳統汽修電路排障存在危險性高、實車易損壞、教學內容更新較快的特點，限制了汽修電路排障教學開展。而虛擬教學技術的應用能夠真實模擬所有的新能源車輛電路故障，同時為學生提供多種排障工具，如虛擬故障診斷儀、虛擬萬用表、虛擬信號模擬檢測儀等，讓他們通過這些虛擬設備進行不同車輛的電路故障排除模擬操作，實現電路故障的診斷、調試和排除。同時，可以實時更新最新電路故障實例，為學生掌握不同車輛電路原理、排除電路故障打下堅實的基礎。

如在日常教學中的一個重點內容是新能源純電車輛高電壓電路故障診斷，通過虛擬教學手段進行車輛高電壓電器部件（含快/慢充電口、高壓電控系統PDU、動力電池包）結構模擬展示，學生可以對車輛各部分的運行情況、電流電壓等實時情況進行直接觀察。虛擬教學系統通過對各項參數的判斷，提出詳細的解決方案，學生可以根據提示選擇合適的工具、零件對電路系統進行檢測和維修，而選擇不同的工具和零件會出現不同的操作演示和參數設置，從而大大提高故障處理的能力。同時，教師可以在系統中進行故障設置，模擬電路故障問題，進一步豐富學生的實踐案例儲備。

3? 基于虛擬教學技術的中職汽修教學創新

通過近幾年的教學探索，發現虛擬教學技術十分適合中職汽修教學，但該技術受限于虛擬教學平臺不夠完善、技術與教學結合不夠緊密，師資隊伍數量不足、質量不高等問題，距離全面普及應用尚有一段距離，需要進行長遠規劃和逐步推進。

3.1? 進一步加強虛擬教學平臺的開發

想要使虛擬教學技術真正地運用于中職教育中，在教學平臺的開發過程中就一定要以職業教育本質規律為中心，以中職教育的教學目標和教學內容為抓手，以新技術在教學中的應用為載體。一方面，中職院校汽修專業可以根據教學需求，通過項目申報等方式與有關科研院所或高科技企業聯合開發虛擬教學技術和平臺，以保證教學產品具有針對性;另一方面，企業也要發揮主觀能動性，通過與中職院校合作，建立虛擬教學產品領域的技術標準，然后基于該標準建立統一的標準化教學平臺，進行虛擬教學技術的標準化生產，提高產品的可用性。

3.2? 進一步推動虛擬教學技術與教學資源的深度融合

教學內容是中職汽修教學過程中的重要因素，也是汽修教學的理論基礎。由于虛擬教學技術剛剛興起不久，應用于教育領域的時間尚短，教學內容還比較匱乏，因此，中職院校教師要進一步推動虛擬教學技術與傳統教學資源的深度融合，通過技術手段整合當前學習平臺龐大的教學資源數據，實現院校之間教學上的聯動，院校與企業的多媒體社會化交互，最終從根本上改變傳統的汽修教學模式，實現學生學習的同步交互、實時共享，促進教育資源的公平合理分配。

3.3? 進一步推進教師隊伍培養

先進的虛擬教學技術想要得到更好的應用，就必須建立一支理念先進、高技能、高素質的師資隊伍。院校一方面要加強相關人才的引進工作，另一方面要根據自身條件，在現有師資隊伍中有計劃、有目的地選擇性培養一批虛擬教學技術專業人才。可通過與高科技企業和知名院校合作，選拔有基礎、肯鉆研的教師進行虛擬教學技術與中職教育結合的理論與實踐研究，使之成為中職虛擬教學平臺創新的中堅力量。同時，為了提高中職教師整體教育素養，進行全面的虛擬教學技術的使用培訓，最終形成集研究、開發、應用于一體的高素質教師隊伍。

4? 結語

職業教育的根本目的是面向就業，通過運用虛擬教學技術可以挖掘學生潛力，激發學生創新能力，從而有效增強汽修專業教師實訓課教學效果，最終提高學生的就業競爭力。近幾年國家對職業教育更加重視，職業院校在新型教學技術的投入上也不斷增大，師資水平不斷提高。同時，虛擬教學設備的軟硬件價格也在逐步下降，虛擬教學技術必將在中職教育中得到更加廣泛的應用，也將成為推動職業教育發展和創新的重要手段。■

參考文獻

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