基于MR技術的新能源汽車動力電機實訓教學條件建設研究

劉穎 于星勝 曲成剛

摘要：作為未來汽車發展主要方向的新能源汽車，急需一人批專業人才投入到行業中助力新能源汽車平穩發展，因此各類職業院校需要對現有教學條件進行革新，為學生提供更為專業的教學內容。以MR技術為例，對新能源汽車動力電力的實訓教學條件進行系統性研究，提供優化建設的對策，旨在為我國新能源汽車健康發展貢獻力量，為更多一線教師提供具體實際應用價值的教學參考內容。

關鍵詞：MR技術;新能源汽車動力電機;實訓教學

中圖分類號：G420 收稿日期：2022-01-27

DOI： 10.19999/j.cnki.1004-0226.2022.04.021

雖然我國現有的汽車教學模式可以滿足汽車市場需求，但是新能源汽車發展速度過快，利用常規人才培養方案已無法滿足市場對人才的需求，需要應用一種質量更高、教學水平更強的技術，讓其和新能源汽車教學相互結合，為學生提供更高質量的教學內容。本文對MR技術展開詳細分析，希望可以助力新能源汽車行業持續發展。

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MR技術簡介

MR（Mixed Reality）技術，即混合現實技術，是VR（Virtual Reality）虛擬現實技術的革新式技術”[1]。MR技術在VR可以提供的虛擬場景基礎上，和現實環境進行交互，從而讓用戶可以在虛擬與現實兩個世界構成一個完整的交互反饋回路，極人提升用戶使用MR技術真實感。可以強化虛擬對人的引導作用，也能讓現實對虛擬世界產生更強的反饋，通過創造一個可視化的環境，讓用戶可以在物理層面上與虛擬對象進行共存、互動。

MR技術有以下幾個特點：a.可以實現虛擬與現實的有機結合，在VR技術基礎上得到進一步強化;b.MR技術性質為虛擬三維模式，和VR技術有較火的相似性;c.具有實時運行特點，極人提升和現實的交互作用。但是，MR技術實現需要有一個虛擬環境和現實世界在各個方面都可以達到交互的空間，并不是所有事物都為脫離現實的虛擬內容，這樣會傾向于VR技術。如果僅僅是虛擬信息以疊加模式顯示在現實世界中，有偏向AR（AugmentedReality），增強現實技術的明顯傾向性[2]。

對于MR技術，關鍵在于虛擬世界可以和現實世界達到相互交互作用，并要保證兩個世界信息可以及時獲取，消除信息傳輸的停滯感，拓展虛擬技術的可行性。擁有這種交互能力的MR技術，對于一些需要進行實際操作的工作、學習具有重要應用意義。

2 實現新能源汽車動力電機實訓教學有效路徑

作為新能源汽車的核心部件，動力電機將會是未來各類職業院校重要的實訓教學內容。動力電機實訓教學涉及動力電池的基礎維護保養，例如安全檢查、器件拆卸和更換、電機安裝等多個環節。可以通過實訓教學，逐漸提升學生新能源汽車維修綜合能力，為新能源汽車行業發展提供專業人才。如果應用傳統教學模式，在實訓中對照動力電機進行教學，不僅無法調動學生學習積極性，還會影響學生對于動力電機的理解效果。

普通汽車電機是許多零部件整合構成，而新能源汽車的動力電機卻是一個封裝部件，并不能直接對其拆解，造成許多學生在學習時一些細節內容無法順利掌握，整個部件的運轉難以直觀感受，造成實際教學效果不佳[3]。

MR技術則可以提供動力電機的三維模型，可以利用虛擬影像方法，對于動力電機以及各個管理系統拆解為數個部件模型，根據應用教學需求，利用動面、視頻等形式提供給學生學習。學生則利用基于MR技術的實訓教學條件，從外到內對動力電機現在運行情況進行檢查，對于一些部件拆卸和檢測，完成各個組件更換和安裝工序。借此提升學生在課堂上的學習興趣，提高新能源汽車動力電機的實訓教學效果。

3 基于MR技術的新能源汽車動力電機實訓教學條件建設

3.1 貼近真實動力電機運行情況的理論教學

作為實訓教學的第一步，職業院校務必要做好理論教學，用理論引導學生順利進入學習新能源汽車動力電機的狀態。

職業院校可以引進一批MR技術教學設備，對現有教學模式進行全方位改革，確保學生在使用MR技術后，可以在理論教學中直觀感受到動力電機在實際運行時的狀態。尤其是當前正處于新能源汽車開發的重要時期，許多一線生產企業會將汽車運行數據公開，教師需要對這些數據進行整理，和其他教師一同制作可以在MR技術中應用的理論教學課件，內容要包括用于解釋的文字、輔助學習的圖片，以及新能源汽車運行真實情況、以運行狀態抽象出的動力電機動畫。在學生佩戴MR設備后，就可以直接接觸課件內容。

教師正常進行教學時，就需要將新能源汽車在運行時狀態作為教學切入點，并對動力電機正常運行模式合理分析，對于各個部件如何咬合、聯動詳細拆解，讓學生理解、學習動力電機的正常拆卸步驟[4]。如果動力電機運行出現問題，也需要利用動面解釋具體哪個環節出現問題，該如何處理。這種由實際情況中抽象出的虛擬教學模式，可以打破傳統教學平面式教學的局限性。

通過三維立體模式，讓學生從多方位細致觀察動力電機，并不存在視角限制、描述模糊的問題，可以引導學生在理論學習中吸收知識，為之后的實訓教學做好準備。

這種MR技術教學課件更新較為簡單，對于當前新能源汽車行業快速發展，動力電機運行情況逐漸復雜具有重要意義。教師不再需要花費更多時間處理課件，可以根據需求，將一些理論知識插入課件中，及時剔除不合適的內容，可以為學生提供更為專業的動力電機理論教學，引導學生專業能力穩步提高。

3.2 定向提升學生專業素質的實訓教學

因為MR技術是將虛擬世界和現實世界進行整合，完成現實和虛擬的交互，所以在新能源汽車動力電機實訓教學中，可以發揮MR技術在教學領域中的最人優勢。在正式進入實訓教學前，需要利用動力電機故障案例，合理引出本節實訓課的教學任務[5]，例如動力電機拆卸實操。

同時，讓學生根據之前的理論學習，對于拆卸流程進行描述，讓全體學生熟悉電機拆卸工作，由教師負責總結實訓的注意事項。

在進行總結時，教師可以利用不規范應用輔助設備，造成安全事故的教學視頻，提醒學生在進入實際操作過程中，務必要以設備使用步驟為準，禁止出現違規操作。這種違規操作危害的教學方式，可以讓學生在學習時就對安全生產產生足夠重視，未來進入工作崗位后，可以將這種意識轉化為白身行為，發揮實訓教學的真正教學價值。

3.3 引導學生進一步成長的教學評價

若要讓新能源汽車動力電機實訓教學發揮最人效果，在教學評價中也需要建立合適的教學條件，可以引導學生不斷地成長。通過學生在實訓教學中的表現，設置優良中差四個等級。

對于優等級學生，要利用MR技術讓其對新能源汽車進一步了解，并不局限于動力電機，要讓優等級學生成為全能型人才，為社會輸送高質量的新能源汽車維修、養護專業人才;良等級學生則要以強化現有學習效果，提升對動力電機理論知識研究能力，提高對動力電機的拆解、處理的動手能力，確保職業院校的畢業生整體素質處于中上水平;如果是中等級學生，則要和學生一同分析實訓出現的問題，總結一些常規操作，并將這些內容整理為可以隨時閱讀的小冊子，讓學生在之后的MR技術實訓中，不斷溫習動力電機故障問題，提升學生個人能力;對于差等級學生，則要在應用MR技術進行理論學習時多加關注，務必要讓學生在理論、實訓中快速成長，達到良、中等級[6]。

同時，教師也需要住實訓教學中，利用MR平臺收集全體學生的操作行為，配合計算機技術，對學生群體進行數據分析，明確學生在動力電機操作中的特點，為學生提供個性化學習模式，逐漸引導學生在動力電機專業能力方面的不斷成長。

4 提升MR技術和新能源汽車動力電機實訓教學結合的有效策略

4.1 定期更新實訓教學系統

雖然MR技術相較于傳統教學模式，在教學便利性有較大提升。但是，MR技術對標的是新能源汽車，動力電機實訓教學僅僅是其中一項內容，實訓教學系統需要包括更多內容，才能充分滿足學生的學習需求。新能源汽車發展迅速，未來有關動力電機的教學內容一定會不斷增加，現有教學系統需要保證在內容上得到有效更新，才能為學生提供具有參考價值的實訓教學。所以，職業院校需要對實訓教學系統做好更新工作，務必要讓一些和動力電機維修、保養相關的內容加入教學系統中，從而提升學生的綜合能力。

可以和多所職業院校進行合作，對于MR技術的實訓教學系統內容合理評價，由各個院校的學科帶頭人負責，對于實訓教學做好整合，吸收多所院校的教學內容，整理出包含更多內容的教學模板，讓多所院校的實訓教學系統可以順利更新[7]。

也可以和新能源汽車企業進行合作，吸收企業培訓員工的教學模板，提升實訓教學內容豐富度。可以將一年作為更新的頻率，不斷優化MR實訓水平，促進MR技術和實訓教學的相互融合。

4.2 提升教師整體MR技術應用水平

雖然MR技術和汽車維修一類實踐教學學科具有較強的契合性，但是人多數職業院校教師水平相對一般，MR技術應用并不熟練，導致以MR技術為基礎的動力電機實訓教學效果相對一般。對此，職業院校需要組織所有實訓教師進行專業指導培訓。從MR技術的基礎原理為準，對于MR技術如何使用進行系統性分析，讓實訓教師提高MR技術應用效果。

這項工作可以交給學科帶頭人，通過其備課、學習，形成具有應用價值的授課模式，提升職業院校MR技術應用的效果。

也可以邀請MR技術行業專家，以專業視角分析如何與實訓教學相互結合，并要在教學時及時解答教師的疑惑，避免影響學習的效果。

同時，職業院校可以每個月組織一次集中探討，對于MR技術近期在實訓教學的疑問、體驗進行分享，不斷總結應用MR技術經驗，進而實現提高MR技術應用效果。有條件的職業院校可以組織校內教師MR技術應用實訓教學比賽，由學生作為裁判員，對于教師的實訓教學效果、質量進行合理評價，將排名第一的實訓教師的實訓課件做進一步優化，增加新內容，并將其提供給全校實訓教師，讓教師可以使用全校總結的“精華”實訓課件，為學生提供更高水平的實訓教學。

5 結語

雖然本文內容具有一定的實操性，但是在具體應用時不建議將本文作為模板直接套用，而應根據新能源汽車具體教學需求，對一些內容合理調整，讓本文的教學理念可以和教學需求真正構成一個整體，為培養優質新能源汽車人才鋪墊道路。

參考文獻：

[1]周蓉，楊曄，郭海軍.高職新能源汽車檢測與維修技術專業實訓室建設研究[J]科技視界，2021（24）：114-115.

[2]黃美婷.新能源汽車技術專業實訓課程管理研究——以“質安課程”為例[J].內燃機與配件，2021（11）：252-253.

[3]吳磊.基于職業大賽視角的新能源汽車技術專業實訓室建設研究[J].內燃機與配件，2021（11）：254-255.

[4]張茉貴，李智強基于VR技術的新能源汽車教學應用與研究[J]機電技術，2021（1）：101-104.

[5]張德生，趙青青，王春風，等.基于SPSS的“新能源汽車技術”教學改革效果分析[J].黑龍江工程學院學報，2021，35（1）：68-72.

[6]龍光關于新能源汽車技術課程教學改革的探討[J].時代汽車，2021（21）：38-39.

[7]何露露.新能源汽車專業實訓基地建設與實踐教學研究[J].遼寧高職學報，2021，23（11）：72-75.

作者簡介：

劉穎，女，1974年生，副教授，研究方向為汽車類專業教育教學、汽車

類專業建設和實踐條件建設。

項目基金：教育部行業職業教育教學指導委員會“科創融教”職業教育改革創新課題“MR（混合現實）技術在新能源汽車動力電機實訓教學中的應用研究”（HBKC2 17042）;哈爾濱職業技術學院橫向科研課題“混合現實（MR）技術在新能源汽車動力電機實訓教學條件建設中的應用研究”;哈爾濱職業技術學院校內預研究課題“汽車類專業教學工場智能化管理的研究與實踐”（HZY2021ZY006）