VR技术在汽车专业的教学探索

摘 要：随着5G技术的日益普及，VR技术逐渐被应用到教育教学中，并取得了良好的效果。文章基于VR技术在教学中的应用实况与积极作用，以职业技术教育汽车专业为例，分析VR虚拟教学的主要方式及VR实训教学设计，通过兴趣为基、任务引领，反复操作、技能强化，培养汽车专业学生的职业意识，激发学生的学习兴趣，提升汽车专业课程教学实效。

关键词：虚拟教学;VR技术;教学探索

中图分类号：U461;G434 文献标识码：A 收稿日期：2020-04-25 文章编号：1674-120X（2020）17-0109-02

一、研究背景

2020年是5G商用元年，随着5G技术的日益普及，VR（虚拟现实）技术也得到了更广泛的应用，它不仅可以增强身临其境的学习体验，还可以在教育教学中发挥重要作用。VR教学产品种类非常丰富，交互性、想象性、沉浸性是VR技术最大的特点，通过VR教学可以让学生在虚拟环境中体验真实操作。

“世界5G大会”中专设“5G+智慧教育高峰论坛”，热议5G给新时代教育带来的新变革。未来教育革命的关键在于科技革命，2020年是在线教育的拓展期，抓住5G技术的机遇实现在线教育的变革，信息技术会带来教育理念的创新、教学模式的改变以及未来教育体系的改变。

未来需要科技引领，教育需要创新来点亮。对5G应用场景进行探索与技术开发，能够满足学习方式多样化需求;携手VR、AR和AI等共建智能教育环境，能够创建创新智慧教育示范教学区。在汽车专业课程教学中运用VR技术，可以让学生在自主学习和体验学习中成长。

二、VR技术在教学中的应用与探索性研究

未来是大数据时代，在线教育的时代已经来临，“互联网+教育”会得到更多的应用。VR教学因教学环境的开放性、实时性、互动性等特点，被广泛应用。学生可以不受时间、空间的限制进入学习状态，先自学，后受教;先摸透，后熟练。VR虚拟教学是大势所趋，利用VR技术进行教学时教学活动有以下特点：

（一）师生观念的改变

传统教学是以“理论+实操”为主的课堂教学，学生学习自主性低。 现有的教学理念是“以学生为中心”，倡导启发引导式教学。VR技术可以提供这种教学环境，真正实现以学生为中心的个体化教学，促进合作化教学环境中学生自我探究意识的培养。VR教学是利用计算机网络技术，构建与实景相同的或者类似的虚拟场景，在虚拟中进行一对一教学的一种创新教学模式。VR教学改变了传统的师生互动模式，在VR教学之中，学生更具有独立性，能够像教师一样完成相关任务。教师布置任务后，学生根据VR教材以及手机或者PC端的VR系统进行自主学习，进行自我测试，学生自学的主体地位得以呈现，教师引导学生自主转变学习方式。

（二）教学形式灵活多样性探索

虚拟教学的教学形式多样、灵活，能够通过布设学习任务，使学生的学习能力得以提高，教师和学生能够从虚拟教学中得到实际经验以及学习经验。在虚拟教学中，随着5G技术的不断更新，VR教学资源不断增加，旧知识不断更新，学生能在各个地方学习到先进的知识和操作技能，这也为“互联网+教育”的发展和更新提供了更为广阔的途径和空间。

（三）教学情景的逼真性探索方案

虚拟现实技术是根据真实的场景模型进行计算机加工制作的，这样能使学习者感知真实的操作环境。在汽车专业VR技术教学中，常把发动机各个部件制作成VR系統中能够操纵的数据，在虚拟实验中，学生能够进行发动机缸体拆装，系统针对难懂的部分还有专门的语音讲解。

三、VR虚拟教学模式

VR虚拟教学的实践性强，能够提升学生的创造能力及动手能力。教师可以根据教学安排对不同的班级进行针对性授课，具有很强的灵活性。随着“互联网+”技术的不断发展，当前虚拟教学应用广泛，以大学及其教育机构为例，主要包括以下几种方法：

（一）移动端仿真教学

在手机、电脑、iPad等移动端安装教学软件，通过软件应用实现人机互动，并在系统里面对真实的情景进行仿真模拟，实现运动方式和运动过程的模拟实训。制作集合视频、图片、声音等多形式的移动端课件和虚拟教学资料，运用计算机来进行虚拟教学，教学效率较高，可以重复进行。

（二）模型演示教学

在VR教学系统里面的仿真模型，不管在课前、课中还是课后，学生都可以进行全方位的动作演示，更能直观地进行学习，深入地了解自己的不足。实物模型能够比较直观、形象地揭示出事物的具体形式和运动方式。通过计算机进行描述，能够使学生更好地认识其现状和发展规律。通过模型演示教学，再让学生到实车上进行操作，将使学生对知识的印象更加深刻。

（三）概念掌握

以动促教，以学促学，在VR虚拟教室里面，学生可以更好地掌握汽车相关知识的概念和核心，通过立体交互体验，使学习更加得心应手。

（四）互动合作学习

虚拟情景应用于VR教学中，让学生自主进行探索和研究，并且在虚拟场景中进行互动合作学习。学生在教师的指导下选定一定的教学内容，并传递该教学内容，构建完整的学习任务链。

（五）技能训练

VR教学可以打破时间和空间的限制，让学生利用虚拟实验进行系统电路设计、汽车拆装、汽车检测等方面的探索学习。在沉浸性和交互性学习中，学生开展技能训练，提升汽车驾驶技能和电器维修技能水平等。

四、VR实训教学设计

实训教学是职业技术教育教学中的重要环节，指结合VR技术自身特性，更好地帮助学生实现实训课程的学习目标。交互式学习不仅具有视觉艺术冲击，而且能够进行反复分析和综合。湖南汽车工程职业学校（以下简称“我校”）建了基于VR技术的汽车维修虚拟实训平台，运用到VR实训软件开发中进行教育学行为设计。此虚拟实训平台，提供了汽车检测与维修、汽车运用与维修、新能源汽车等不同课程内容并进行了整合统一，在该平台中针对不同课程确定的不同内容的导入和教学目的，通过模拟的教学环境完成教学任务设计。

（一）兴趣为基，任务引领

在现有汽车专业教学中，使用项目教学法和任务驱动法较多，也有的使用活页式教学方法。在以VR技术为基础的汽车检修教学中，也是以任务教学法为驱动，在课前、课中、课后布置相应的任务，使学生能够自主地进行学习。以我校的“基于终端VR汽车教育实训平台”为例，教学内容分发动机检修、底盘检修和新能源汽车检修三个部分。如在发动机部分，学生必须先完成上一任务，才能进行下一任务的学习。 这种教学方法除了可以解决传统教学受时间与空间限制的问题，还可以通过拟真环境中的图片和视频，使学生更易于理解汽车结构，理解汽车装配方式和运动原理，提升学习兴趣。以任务为引领，使学生进行学习探索，提升了学习的创新性，提高了实际操作的创新性。

（二）反复操作，技能强化

在传统汽车检修与维修教学中，汽车及零部件的损耗是要考虑的重要因素，学校设备常更新太快，学生不能使用最新设备。但是VR汽车教育实训平台可以解决这种问题。在虚拟教学中，不用考虑设备数量、消耗以及学生安全等方面的因素，每个学生都可以对每个项目进行自主的多次训练，以达到熟练的程度。VR汽车教育实训平台不仅能够通过拟真的拆装训练完善教学设计，同时也能够通过任务式教学解决部分学生学习不积极、不愿意动手的问题，提高其学习兴趣。在VR汽车教育实训平台中，学生在学习中犯的错误大幅减少，提升了对汽车结构的认知，从而提升了教学效率。

（三）培养职业意识

2020年，随着全球经济陷入萎靡，就业单位更看重个人职业素养。VR汽车教育实训平台，不仅能培养具有专业能力的人才，也培养具有创新能力的人才，还培养职业能力和意识高的人才。在系统设计中，把实际工作岗位所需的各种能力都融入其中，如将6S融入工作操作中，能够使学习者不知不觉养成优良的职业素养，从而达到提升学习能力的目标。

五、结语

VR汽车教育是发展创新、提升信息化素养的一种可以大加利用的教学手段，与实践教学相辅相成，能在提升学生学习兴趣的同时，以汽车VR软件交互设计与行为模式为导向，利用教育学理论，在虚擬环境中培养学生，通过“动机、思维、兴趣点”来引导学生，同时激发学生学习汽车知识的兴趣。

构建基于汽车新技术的VR教学资源平台是以后在线学习的根本，平台可以对所有师生开放，在开放的过程中不断总结成功和进步的经验，实现知识的交流与共享，达到教与学的共同进步。在后续的虚拟教学中，要进一步建立学习数据的动态监测系统，保障学习效果。

参考文献：

[1]王泽森，申荣卫.VR技术在新能源汽车专业教学中的应用与研究[J].职业，2020（4）：94-95.

[2]黄 薇.基于VR汽车维修接待教学平台的界面设计研究[J].电脑知识与技术，2020，16（1）：38-39.

[3]曹珂瑞.基于VR虚拟现实技术的汽车专业教学做一体化教学模式探究[J].湖北农机化，2019（23）：143-144.

[4]周定武.VR技术在汽车专业教学中的应用[J].教育现代化，2019，6（63）：109-110.

[5]丁栋厚. VR技术在新能源汽车教学中的应用与研究[D].天津：天津职业技术师范大学，2019.

[6]张玉清.将VR技术融入汽车专业教学[J].农机使用与维修，2019（2）：62-63.

[7]李亚莉.剖析VR技术在汽车类专业教学中的应用[J].农机使用与维修，2019（1）：57-58.

作者简介：秦咏梅（1976—），女，湖南双峰人，湖南汽车工程职业学院汽检教研室主任，高级讲师，研究方向：汽车专业教学与研究。