基于VR的城轨车辆专业标准化混合教学研究

摘 要：信息化已经逐步成为高职学校提升教学质量、优化校园治理的内在要求，轨道交通行业正在经历大规模信息化智能化改造，作为培养城市轨道交通专门人才的高职教育者，为了适应当今行业人才培养的需要，推动城市轨道交通专业数字化人才培养变革势在必行。对于地铁车辆设备本身来说，其构造复杂，价格昂贵，实际实训会造成大量耗材，且存在一定安全隐患。以上问题在传统的教学模式中很难解决，为此，基于VR技术以z-Space设备为平台设计了仿真实训软件，采用线上线下、虚实结合的混合教学标准化模式，让学生熟练掌握地铁客室车门安装这一复杂工艺。

关键词：信息化，轨道交通，VR，混合教学，标准化

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.04.043

1 信息化为学校教学模式提出了新的要求与机遇

目前在许多高职学校当中，信息化教学已经十分普遍，通过信息化的应用，数据统计等工作更加快捷、方便，同时开展了更多程序化教学，能够更好地服务于师生。在信息化模式下，高校教学模式在逐步地发生变化，因此，在课程设计时就要有所改变，这对教师的课程设计能力提出了新的要求[1]。标准化教学模式是一套比较成熟的教学方式，对于许多高职院校而言，采用标准化的教学模式，更容易被学生所接受，信息化普及为整个教学方式和教学模式的创新带来了新的机遇。新的教学方式可以借助信息化基础不断地进行创新，同时，信息化技术也为标准化教学的教学模式创新搭建了很好的平台[2]。

2 城市轨道车辆技术专业标准化教学模式构建——以地铁客室车门课程设计为例

对于城市轨道车辆技术专业来说，所涉及的地铁车辆本身构造复杂，设备价格昂贵，实训环境中耗材消耗巨大，且学生盲目操作，存在极大安全隐患。以上问题在传统的教学模式中很难解决，正因如此，利用信息化的教学手段完成标准化教学模式的创新，变得尤为关键。本文以地铁客室车门教学单元为例，利用VR技术设计了线上线下、虚实结合的混合教学标准化模式，让学生熟练运用“z-Space设备的客室车门安装”这一仿真软件，来掌握工艺流程及操作要领，达到及时纠正错误、疏漏的目的。

2.1 标准化的混合教学环境搭建

z-Space VR軟件能够支持专业桌面式VR设备、裸眼3D等显示设备，还原真实的模型。通过输入笔的交互，可实现任意模型360°旋转、平移、缩放等功能，具备爆炸、透视结构功能辅助学习功能；相比较头盔的封闭特点，桌面式VR设备支持一人操作，多人旁观的小组学习模式，可以互相分享学习的成果，也方便教师及时掌握学习效果；软件采用unity3D专业引擎开发，搭建高效稳定开发框架，符合国际软件行业质量标准CMMI过程管理体系规范，具有稳定、易用、可扩展以及虚拟仿真效果优秀的特点。将VR软件的特点结合城市轨道交通车辆专业知识打造全新标准化实训软件。

2.2 城市轨道车辆技术专业标准化教学模式

2.2.1 教学分析

本课程设计案例的授课对象为城市轨道车辆应用技术专业大二学生。学生在大一夯实了专业基础课，具备车门构造基础知识和电钳工基础技能，能够快速掌握信息化终端设备的使用，虽然学生比较抵触抽象理论学习，但是对地铁客室车门的安装这类具体实操有极大兴趣。

基于以上分析，根据人才培养方案与课程标准，结合地铁检修员的工作岗位要求，确定了教学目标和教学难点，采用线上线下、虚实结合的混合教学模式，利用网络教学平台、三维动画、VR软件、微课视频等相应教学资源，把教学过程分为课前、课中、课后3个阶段[3]。课前教师通过网络教学平台布置任务，学生通过自学完成课前小测，课中先利用VR实训室进行学练，之后在实物客室车门实训平台进行安装练习，课后通过第二课堂进行拓展学习。

2.2.2 教学实施

（1）课前自学

课前，教师发布任务，学生从网络教学平台下载本次课程的任务书和相关资料，进行自主学习。相关资料内容包括车门部件的动画、安装视频等，利用多样化资源提升学生学习兴趣。资源着重引导学生复习前一节课程——客室车门的组成部件及其功能，初步了解本次课程车门的安装顺序。

学生学习完毕，在测试模块进行测试，系统自动评分。教师通过汇总学生答题情况，发现大部分学生对前一节课程车门的部件功能都有了较好的掌握，对本节客室车门安装流程与规范有了初步认识。教师根据课前学习的自测成绩，将学生进行分组，使同学之间形成优势互补，为课中学练打下基础。

（2）课中学练

课中，引入实际生产过程，地铁公司车辆工程师设置真实地铁客室车门安装调试任务，学生学习更有职业归属感，激发学习兴趣，培养工匠精神。

首先教师引导同学复习前一节的内容，即客室车门的组成部件及功能，客室车门分为承载机构及组件，携门架及组件，门扇及组件3个部分；每一组学生根据课前自学，结合客室车门安装任务书讨论客室车门的安装流程，教师点评归纳正确的安装流程。将本次课程分为3个任务，前两者以VR软件为载体，任务三是运用客室车门实训平台展开实操训练。

课堂最后组织学生总结各个操作要点，并进行点评，纠正常见错误；组织学生分组展示和评价；通过云班课，快速了解学生整体的掌握情况和每个知识点的正确率；有针对性地进行讲评和纠正[4]。按小组推选代表上台总结任务实施过程中的操作要点、遇到的问题及解决方法；登录云班课系统进行小组评价；听讲评，记住正确的操作规范。通过小组总结及云班课线上评价，检验学生知识和技能水平。

（3）课后比学

课后的教学拓展过程中，利用网络教学平台发布相关专家讲座的视频、车门生产企业的教学视频和相关车门技术资料，引导学生巩固所学知识，并且利用车门实训平台开展第二课堂技能竞赛比拼，通过比赛激励机制使学生牢固掌握技能，促进学生理论与实践的有机结合[5]。

3 结 论

在新常态下，高职教学信息化逐步发展，越来越多的师生利用信息化拓展优质的教育平台和教学资源。在教学过程中，要利用信息化技术，不断地创新教学模式。本文构建的城市轨道车辆技术专业标准化教学模式主要有以下3点创新：（1）创新教学实训标准化模式，主要利用三维实训软件和VR技术辅助教学，虚拟仿真实训，给学生带来更真实的标准化仿真实训。（2）借助网络教学平台、云班课等信息化手段实现了线上线下虚实结合的标准化混合教学，拓展了学习纬度。（3）利用第二课堂巩固学习效果，课内外与校内外融为一体。混合标准化教学解决了传统教学的明显短板，提升了教学效果。因此，在标准化教学模式下，学生和教师的综合能力和素质都会逐步得到提升。总之，在新常态下，信息化的普遍发展对高校标准化教学模式的创新将会有质的帮助，对于学生的学习、教师的教学等工作都有积极意义。

参考文献

[1]曹亚楠，潘志勇，康卫东.简谈信息化背景下高校标准化教学模式创新方向[J].大众标准化，2020（21）：259-260.

[2]刘忠阳，李存红.基于超星学习通的混合教学模式在教学中的应用研究——以焦作大学化工安全技术概论课程为例[J].焦作大学学报，2022，36（2）：129-132.

[3]朱行舟.基于新课标的中职语文活力课堂建构策略研究[J].教育观察，2021，10（14）：132-134.

[4]汪小勇.城市数字化转型给轨道交通带来的机遇和挑战[J].城市轨道交通研究，2021，24（4）：8+121.

[5]郭艳燕，娄兰芳.基于ADDIE模式的UML软件建模实验课程混合式教学设计[J].计算机教育，2020（6）：54-58.

作者简介

林昊，硕士研究生，副教授，研究方向为城市轨道交通。

（责任编辑：高鹏）