曾青中

(廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣東 廣州 510430)

在鐵道機車車輛技術(shù)專業(yè)教學(xué)中,教師應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù),可提升教學(xué)工作效率與水平,為學(xué)生展示三維教學(xué)模式,使得學(xué)生在學(xué)習(xí)中能夠受到虛擬現(xiàn)實技術(shù)的訓(xùn)練提升技能掌握水平,增強理解能力,更好地掌握基礎(chǔ)知識。

一、鐵道機車車輛技術(shù)專業(yè)教學(xué)特點分析

對于鐵道機車車輛技術(shù)專業(yè)教育而言,主要包括電工、電子、機車構(gòu)造、交流調(diào)速、微機檢測、制動機等教學(xué)內(nèi)容。傳統(tǒng)教學(xué)工作中,教師使用文字加圖片的方式為學(xué)生傳授知識,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性較低。而真正能夠滿足專業(yè)教學(xué)所需的設(shè)備多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,學(xué)生學(xué)習(xí)過程中很容易出現(xiàn)知識混雜的現(xiàn)象,不利于理解與掌握基礎(chǔ)知識。通常情況下,在專業(yè)教學(xué)中,教師需針對機車車輛的結(jié)構(gòu)、原理與性能等方面進行講解,熟悉運用規(guī)則,并合理開展檢修與維護方面的教學(xué)活動。由于教學(xué)設(shè)備的型號多、體積大,學(xué)校之內(nèi)的實訓(xùn)設(shè)備數(shù)量很少,訓(xùn)練場地空間存在限制,如果不能合理進行教學(xué)處理,很容易受到各類因素的影響而引發(fā)教學(xué)工作問題。同時,很多學(xué)校沒有設(shè)置充足的校外實踐操作教學(xué)模式,未能結(jié)合鐵路機車車輛技術(shù)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)需求與特點編制完善的計劃方案,缺乏科學(xué)性與合理性的教育機制與發(fā)展模式,嚴重影響各方面教學(xué)效果。

二、鐵路機車車輛技術(shù)專業(yè)虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

（一）主要類型

通常情況下,可以將虛擬現(xiàn)實技術(shù)劃分成為桌面類型、沉浸類型、增強類型與分布類型,每種類型在應(yīng)用方面的投資存在差異。因此,很多學(xué)校在鐵路機車車輛技術(shù)專業(yè)教學(xué)中,為了降低投資成本,使用中低級桌面類型虛擬現(xiàn)實技術(shù)或是沉浸類型的虛擬現(xiàn)實技術(shù)。其中,桌面類型技術(shù)在應(yīng)用中對機械設(shè)備的要求很低,可使用計算機與工作站實現(xiàn)仿真目的。教師通過鼠標與虛擬界面形成交互作用,雖然進度很低,但是從總體方面而言,可形成一定的教育教學(xué)應(yīng)用矯直。對于沉浸類型技術(shù)而言,使用傳感工具開展教學(xué)工作,例如頭盔工具、手套工具、跟蹤器工具等,為學(xué)生營造虛擬環(huán)境。在應(yīng)用技術(shù)的過程中,可將頭盔作為顯示器,創(chuàng)建投影類型的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng),并促進遠程技術(shù)的應(yīng)用。

（二）主要應(yīng)用方式

在鐵路機車車輛技術(shù)專業(yè)教學(xué)的過程中,虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用方式主要為：物體展示類型、仿真類型、實驗類型與技能訓(xùn)練類型。對于物體展示而言,可實現(xiàn)儀器設(shè)備與加工產(chǎn)品的立體展示教學(xué)目的,使得學(xué)生針對零部件結(jié)構(gòu)與設(shè)備結(jié)構(gòu)進行全面的觀察,并形成對設(shè)備組成結(jié)構(gòu)的正確理解,在合理分析的情況下,掌握工作原理知識。仿真教學(xué)方式在應(yīng)用中,可使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)設(shè)真實的教學(xué)情境,為學(xué)生模擬崗位角色,在崗位角色之中全面分析工作內(nèi)容,樹立正確的職業(yè)認知,短時間之內(nèi)形成良好的實踐操作體驗。對于虛擬實驗教學(xué)而言,就是教師使用虛擬現(xiàn)實技術(shù),建立實驗室環(huán)境,為學(xué)生營造身臨其境的實驗環(huán)境與氛圍,掌握專業(yè)知識與技能。在實驗的過程中,教師可以引導(dǎo)學(xué)生形成設(shè)備安裝與調(diào)試意識,掌握故障檢測專業(yè)技能,更好地參與到實驗活動中。對于技能訓(xùn)練教學(xué)方式而言,可充分發(fā)揮虛擬現(xiàn)實技術(shù)沉浸與交互作用,使得學(xué)生成為實踐操作參與者,例如掌握機車駕駛、零部件檢修、微機檢測技術(shù)等,在學(xué)習(xí)中形成良好體驗。

（三）主要特點分析

鐵路機車車輛技術(shù)專業(yè)教學(xué)過程中,教師使用虛擬現(xiàn)實技術(shù),有利于提升教學(xué)效果,具有實踐性、情境性與開放性特點,可加大學(xué)生職業(yè)崗位核心技能的培養(yǎng)力度,提升整體教學(xué)工作效率與水平。且在日常教學(xué)中,教師使用虛擬現(xiàn)實技術(shù),可為學(xué)生創(chuàng)建真實性的教學(xué)情境,提升技能掌握水平,針對抽象問題進行具體化處理,簡化復(fù)雜內(nèi)容,增強整體教學(xué)管理效果。教師使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)開展教學(xué)工作,還可以轉(zhuǎn)變以往的教育工作模式,創(chuàng)建科學(xué)化與合理化的教學(xué)體系,將學(xué)生的學(xué)習(xí)與發(fā)展作為主要內(nèi)容,開展研究活動,促進教學(xué)工作良好發(fā)展。

（四）優(yōu)勢分析

鐵路機車車輛技術(shù)專業(yè)教學(xué)期間,教師使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)開展工作,具有較多的優(yōu)勢,可形成良好的教學(xué)發(fā)展機制與模式,促進教育工作的良好進步與實施。第一,有利于改善教學(xué)環(huán)境,為學(xué)生創(chuàng)建虛擬的情境,使其可以有身臨其境的感覺。在此期間,還能加深學(xué)生對實踐操作技能的掌握與理解,充分發(fā)揮職業(yè)技能訓(xùn)練的積極作用。第二,有利于提升實踐教學(xué)效率。在訓(xùn)練之前,可使用虛擬訓(xùn)練的方式,使得學(xué)生全面掌握要領(lǐng),并提升學(xué)習(xí)效果。第三,可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使其在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中,更好地學(xué)習(xí)與掌握專業(yè)技術(shù)知識,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提升參與積極性。第四,有利于提升學(xué)生職業(yè)技能,使其在學(xué)習(xí)中掌握先進技能,將理論知識與實踐操作聯(lián)系在一起,促進職業(yè)能力的提升。

三、鐵路機車車輛技術(shù)教學(xué)中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的開發(fā)

在鐵路機車車輛技術(shù)專業(yè)教學(xué)發(fā)展的過程中,教師應(yīng)合理使用虛擬現(xiàn)實技術(shù),對其進行開發(fā)與創(chuàng)新,創(chuàng)建科學(xué)化與合理化的教育方案,保證每項教學(xué)任務(wù)都能符合時代發(fā)展需求,達到預(yù)期的教學(xué)目的。具體措施為：

（一）形成已有知識點的開發(fā)機制

在虛擬現(xiàn)實技術(shù)實際應(yīng)用的過程中,應(yīng)全面分析專業(yè)教學(xué)內(nèi)容,了解教育功能與具體形式,為技術(shù)專業(yè)教學(xué)提供高質(zhì)量服務(wù)。尤其在鐵路機車車輛技術(shù)不斷更新的情況下,以往的專業(yè)知識已經(jīng)不能滿足與時俱進的發(fā)展需求,在開發(fā)教學(xué)平臺的過程中,應(yīng)結(jié)合現(xiàn)有知識聯(lián)系技術(shù)創(chuàng)新情況,創(chuàng)建科學(xué)化與合理化的教育模式,確保提升平臺的開發(fā)效果。對于鐵路機車車輛技術(shù)專業(yè)而言,在應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行教學(xué)開發(fā)期間,應(yīng)針對復(fù)雜性的教學(xué)知識結(jié)構(gòu)進行分析,簡化平臺內(nèi)容,提升教學(xué)效果。

（二）創(chuàng)建教學(xué)模型

在創(chuàng)建教學(xué)模型的過程中,教師需全面分析虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用要求,協(xié)調(diào)各方面教學(xué)工作之間的關(guān)系,在嚴格分析的情況下,增強整體教育工作效果,更好地完成當前任務(wù)。一方面,在教學(xué)模型開發(fā)期間,需促進與后期教學(xué)工作之間的聯(lián)系,形成鐵路機車車輛技術(shù)三維模型的構(gòu)建,將PRO/E作為模型構(gòu)建軟件,保證框架結(jié)構(gòu)的使用效果,在模型導(dǎo)入與編輯修改的情況下,使其與真實的情境相互接近,更好地完成虛擬軟件處理任務(wù)。另一方面,在開發(fā)教學(xué)平臺期間,還需為學(xué)生創(chuàng)建實物情境,使得學(xué)生在學(xué)習(xí)中更好地掌握知識。同時,教師還需合理使用網(wǎng)頁進行操作,實現(xiàn)平臺檢驗工作目的,更好地開發(fā)系統(tǒng)內(nèi)容。

（三）制作專業(yè)教學(xué)課件

鐵路機車車輛技術(shù)專業(yè)教師應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù),應(yīng)合理制作專業(yè)教學(xué)課件,在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布教學(xué)課件內(nèi)容,使得學(xué)生更好地學(xué)習(xí)專業(yè)知識。在此期間,應(yīng)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用,為學(xué)生講解專業(yè)知識,通過仿真軟件的數(shù)據(jù)共享,促進網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的合理應(yīng)用,形成互動類型的教學(xué)機制與模式,提升整體教育工作效率與水平。

（四）創(chuàng)建實訓(xùn)室平臺

在專業(yè)教學(xué)中更好地使用虛擬現(xiàn)實技術(shù),還應(yīng)結(jié)合實訓(xùn)室平臺,將網(wǎng)絡(luò)課件融入其中,結(jié)合鐵路機車車輛技術(shù)專業(yè)教學(xué)要求等,創(chuàng)建專業(yè)教學(xué)系統(tǒng)。例如：可以將“安全生產(chǎn)”“鐵路運輸規(guī)則”等內(nèi)容聯(lián)系在一起,并促進學(xué)生設(shè)備檢測與維護知識的掌握,使其在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的過程中,形成良好的觀念意識,更好地參與到學(xué)習(xí)活動中,促進教學(xué)工作質(zhì)量的提升。

（五）創(chuàng)新教學(xué)手法

教師使用虛擬現(xiàn)實技術(shù),必須針對教學(xué)手法進行創(chuàng)新,結(jié)合鐵路機車車輛技術(shù)專業(yè)的教學(xué)特點,理清各方面內(nèi)容之間的關(guān)系。在此期間,虛擬現(xiàn)實技術(shù)不會受到破壞性因素、氣候因素與空間場地因素的限制,教師可針對應(yīng)用手段進行創(chuàng)新,形成良好的教學(xué)模式與平臺結(jié)構(gòu),在新時期發(fā)展的背景之下,提升整體教育工作效率與水平,增強教學(xué)力度。

第一,在鐵路機車車輛技術(shù)專業(yè)教學(xué)過程中,需將技術(shù)平臺作為主要內(nèi)容,將車輛局部結(jié)構(gòu)作為載體,搭建虛擬現(xiàn)實技術(shù)的教學(xué)平臺,在專業(yè)檢驗與完善的情況下,滿足當前的教學(xué)發(fā)展需求。

第二,在使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)期間,為了保證技術(shù)平臺符合時代發(fā)展需求,應(yīng)進行總體結(jié)構(gòu)建模處理,搭建科目之間的教育平臺,在專業(yè)化技術(shù)水平逐漸提升的情況下,增強教學(xué)效果。

第三,在教學(xué)工作中應(yīng)開展虛擬現(xiàn)實技術(shù)的系統(tǒng)化教育活動,全面提升教育工作質(zhì)量與水平,促進虛擬現(xiàn)實教學(xué)平臺的合理開發(fā),使得學(xué)生掌握鐵路機車車輛控制技能、電機原理內(nèi)容、列車駕駛內(nèi)容,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

第四,在校內(nèi)教學(xué)過程中,教師需使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)為學(xué)生提供三維模型,通過綜合仿真與教學(xué)環(huán)境模擬的情況下,對學(xué)生進行專業(yè)技能的培訓(xùn)。

第五,在校外實踐操作教學(xué)過程中,教師應(yīng)合理使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)引導(dǎo)學(xué)生掌握先進操作技能,全面優(yōu)化與提升教育工作質(zhì)量與水平,在新時期發(fā)展背景之下,提升整體教育工作質(zhì)量與水平,更好地完成工作任務(wù)。

四、結(jié)語

鐵路機車車輛專業(yè)教學(xué)過程中,教師應(yīng)合理使用虛擬現(xiàn)實技術(shù),為學(xué)生營造真實的教學(xué)情境,使得學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中,樹立正確觀念,提升專業(yè)技能的掌握效果,更好地完成當前工作任務(wù),提升教學(xué)質(zhì)量。