摘 要：隨著5G技術(shù)的日益普及，VR技術(shù)逐漸被應(yīng)用到教育教學(xué)中，并取得了良好的效果。文章基于VR技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)況與積極作用，以職業(yè)技術(shù)教育汽車專業(yè)為例，分析VR虛擬教學(xué)的主要方式及VR實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)計，通過興趣為基、任務(wù)引領(lǐng)，反復(fù)操作、技能強(qiáng)化，培養(yǎng)汽車專業(yè)學(xué)生的職業(yè)意識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升汽車專業(yè)課程教學(xué)實(shí)效。

關(guān)鍵詞：虛擬教學(xué);VR技術(shù);教學(xué)探索

中圖分類號：U461;G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 收稿日期：2020-04-25 文章編號：1674-120X（2020）17-0109-02

一、研究背景

2020年是5G商用元年，隨著5G技術(shù)的日益普及，VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）技術(shù)也得到了更廣泛的應(yīng)用，它不僅可以增強(qiáng)身臨其境的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，還可以在教育教學(xué)中發(fā)揮重要作用。VR教學(xué)產(chǎn)品種類非常豐富，交互性、想象性、沉浸性是VR技術(shù)最大的特點(diǎn)，通過VR教學(xué)可以讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中體驗(yàn)真實(shí)操作。

“世界5G大會”中專設(shè)“5G+智慧教育高峰論壇”，熱議5G給新時代教育帶來的新變革。未來教育革命的關(guān)鍵在于科技革命，2020年是在線教育的拓展期，抓住5G技術(shù)的機(jī)遇實(shí)現(xiàn)在線教育的變革，信息技術(shù)會帶來教育理念的創(chuàng)新、教學(xué)模式的改變以及未來教育體系的改變。

未來需要科技引領(lǐng)，教育需要創(chuàng)新來點(diǎn)亮。對5G應(yīng)用場景進(jìn)行探索與技術(shù)開發(fā)，能夠滿足學(xué)習(xí)方式多樣化需求;攜手VR、AR和AI等共建智能教育環(huán)境，能夠創(chuàng)建創(chuàng)新智慧教育示范教學(xué)區(qū)。在汽車專業(yè)課程教學(xué)中運(yùn)用VR技術(shù)，可以讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)和體驗(yàn)學(xué)習(xí)中成長。

二、VR技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用與探索性研究

未來是大數(shù)據(jù)時代，在線教育的時代已經(jīng)來臨，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”會得到更多的應(yīng)用。VR教學(xué)因教學(xué)環(huán)境的開放性、實(shí)時性、互動性等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用。學(xué)生可以不受時間、空間的限制進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，先自學(xué)，后受教;先摸透，后熟練。VR虛擬教學(xué)是大勢所趨，利用VR技術(shù)進(jìn)行教學(xué)時教學(xué)活動有以下特點(diǎn)：

（一）師生觀念的改變

傳統(tǒng)教學(xué)是以“理論+實(shí)操”為主的課堂教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)自主性低。 現(xiàn)有的教學(xué)理念是“以學(xué)生為中心”，倡導(dǎo)啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué)。VR技術(shù)可以提供這種教學(xué)環(huán)境，真正實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的個體化教學(xué)，促進(jìn)合作化教學(xué)環(huán)境中學(xué)生自我探究意識的培養(yǎng)。VR教學(xué)是利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建與實(shí)景相同的或者類似的虛擬場景，在虛擬中進(jìn)行一對一教學(xué)的一種創(chuàng)新教學(xué)模式。VR教學(xué)改變了傳統(tǒng)的師生互動模式，在VR教學(xué)之中，學(xué)生更具有獨(dú)立性，能夠像教師一樣完成相關(guān)任務(wù)。教師布置任務(wù)后，學(xué)生根據(jù)VR教材以及手機(jī)或者PC端的VR系統(tǒng)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，進(jìn)行自我測試，學(xué)生自學(xué)的主體地位得以呈現(xiàn)，教師引導(dǎo)學(xué)生自主轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式。

（二）教學(xué)形式靈活多樣性探索

虛擬教學(xué)的教學(xué)形式多樣、靈活，能夠通過布設(shè)學(xué)習(xí)任務(wù)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)能力得以提高，教師和學(xué)生能夠從虛擬教學(xué)中得到實(shí)際經(jīng)驗(yàn)以及學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。在虛擬教學(xué)中，隨著5G技術(shù)的不斷更新，VR教學(xué)資源不斷增加，舊知識不斷更新，學(xué)生能在各個地方學(xué)習(xí)到先進(jìn)的知識和操作技能，這也為“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的發(fā)展和更新提供了更為廣闊的途徑和空間。

（三）教學(xué)情景的逼真性探索方案

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是根據(jù)真實(shí)的場景模型進(jìn)行計算機(jī)加工制作的，這樣能使學(xué)習(xí)者感知真實(shí)的操作環(huán)境。在汽車專業(yè)VR技術(shù)教學(xué)中，常把發(fā)動機(jī)各個部件制作成VR系統(tǒng)中能夠操縱的數(shù)據(jù)，在虛擬實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生能夠進(jìn)行發(fā)動機(jī)缸體拆裝，系統(tǒng)針對難懂的部分還有專門的語音講解。

三、VR虛擬教學(xué)模式

VR虛擬教學(xué)的實(shí)踐性強(qiáng)，能夠提升學(xué)生的創(chuàng)造能力及動手能力。教師可以根據(jù)教學(xué)安排對不同的班級進(jìn)行針對性授課，具有很強(qiáng)的靈活性。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前虛擬教學(xué)應(yīng)用廣泛，以大學(xué)及其教育機(jī)構(gòu)為例，主要包括以下幾種方法：

（一）移動端仿真教學(xué)

在手機(jī)、電腦、iPad等移動端安裝教學(xué)軟件，通過軟件應(yīng)用實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動，并在系統(tǒng)里面對真實(shí)的情景進(jìn)行仿真模擬，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動方式和運(yùn)動過程的模擬實(shí)訓(xùn)。制作集合視頻、圖片、聲音等多形式的移動端課件和虛擬教學(xué)資料，運(yùn)用計算機(jī)來進(jìn)行虛擬教學(xué)，教學(xué)效率較高，可以重復(fù)進(jìn)行。

（二）模型演示教學(xué)

在VR教學(xué)系統(tǒng)里面的仿真模型，不管在課前、課中還是課后，學(xué)生都可以進(jìn)行全方位的動作演示，更能直觀地進(jìn)行學(xué)習(xí)，深入地了解自己的不足。實(shí)物模型能夠比較直觀、形象地揭示出事物的具體形式和運(yùn)動方式。通過計算機(jī)進(jìn)行描述，能夠使學(xué)生更好地認(rèn)識其現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)律。通過模型演示教學(xué)，再讓學(xué)生到實(shí)車上進(jìn)行操作，將使學(xué)生對知識的印象更加深刻。

（三）概念掌握

以動促教，以學(xué)促學(xué)，在VR虛擬教室里面，學(xué)生可以更好地掌握汽車相關(guān)知識的概念和核心，通過立體交互體驗(yàn)，使學(xué)習(xí)更加得心應(yīng)手。

（四）互動合作學(xué)習(xí)

虛擬情景應(yīng)用于VR教學(xué)中，讓學(xué)生自主進(jìn)行探索和研究，并且在虛擬場景中進(jìn)行互動合作學(xué)習(xí)。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下選定一定的教學(xué)內(nèi)容，并傳遞該教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建完整的學(xué)習(xí)任務(wù)鏈。

（五）技能訓(xùn)練

VR教學(xué)可以打破時間和空間的限制，讓學(xué)生利用虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行系統(tǒng)電路設(shè)計、汽車拆裝、汽車檢測等方面的探索學(xué)習(xí)。在沉浸性和交互性學(xué)習(xí)中，學(xué)生開展技能訓(xùn)練，提升汽車駕駛技能和電器維修技能水平等。

四、VR實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)計

實(shí)訓(xùn)教學(xué)是職業(yè)技術(shù)教育教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，指結(jié)合VR技術(shù)自身特性，更好地幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)。交互式學(xué)習(xí)不僅具有視覺藝術(shù)沖擊，而且能夠進(jìn)行反復(fù)分析和綜合。湖南汽車工程職業(yè)學(xué)校（以下簡稱“我?！保┙嘶赩R技術(shù)的汽車維修虛擬實(shí)訓(xùn)平臺，運(yùn)用到VR實(shí)訓(xùn)軟件開發(fā)中進(jìn)行教育學(xué)行為設(shè)計。此虛擬實(shí)訓(xùn)平臺，提供了汽車檢測與維修、汽車運(yùn)用與維修、新能源汽車等不同課程內(nèi)容并進(jìn)行了整合統(tǒng)一，在該平臺中針對不同課程確定的不同內(nèi)容的導(dǎo)入和教學(xué)目的，通過模擬的教學(xué)環(huán)境完成教學(xué)任務(wù)設(shè)計。

（一）興趣為基，任務(wù)引領(lǐng)

在現(xiàn)有汽車專業(yè)教學(xué)中，使用項目教學(xué)法和任務(wù)驅(qū)動法較多，也有的使用活頁式教學(xué)方法。在以VR技術(shù)為基礎(chǔ)的汽車檢修教學(xué)中，也是以任務(wù)教學(xué)法為驅(qū)動，在課前、課中、課后布置相應(yīng)的任務(wù)，使學(xué)生能夠自主地進(jìn)行學(xué)習(xí)。以我校的“基于終端VR汽車教育實(shí)訓(xùn)平臺”為例，教學(xué)內(nèi)容分發(fā)動機(jī)檢修、底盤檢修和新能源汽車檢修三個部分。如在發(fā)動機(jī)部分，學(xué)生必須先完成上一任務(wù)，才能進(jìn)行下一任務(wù)的學(xué)習(xí)。 這種教學(xué)方法除了可以解決傳統(tǒng)教學(xué)受時間與空間限制的問題，還可以通過擬真環(huán)境中的圖片和視頻，使學(xué)生更易于理解汽車結(jié)構(gòu)，理解汽車裝配方式和運(yùn)動原理，提升學(xué)習(xí)興趣。以任務(wù)為引領(lǐng)，使學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)探索，提升了學(xué)習(xí)的創(chuàng)新性，提高了實(shí)際操作的創(chuàng)新性。

（二）反復(fù)操作，技能強(qiáng)化

在傳統(tǒng)汽車檢修與維修教學(xué)中，汽車及零部件的損耗是要考慮的重要因素，學(xué)校設(shè)備常更新太快，學(xué)生不能使用最新設(shè)備。但是VR汽車教育實(shí)訓(xùn)平臺可以解決這種問題。在虛擬教學(xué)中，不用考慮設(shè)備數(shù)量、消耗以及學(xué)生安全等方面的因素，每個學(xué)生都可以對每個項目進(jìn)行自主的多次訓(xùn)練，以達(dá)到熟練的程度。VR汽車教育實(shí)訓(xùn)平臺不僅能夠通過擬真的拆裝訓(xùn)練完善教學(xué)設(shè)計，同時也能夠通過任務(wù)式教學(xué)解決部分學(xué)生學(xué)習(xí)不積極、不愿意動手的問題，提高其學(xué)習(xí)興趣。在VR汽車教育實(shí)訓(xùn)平臺中，學(xué)生在學(xué)習(xí)中犯的錯誤大幅減少，提升了對汽車結(jié)構(gòu)的認(rèn)知，從而提升了教學(xué)效率。

（三）培養(yǎng)職業(yè)意識

2020年，隨著全球經(jīng)濟(jì)陷入萎靡，就業(yè)單位更看重個人職業(yè)素養(yǎng)。VR汽車教育實(shí)訓(xùn)平臺，不僅能培養(yǎng)具有專業(yè)能力的人才，也培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才，還培養(yǎng)職業(yè)能力和意識高的人才。在系統(tǒng)設(shè)計中，把實(shí)際工作崗位所需的各種能力都融入其中，如將6S融入工作操作中，能夠使學(xué)習(xí)者不知不覺養(yǎng)成優(yōu)良的職業(yè)素養(yǎng)，從而達(dá)到提升學(xué)習(xí)能力的目標(biāo)。

五、結(jié)語

VR汽車教育是發(fā)展創(chuàng)新、提升信息化素養(yǎng)的一種可以大加利用的教學(xué)手段，與實(shí)踐教學(xué)相輔相成，能在提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時，以汽車VR軟件交互設(shè)計與行為模式為導(dǎo)向，利用教育學(xué)理論，在虛擬環(huán)境中培養(yǎng)學(xué)生，通過“動機(jī)、思維、興趣點(diǎn)”來引導(dǎo)學(xué)生，同時激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)汽車知識的興趣。

構(gòu)建基于汽車新技術(shù)的VR教學(xué)資源平臺是以后在線學(xué)習(xí)的根本，平臺可以對所有師生開放，在開放的過程中不斷總結(jié)成功和進(jìn)步的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)知識的交流與共享，達(dá)到教與學(xué)的共同進(jìn)步。在后續(xù)的虛擬教學(xué)中，要進(jìn)一步建立學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，保障學(xué)習(xí)效果。

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作者簡介：秦詠梅（1976—），女，湖南雙峰人，湖南汽車工程職業(yè)學(xué)院汽檢教研室主任，高級講師，研究方向：汽車專業(yè)教學(xué)與研究。