摘 要：本文探討了基于虛擬現(xiàn)實（VR）技術的高職專業(yè)課程互動式教學改革，以《新能源動力電池及管理系統(tǒng)檢修》課程為例，分析了課程設計、實施過程及教學效果。通過評估了VR技術在提升學生學習興趣和操作技能方面的效果，并總結了成功經(jīng)驗與存在的問題。研究結果表明，VR技術能有效提高高職汽車專業(yè)課程教學質量，但仍需克服技術瓶頸和成本挑戰(zhàn)，為未來新能源汽車專業(yè)教學模式創(chuàng)新提供了參考。

關鍵詞：VR技術 高職專業(yè)課 互動式教學 改革 實踐

近年來，隨著新能源產業(yè)的快速發(fā)展，新能源動力電池及管理系統(tǒng)的維護和檢修技術成為高職汽車專業(yè)教育的重要組成部分。傳統(tǒng)教學方法在實際操作技能培養(yǎng)上存在局限，而VR技術（虛擬現(xiàn)實技術，Virtual Reality）的興起為高職專業(yè)課程教育帶來了創(chuàng)新契機。VR技術不僅能提供沉浸式學習體驗，還能模擬復雜的工作場景，有助于學生在虛擬環(huán)境中安全地反復操作、實踐，有效彌補傳統(tǒng)教學資源的不足，提升學生的職業(yè)技能和綜合素質，以及提升實訓操作教學的安全性和教學效率。

1 虛擬現(xiàn)實技術概述

（VR技術）作為一項前沿科技，近年來在教育領域逐漸嶄露頭角，對教學模式產生了深遠影響。VR技術最顯著特點就是可給人提供身臨其境的體驗。進入21世紀后，隨著硬件性能的提升和成本的降低，VR設備逐漸走向商業(yè)化和大眾化[1]。

目前，VR技術的核心組成部分主要包括以下兩方面。

（1）硬件設備：VR硬件包括頭戴顯示器（HMD）、計算機或游戲主機、運動跟蹤器、觸控手柄和其他外設。頭戴顯示器是最重要的硬件設備，它通過顯示屏和透鏡將虛擬世界呈現(xiàn)給用戶。運動跟蹤器用于捕捉用戶的頭部和手部運動，以實現(xiàn)虛擬世界中的交互。

（2）軟件系統(tǒng)：VR軟件系統(tǒng)負責生成和管理虛擬環(huán)境，主要包括圖形處理引擎、物理引擎、聲音處理引擎和人機交互模塊等。圖形處理引擎用于生成逼真的三維圖像，物理引擎模擬現(xiàn)實中的物理規(guī)律，聲音處理引擎提供高保真的音頻效果，人機交互模塊則處理用戶的輸入信息。

2 高職專業(yè)課程傳統(tǒng)教學局限性及VR技術帶來的創(chuàng)新契機

2.1 高職專業(yè)課程傳統(tǒng)教學典型局限性

在高職汽車專業(yè)教育中，實踐技能的培養(yǎng)無疑占據(jù)著核心地位。汽車行業(yè)作為一個高度依賴實操能力的領域，要求從業(yè)者不僅要掌握扎實的理論知識，更要具備熟練的實際操作技能，能夠在面對各種汽車故障和維修任務時，迅速、準確地做出判斷并加以解決。然而，高職汽車專業(yè)教學的傳統(tǒng)教學方法在技能培養(yǎng)方面存在著諸多局限。

（1）實訓教學設備陳舊、數(shù)量不足、更新設備不夠的問題。一些學校的汽車維修實訓設備還是多年前購置的，設備已經(jīng)落后，無法滿足現(xiàn)代汽車新技術、新工藝的教學需求。而且設備數(shù)量有限，導致學生在實訓課程中實際操作的機會較少。難以達到讓學生達到熟練掌握技能的目的。

（2）傳統(tǒng)教學方法也比較單一枯燥。在課堂上，許多教師往往采用 “滿堂灌” 的教學方式，以講授理論知識為主，缺乏與學生的互動和實踐案例的引入。學生對知識的理解和掌握較為膚淺。而且，實訓課程的教學也多是教師示范后學生模仿操作，缺乏對學生創(chuàng)新思維和解決實際問題能力的培養(yǎng)，難以激發(fā)學生的學習興趣和主動性。

（3）考核方式欠全面。許多專業(yè)課程考核方式主要以理論考試為主，實踐操作考核所占比重較小。這種考核方式無法全面、準確地評價學生的實際操作技能和綜合職業(yè)能力，容易導致學生忽視實踐技能的培養(yǎng)，從而不是真正提升專業(yè)技能[2]。

2.2 VR技術帶來的創(chuàng)新契機

在高職教育領域，VR 技術的應用是發(fā)展的必然趨勢。越來越多的高職院校開始嘗試將VR技術融入教學中，為學生提供更加豐富、生動的學習體驗。在高職汽車專業(yè)教育中，VR技術更是展現(xiàn)出了巨大的創(chuàng)新潛力，為解決傳統(tǒng)教學的困境提供了有效的途徑。

如在創(chuàng)建虛擬實訓環(huán)境方面，VR技術可以模擬出各種汽車維修場景和設備，不受時間、空間和設備數(shù)量的限制。學生戴上VR設備，就能置身于一個高度逼真的汽車維修車間，里面有各種先進的汽車維修設備和工具，以及不同型號的汽車。學生可以自由地對虛擬汽車進行拆卸、組裝、維修等操作，就像在真實的工作場景中一樣。

VR技術還能提供沉浸式學習體驗；在助力過程考核與評價方面，采用VR技術進行教學，許多操作都可以實現(xiàn)過程的記錄和操作對錯的智能判斷。系統(tǒng)可以記錄學生的操作步驟、操作時間、錯誤次數(shù)等數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)對學生的學習過程和學習成果進行全面、客觀的評價。

3 VR技術在《新能源動力電池及管理系統(tǒng)檢修》課程中的應用

3.1 課程內容設計

課程內容設計是高職教育中極為關鍵的一環(huán)，尤其是在引入VR技術的背景下，這一環(huán)節(jié)變得更加復雜和重要。為了充分發(fā)揮VR技術的優(yōu)勢，課程內容設計需要在理論知識、實踐能力和職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)上做到精細化和科學化。

（1）課程內容設計應緊扣職業(yè)崗位需求。高職教育的目標是培養(yǎng)具備實際操作能力和職業(yè)素養(yǎng)的應用型人才，因此，課程內容必須緊密結合行業(yè)和崗位需求。例如，對于新能源動力電池及管理系統(tǒng)課程，需要詳細講解動力電池的工作原理、各類電池管理系統(tǒng)的結構與功能，同時結合行業(yè)發(fā)展的新趨勢，如電動車技術的最新進展和未來前景。這要求課程設計者始終保持與行業(yè)的密切聯(lián)系，確保所教授內容具有前瞻性和實用性[3]。

（2）理論與實踐相結合是課程內容設計的基本原則。VR技術為理論知識的形象化和實踐技能的虛擬訓練提供了新手段。在課程中，可以通過VR模擬系統(tǒng)展示動力電池的內部結構和工作過程，讓學生通過虛擬操作了解各個環(huán)節(jié)的具體細節(jié)。實踐部分則通過虛擬實驗室，讓學生在安全的虛擬環(huán)境中進行電池組裝、測試和故障排除等操作。

（3）多樣化和模塊化的設計是提升課程靈活性和適應性的關鍵。課程應設計成多個獨立但關聯(lián)的模塊，每個模塊涵蓋特定的知識點和技能點。比如，新能源動力電池課程可以分為電池基礎知識模塊、電池管理系統(tǒng)模塊、電池應用技術模塊等。學生可以根據(jù)自身的學習進度和興趣選擇模塊進行深入學習，同時模塊化的設計也便于教師根據(jù)行業(yè)需求進行課程內容的更新和調整。

（4）注重學生參與和互動也是課程內容設計的重要方面。VR技術具有高度的互動性，可以通過設計多種互動任務和測試環(huán)節(jié)，讓學生在虛擬環(huán)境中自主探索和實驗。比如，在電池管理系統(tǒng)模塊中，設計一些模擬故障場景，讓學生通過虛擬操作查找故障原因并提出解決方案。這樣可有效提高學生的動手能力和問題解決能力及增強他們的學習主動性和興趣。

3.2 教學實施

教學實施是高職教育的重要環(huán)節(jié)，決定了課程內容能否有效傳遞給學生，進而實現(xiàn)培養(yǎng)應用型人才的目標。VR技術的引入，為教學實施提供了新的手段和機遇，但也對教學的組織和管理提出了新的要求。

（1）教學實施需要教師具備扎實的專業(yè)基礎和熟練的VR操作技能。在引入VR技術的背景下，教師不僅要掌握所授課程的專業(yè)知識，還需熟悉VR設備的使用和相關軟件的操作。這就要求高職院校對教師進行系統(tǒng)的培訓，不僅包括基本的VR操作技能，還包括如何將VR技術有效地融入教學過程。例如，新能源動力電池課程的教師需要能夠使用VR設備模擬電池管理系統(tǒng)的運行，指導學生在虛擬環(huán)境中進行操作和實驗。

（2）教學環(huán)境的充分準備是保障教學效果的基礎。教學實施前，學校需確保VR設備的正常運行和調試，并配備相應的技術人員提供支持。此外，對于需要高頻次使用VR的課程，學校應建設專門的VR教室或實驗室，確保教學過程中設備的順暢使用和管理。

（3）互動式教學方法應貫穿整個教學實施過程。在VR技術的支持下，教師可以采用講授、示范、實驗、討論等多種教學方法。例如，在講授動力電池基礎知識時，教師可以通過VR展示電池的內部構造和工作原理，使抽象的理論知識形象化、具體化；在實訓環(huán)節(jié)，教師可以帶領學生通過VR設備進行電池組裝和管理系統(tǒng)操作，讓學生在模擬環(huán)境中練習和提高動手能力。

（4）教學實施過程中互動式體現(xiàn)因材施教。VR技術為分層教學和個性化學習提供了可能。教師可以根據(jù)學生的學習進度和掌握情況，設計不同難度和層次的學習任務，給予學生自主選擇和探索的空間。例如，對于基礎較好的學生，可以安排復雜的電池故障排除任務；而對于基礎較弱的學生，則可以安排簡單的模擬操作，逐步提高他們的操作能力[4]。

3.3 學生互動及反饋

在高職教育中，學生互動及反饋是提升教學效果和學生學習體驗的重要環(huán)節(jié)。特別是在VR技術的引入下，如何有效促進學生互動，及時獲取反饋，進而不斷優(yōu)化教學內容與方法，成為教育者需要深入思考的問題。

（1）VR技術提供了多樣化的互動方式，極大地豐富了學生與課程材料的互動體驗。傳統(tǒng)課堂中，學生的互動主要依靠問答和討論，而在引入VR技術后，學生可以通過虛擬環(huán)境進行更加主動和深度的互動。例如，在學習新能源動力電池課程時，學生可以通過VR設備自行探訪虛擬實驗室，操作模擬設備，觀察電池的內部結構和工作原理。這樣，原本抽象的知識點變得具象和生動，激發(fā)了學生的學習興趣和積極性。

（2）個性化互動是VR教學的一大特色。傳統(tǒng)教學中，教師很難照顧到每個學生的學習進度和個性化需求，但VR技術可以很好地解決這一問題。教師可以利用VR系統(tǒng)，根據(jù)每個學生的學習情況，設計不同的操作任務和情境模擬。例如，對于那些進度較快的學生，可以安排更復雜的電池管理系統(tǒng)故障排查；而對于進度較慢的學生，則可以安排基礎操作，幫助他們夯實基本技能。這種個性化的互動方式有效地提高了教學的針對性和實效性[5]。

（3）為了保證學生的互動效果，及時和有效的反饋機制是不可或缺的。VR系統(tǒng)能夠記錄學生在虛擬環(huán)境中的每一次操作和決策，教師可以通過這些數(shù)據(jù)分析學生的學習情況，找出共性問題和個性差異，及時調整教學內容和策略。比如，某些學生在電池組裝過程中多次出現(xiàn)錯誤，教師可以利用數(shù)據(jù)分析找出問題的具體環(huán)節(jié)，并在后續(xù)教學中重點講解和演示相關內容。此外，教師還可以通過定期的線上課程在線反饋，了解他們在使用VR技術過程中遇到的困難和困惑，幫助他們盡快適應新的學習方式。

（4）學生間互動和合作也是提升VR教學效果的重要手段。在虛擬環(huán)境中，學生不僅可以進行個體操作，還可以通過組隊合作完成復雜的任務。例如，在電池系統(tǒng)維護模擬中，學生可以組成小組，通過分工協(xié)作、高效完成模擬任務。這樣不僅增強了學生的團隊合作精神，也進一步鞏固了他們對知識的理解和運用。

4 VR應用教學改革效果分析

在高職教育中，引入VR技術是近年來的一項重要教學改革，該技術為專業(yè)課程教學的課堂帶來了全新的體驗和實踐機會。現(xiàn)從學生學習效果、教學方法創(chuàng)新、教師綜合能力等方面進行分析。

（1）從學生學習效果來看，VR技術顯著提升了學習的深度和廣度。與傳統(tǒng)教學模式相比較，使用VR技術后的課程更具互動性和沉浸感，使抽象概念變得形象具體，有助于學生理解復雜的原理和操作。例如，我院在新能源動力電池課程中，通過VR模擬電池的內部結構和工作原理，學生可以更直觀地理解和操作，在課程結束后的實踐考核中，學生的平均成績提高了 16 分，實踐操作的準確性和效率也有了明顯的進步。同時，VR技術提供的模擬操作環(huán)境，讓學生有機會反復練習，提高了實際動手能力和問題解決能力。

（2）VR技術的引入大大推動了教學方法的創(chuàng)新。傳統(tǒng)教學主要依賴于講授和板書，而VR技術提供了更加多樣化和互動化的教學手段。教師可以通過虛擬實驗室、情景模擬以及互動操作等方式，豐富教學內容和形式。例如，在講解電池模塊組裝時，可以實時切換到VR環(huán)境，進行詳細的部件展示和操作演示，學生也可同步進行虛擬實踐。創(chuàng)新的教學方法，不僅增強了課堂的趣味性，也提高了教師的教學靈活性和創(chuàng)造力。

（3）教師綜合能力得到了顯著提升。為了適應VR技術的應用，教師需要不斷學習和掌握新技術、新工具。這推動了教師隊伍的知識更新和技能升級。專業(yè)教師可根據(jù)課程專業(yè)教學的需要利用軟件設計制作VR教學素材，如圖1所示。通過定期的技術培訓和教學交流，教師不僅掌握了VR設備和軟件的使用，還學會了如何將這些新技術有效地融入教學設計中。教師綜合能力的提升，不僅有助于教學質量的提高，也為教師的職業(yè)發(fā)展提供了新的機會和動力[6]。

5 結語

通過對教學改革效果的分析，VR技術在高職專業(yè)教育中展現(xiàn)了顯著的優(yōu)勢，提升了學生的學習效果和實踐能力，推動了教學方法的創(chuàng)新和教師綜合能力的提升，增強了學校的整體競爭力。隨著科學技術的進步，VR技術將在高職教育汽車專業(yè)課程中會扮演更加重要的角色，進一步助力技術應用型人才的培養(yǎng)，推動高職教育質量的全面提升。

基金項目：廣西職業(yè)教育教學改革項目（基于VR技術的高職新能源汽車技術課程3D互動式混合教學模式的研究與實踐GXGZJG2019B120）;廣西高校中青年教師科研基礎能力提升項目［基于純電動汽車空調熱泵性能改進的研究與實踐（2020KY29011）］;2025 年中國物流學會、中國物流與采購聯(lián)合會面上研究課題：[233]智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術在智慧物流領域的應用研究.

參考文獻：

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[3]黃兆軍，趙新寬，王犖犖.新時代背景下高職院校新工科專業(yè)課程教學模式改革探索——以“電力電子技術與應用”課程為例[J].職業(yè)技術，2023，22（6）：94-101.

[4]黃小潔，張敏.高職混合式教學的課程考核改革實踐研究——以眼視光技術專業(yè)課程為例[J].浙江工貿職業(yè)技術學院學報，2023，23（4）：37-41.

[5]孔慶，王冬生，李雪如，等.基于VR技術的高職院校工業(yè)機器人虛擬仿真實訓平臺建設研究[J].數(shù)字通信世界，2023（7）：19-21.