VR技术在汽车专业的教学探索
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作者:秦咏梅 周定武 胡鸿飞
摘 要：虚拟教学教室即是我们的手机、电脑或者ipad，学习环境不受时间和空间限制。随着眼5G技术的日益普及，VR技术也得到更广泛应用，它不仅可以增加身临其境的学习体验，还在虚拟现实教育中发挥重要作用。VR教学产品种类非常丰富，常见的有VR眼镜开展沉浸式虚拟课堂的教学方式、增强现实沙盘模型等情景化学习场景。VR具有交互性、想象性、沉浸性，它这些特性可以让学生通过视觉、听觉乃至触觉进行体验式学习。
关键词：虚拟教学 教学探索 汽车专业
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）06（b）-00209-02
1 研究背景
虚拟现实技术（VR）的基础是计算机技术，是基于大数据的一种网络系统，能够实时、实地、实景地进行虚拟仿真转换，让使用者沉浸到虚拟环境中进行自主学习。VR技术是三维技术的重构，可以进行立体式体验，在三维中感知真实的操纵感。它拥有许多特点，如沉浸性、交互性、多感知性、构想性、自主性;现有的VR技术在5G和大数据下发展下，越来越多的技术得以呈现，包括动态环境建模技术、实时三维图形生成技术、应用系统开发工具、系统集成技术等。VR技术在医疗、工程、教学、军事、航空航天等领域都有很大的应用。
2 VR在教学中的应用于探索性研究
未来是大数据时代，在线教育的时代已经来临，“互联网+教育”会越来越得到更多应用。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。学生可以不爱时间空间的影响进入学习状态，先自学、后教学;先摸透，后熟练。虚拟的VR教学环境是大势所趋，利用VR进行教学时教学活动有以下特点。
（1）师生观念的改变。
传统教学是“理论+实操”为主的课堂学习，学习自主性少。VR虚拟仿真教学是利用计算机网络技术，构建与实物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，在传统的教学之中，教师的任务应当由学生来进行承担。而在虚拟的教学之中，学生更具有独立性，更像是成人老师来完成相关任务。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，以及进行自我测试，学生自学的主体地位得以呈现，以教师引导，学生自主进行学习转变。
（2）教学形式灵活多样性探索。
虛拟教学能够通过学习任务，使学生学习能力得以提高，并且教学形式多样化、灵活化，大量教师和学生从虚拟教学中，能够得到实际经验以及学习经验，能被学习者广泛接受。虚拟教学中，随着5G技术的不断更新，VR教学系统资源会增加，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，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。
（3）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式制作的，这样能使学习者感知真实的操作环境。如图1所示，把发动机各个部件制作成VR系统中能够操纵的数据，在虚拟实验上面，学生能够进行发动机缸体拆装，不懂的部分，在系统中还有专门的语音讲解。
3 虚拟教学模式
基于VR的虚拟教学的实践性强，能够提升学生的创造能力，以及动手能力。教师可以根据教学安排以及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+”技术的不断深入，当前虚拟教学应用广泛，以大学及其教育机构为例，包括以下几种方法。
（1）移动端仿真教学。在手机、电脑、IPAD等移动端安装手机软件，通过软件应用实现人机互动。并对真实的场景在系统里面进行模拟仿真，实现运动方式和运动过程的模拟实训。制作成集合了视频、图片、声音等多方面的移动端课件和虚拟教学的资料，运用计算机来进行虚拟教学，且学习的效率较高，可以进行多次重复。
（2）模型演示教学。在VR教学系统里面的仿真模型，课前课中课后，学生都可以进行全方位动作演示，更能直观地进行学习，更能深入了解自己的不足。实物模型能够比较直观却形象地揭示出事物的具体形式和运动方式。并通过计算机进行描述，从而能够更好地认识其现状和发展规律。通过模型演示教学后，再到实车上进行操作，使知识印象更加深刻。
（3）概念掌握。以动促教，以学促学，以学促教，在VR虚拟教室里面，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。
（4）互动合作学习。虚拟情景应用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。同时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。
（5）技能训练。打破时间和空间的限制，VR教学中对学生及其在学习过程中，利用虚拟实验系统电路设计、汽车拆装、汽车检测等方面的探索学习。
4 结语
VR教学在汽车专业教学中，占比会越来越大，也将改变传统的教学模式，使学生通过虚拟教学系统完成相关任务，再通过教师实物讲解完成后面的实操，大大增强了学习效率， 在沉浸性和交互性学习中，推动学生的技能训练汽车驾驶技能和电器维修技能等。
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基金项目：湖南省教育科学“十三五”规划2018年立项课题“基于移动VR技术的汽车维修类课程教学资源建设研究与实践”（项目编号：XJK18CZY042）。
作者简介：秦咏梅（1976，4—），女，汉族，湖南娄底人，本科，副教授，从事汽车专业教学与研究工作。
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