段紅艷 王建鋒

鄭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 河南省鄭州市 450000

1 引言

在后疫情時(shí)代，疫情時(shí)有爆發(fā)，高校教育工作的正常開展面臨重大挑戰(zhàn)，為保證“停課不停學(xué)”，并確保教學(xué)質(zhì)量，教育部印發(fā)《關(guān)于疫情防控期間做好普通高等學(xué)校在線教學(xué)組織與管理工作的指導(dǎo)意見》（下稱《指導(dǎo)意見》），很多高校積極響應(yīng)政策，采取“線上+線下”混合教學(xué)的模式進(jìn)行教學(xué)，取得了較好的教學(xué)效果。

《汽車底盤構(gòu)造與維修》這門課程注重理論與實(shí)際操作相結(jié)合，上課多采用“理實(shí)一體化”的教學(xué)模式，使學(xué)生在學(xué)習(xí)汽車底盤各系統(tǒng)的理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，再通過實(shí)訓(xùn)課程對汽車各總成進(jìn)行拆裝、分解及故障檢測。但是，線上教學(xué)模式不能滿足《汽車底盤構(gòu)造與維修》課程的“理實(shí)一體化”，可將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與線上教學(xué)模式相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)“線上虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)訓(xùn)”，既可以增強(qiáng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，也可為之后線下實(shí)訓(xùn)教學(xué)做好堅(jiān)實(shí)的前期準(zhǔn)備。在《指導(dǎo)意見》中提出9 項(xiàng)工作任務(wù)，第一條指出，面向全國高校免費(fèi)開放全部優(yōu)質(zhì)在線課程和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，第五條也明確指出，全天候開放國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目共享平臺(tái)，免費(fèi)提供2000 余門虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程資源。這為將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于“線上+線下”相結(jié)合的混合教育模式中起到保障作用。

2 后疫情時(shí)代虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在《汽車底盤構(gòu)造與維修》教學(xué)的應(yīng)用分析

2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)內(nèi)涵

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融合了數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)等多個(gè)信息技術(shù)分支，利用三維圖形生成技術(shù)、多傳感交互技術(shù)以及高分辨率顯示技術(shù)，生成三維逼真的虛擬環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有較高的逼真性、交互性、沉浸性和構(gòu)想性等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于科技開發(fā)、商業(yè)、醫(yī)療、軍事、教育等。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在日前線下應(yīng)用于《汽車底盤構(gòu)造與維修》課程中，主要有以下三種方式：

（1）汽車底盤組成部件的認(rèn)知。學(xué)生通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)更直觀的看到汽車的各個(gè)組成部分，有助于理論知識(shí)的掌握。

（2）汽車底盤的拆裝。學(xué)生通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對汽車底盤進(jìn)行拆裝，不受場地、設(shè)備及其他實(shí)驗(yàn)資源的限制，并且可以重復(fù)拆裝。

（3）汽車虛擬駕駛。通過虛擬駕駛，學(xué)生切身體驗(yàn)到汽車底盤工作時(shí)各個(gè)部件的配合情況。

2.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合“線上+線下”教學(xué)模式的應(yīng)用優(yōu)勢

后疫情時(shí)代下，“線上+線下”混合教學(xué)的模式，為理論類課程的正常教學(xué)提供了保障。然而《汽車底盤構(gòu)造與維修》課程屬于實(shí)訓(xùn)實(shí)踐類課程，線上教學(xué)模式不能進(jìn)行實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)，這就給教學(xué)帶來了困難?；谔摂M現(xiàn)實(shí)的特點(diǎn)，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于線上教學(xué)，實(shí)現(xiàn)“線上實(shí)訓(xùn)”的教學(xué)模式，使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與《汽車底盤構(gòu)造與維修》線上教學(xué)相結(jié)合，彌補(bǔ)線上教學(xué)實(shí)訓(xùn)課程無法直觀汽車部件的實(shí)訓(xùn)問題，為實(shí)訓(xùn)類課程的正常教學(xué)提供了保障。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在《汽車底盤構(gòu)造與維修》這門課程中，可以給學(xué)生展現(xiàn)出虛擬的汽車底盤的三維結(jié)構(gòu)，學(xué)生可以觀看利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)直觀汽車部件的爆炸圖及其工作過程，有助于學(xué)生對汽車部件及工作原理的理解。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要在于輔助“線下+線上”的教學(xué)過程中難以完成的相關(guān)實(shí)訓(xùn)實(shí)踐實(shí)驗(yàn)部分，汽車制造與試驗(yàn)技術(shù)專業(yè)有離合器拆裝、變速器拆裝、故障診斷等課程，教師可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)軟件進(jìn)行相關(guān)的課程講解，幫助學(xué)生直觀的了解實(shí)訓(xùn)中部件的構(gòu)成及工作原理，或者了解到實(shí)驗(yàn)的基本原理、操作流程等。虛擬現(xiàn)實(shí)軟件可進(jìn)行多次重復(fù)使用，學(xué)生可以進(jìn)行重復(fù)學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)過程富有成效。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以更好的應(yīng)對后疫情時(shí)代網(wǎng)課對動(dòng)手實(shí)踐實(shí)驗(yàn)課的約束，保障特殊防控時(shí)期實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)的正常教學(xué)進(jìn)度。

3 后疫情時(shí)代虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在《汽車底盤構(gòu)造與維修》教學(xué)中的應(yīng)用

3.1 在汽車底盤組成部件、結(jié)構(gòu)、工作原理中的應(yīng)用

《汽車底盤構(gòu)造與維修》的理論基礎(chǔ)是掌握汽車底盤的構(gòu)造組成及其工作原理。后疫情時(shí)代采用線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式，理論知識(shí)基礎(chǔ)可以利用課件來進(jìn)行講解，為了更清楚的為學(xué)生展示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行教學(xué)。

比如，在講解底盤中自動(dòng)變速器的工作原理時(shí)，因自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其中包含液力變矩器、兩個(gè)到三個(gè)離合器、行星齒輪機(jī)構(gòu)等，采用一般的文字、圖片、視頻等很難動(dòng)態(tài)的展示自動(dòng)變速器中換擋時(shí)各個(gè)部件的工作過程，學(xué)生很難理解，但是在課件中結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，模擬自動(dòng)變速器的換擋過程，就可以很清晰的將自動(dòng)變速器的各個(gè)組成部件的結(jié)構(gòu)及其工作原理展示給學(xué)生，幫助學(xué)生理解。又因?yàn)椋囍圃炫c試驗(yàn)技術(shù)專業(yè)男生偏多，好奇心強(qiáng)，對新興的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)非常感興趣，有效的提高了學(xué)生的積極性。理論課程中加入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以增強(qiáng)學(xué)生對底盤的組成及構(gòu)造的立體感與空間感。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在理論中的應(yīng)用操作也十分方便，學(xué)生可以通過掃描教材中想要了解的底盤結(jié)構(gòu)對應(yīng)的二維碼，來獲取更多的資源，包括知識(shí)點(diǎn)的文字描述與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)部件的呈現(xiàn)。

3.2 在汽車底盤拆裝中的應(yīng)用

在后疫情時(shí)代下的線上教學(xué)過程中，學(xué)生不能在實(shí)訓(xùn)室對汽車底盤進(jìn)行拆裝，利用線上平臺(tái)使學(xué)生在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中對汽車底盤部分進(jìn)行虛擬拆裝實(shí)訓(xùn)，保障正常的教學(xué)進(jìn)度。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建汽車底盤拆裝的實(shí)訓(xùn)場景，虛擬底盤拆裝場景包括所需的底盤、拆裝臺(tái)和工具車等，教師先利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行底盤拆裝的教學(xué)，學(xué)生再在虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)上自行練習(xí)底盤的拆裝。

學(xué)生利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)平臺(tái)自行練習(xí)拆裝時(shí)，可選擇虛擬場景。虛擬現(xiàn)實(shí)拆裝平臺(tái)界面展示了要拆裝的部件及拆裝工具箱，系統(tǒng)會(huì)向?qū)W生講解此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)拆裝的具體操作過程及工具車中各類工具的適用場景。拆裝工程中，每一個(gè)步驟都有工具選擇提示與拆裝步驟提示。學(xué)生可以根據(jù)界面提示選擇正確的工具，并進(jìn)行拆裝，工具選擇錯(cuò)誤或拆裝順序錯(cuò)誤時(shí)，系統(tǒng)界面會(huì)進(jìn)行提示，拆裝結(jié)束后系統(tǒng)會(huì)綜合學(xué)生選用工具是否合適、拆裝順序是否正確及拆裝完成度等方面進(jìn)行評(píng)分。學(xué)生通過虛擬拆裝實(shí)訓(xùn)，對拆裝工具及拆裝步驟都有了一定的認(rèn)識(shí)，排除了不安全因素，并能夠正確選用工具，能夠進(jìn)行正確順序的拆裝，養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣，為之后學(xué)生進(jìn)行線下實(shí)訓(xùn)做好基礎(chǔ)。

4 提出后疫情時(shí)代虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于《汽車底盤構(gòu)造與維修》教學(xué)中的改進(jìn)措施

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢，國家多項(xiàng)政策的支持，各高校都積極將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于教育教學(xué)中，并為實(shí)訓(xùn)實(shí)踐課程創(chuàng)建了理論與實(shí)際相結(jié)合的學(xué)習(xí)平臺(tái)。盡管其具有很多優(yōu)勢，但是，在后疫情時(shí)代，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在《汽車底盤構(gòu)造與維修》課程中的應(yīng)用，仍存在一些問題，筆者通過分析后疫情時(shí)代虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于《汽車底盤構(gòu)造與維修》教學(xué)中的問題，提出對應(yīng)改進(jìn)措施。

4.1 提高虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)線上教學(xué)平臺(tái)穩(wěn)定性

在后疫情時(shí)代，各大高校同時(shí)開展線上教學(xué)，大量實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程轉(zhuǎn)為線上虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器不堪重負(fù)，容易發(fā)生延遲。利用虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行《汽車底盤構(gòu)造與維修》課程的線上教學(xué)時(shí)，存在不穩(wěn)定的情況。利用20 級(jí)汽車制造與試驗(yàn)技術(shù)專業(yè)某班的《汽車底盤構(gòu)造與維修》課程教學(xué)為例，對學(xué)生使用虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)平臺(tái)的穩(wěn)定性進(jìn)行調(diào)研，參與此次課程的共有32 名同學(xué)，其中13 名同學(xué)在使用過程中出現(xiàn)不同程度的閃退、頁面打開困難等問題，2 名同學(xué)因系統(tǒng)不穩(wěn)定原因不能進(jìn)入系統(tǒng)。因此，利用虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)，效率較低，影響教學(xué)質(zhì)量。加大建設(shè)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)線上教學(xué)平臺(tái)穩(wěn)定性的力度，方能提高線上課程教學(xué)效率。

4.2 兼容虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)線上教學(xué)平臺(tái)與網(wǎng)課教學(xué)平臺(tái)

在后疫情時(shí)代，高校線上直播課程一般采用“釘釘課堂”直播的形式，此平臺(tái)可以分享窗口、插入PPT、播放視頻等，滿足傳統(tǒng)常規(guī)的直播網(wǎng)課教學(xué)，但是虛擬仿真技術(shù)平臺(tái)不能直接應(yīng)用于直播教學(xué)過程中。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，研究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)線上教學(xué)平臺(tái)的公司較多，各個(gè)公司自行研發(fā)應(yīng)用程序，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不能與釘釘直播、騰訊會(huì)議等平臺(tái)相兼容，學(xué)生需要自行下載應(yīng)用程序，在自己電腦上進(jìn)行操作，然而，進(jìn)行線上上課時(shí)，同時(shí)操作網(wǎng)課直播平臺(tái)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)平臺(tái)，會(huì)容易出現(xiàn)卡頓的情況。針對此問題提出兩點(diǎn)改進(jìn)措施：①對接虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)與網(wǎng)課直播平臺(tái)，使兩者相兼容，提高線上教學(xué)的便利性；②虛擬仿真技術(shù)平臺(tái)公司研發(fā)網(wǎng)課直播教學(xué)平臺(tái)，教師可利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)公司的教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行線上教學(xué)。

4.3 建立教師可以統(tǒng)一管理的后臺(tái)

線下利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)訓(xùn)室上課時(shí)，教師可用教師機(jī)管理學(xué)生電腦，例如，教師可在教師端對汽車底盤設(shè)置故障，學(xué)生通過學(xué)生機(jī)端進(jìn)行故障排除，教師可根據(jù)反饋了解到學(xué)生對知識(shí)的掌握情況，對故障排除的操作是否正確。線上教學(xué)時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)平臺(tái)只能由學(xué)生自行操作練習(xí)，教師得不到學(xué)生端的學(xué)習(xí)時(shí)長、操作情況等反饋信息，不能在平臺(tái)上設(shè)置車輛故障，不能對學(xué)生端進(jìn)行統(tǒng)一管理。以班級(jí)為單位，建立教師可以統(tǒng)一管理的虛擬仿真技術(shù)平臺(tái)，方便教師進(jìn)行教學(xué)，并得到學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋。

5 結(jié)語

在后疫情時(shí)代，面對疫情防控的突發(fā)性，《汽車底盤構(gòu)造與維修》這類實(shí)訓(xùn)實(shí)踐課程面臨線上實(shí)訓(xùn)困難的問題，高職院校教師、相關(guān)企業(yè)及部門有必要積極研究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在線上教學(xué)的有效應(yīng)用，建立完備的線上實(shí)訓(xùn)基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建完善的線上虛擬實(shí)訓(xùn)的教學(xué)策略，強(qiáng)化“線上+線下”的高效切換機(jī)制，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與課程教學(xué)有機(jī)融合，為實(shí)訓(xùn)類課程的正常教學(xué)提供保障。