基于虛擬仿真技術(shù)的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)教學(xué)資源建設(shè)

劉岱 樊智勇 劉濤

摘 要：由于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)類課程理論與實(shí)踐教學(xué)所占比重懸殊，且硬件教學(xué)資源和軟件教學(xué)資源嚴(yán)重不足等情況，本文“以學(xué)生為中心”為主導(dǎo)思想，深入分析飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)課程教學(xué)資源現(xiàn)狀，剖析虛擬仿真技術(shù)特點(diǎn)以及在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用方式，建設(shè)一套適合電子信息工程專業(yè)的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)踐教學(xué)資源庫，豐富教學(xué)資源，增加教學(xué)手段。

關(guān)鍵詞：教學(xué)資源；虛擬仿真；飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)

1引言

虛擬仿真技術(shù)，是20世紀(jì)末發(fā)展起來的一門涉及眾多學(xué)科的高新技術(shù)，它集計(jì)算機(jī)技術(shù)，傳感技術(shù)，仿真技術(shù)，微電子技術(shù)為一體，通過視覺、聽覺、觸覺等作用在計(jì)算機(jī)創(chuàng)建的虛擬三維環(huán)境下，使用戶產(chǎn)生和現(xiàn)實(shí)中一樣的感覺。實(shí)現(xiàn)用戶的沉浸性、交互性、構(gòu)想性的效果。數(shù)字化教學(xué)資源是目前國內(nèi)各大高校教育教學(xué)資源建設(shè)的重點(diǎn)，數(shù)字化教學(xué)資源有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力。將虛擬仿真這種技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)中，學(xué)生不再是被動(dòng)學(xué)習(xí)，課堂上不再是單純的聽老師的講授，而是與老師一同探討、分享知識(shí)、共同研究問題，實(shí)現(xiàn)真正的互動(dòng)式教學(xué)。

2課程數(shù)字化教學(xué)資源情況

通過虛擬仿真技術(shù)建設(shè)的教學(xué)資源屬于數(shù)字化教學(xué)資源的一種，是將教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法數(shù)字化。與傳統(tǒng)的教學(xué)資源相比，數(shù)字化教學(xué)資源有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：①數(shù)字化處理方法，數(shù)字化處理技術(shù)是將文本信息、圖像信息、聲音、視頻等信息被數(shù)字化處理，形成PPT、動(dòng)態(tài)圖像、數(shù)字音頻、數(shù)字視頻等形式的教學(xué)資源；②教學(xué)資源環(huán)境網(wǎng)絡(luò)化，數(shù)字化教學(xué)資源可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)共享或傳輸，學(xué)生可以隨時(shí)隨地通過電腦、手機(jī)等設(shè)備獲取所需的知識(shí)和信息；③學(xué)習(xí)資源系列化，數(shù)字化教學(xué)資源可由資源管理人員或教學(xué)人員系統(tǒng)分類，在教學(xué)過程有針對性的為學(xué)生推薦教學(xué)內(nèi)容和信息；④資源建設(shè)開源化，教學(xué)資源允許學(xué)生和教師運(yùn)用多種信息處理方式對其進(jìn)行運(yùn)用和再創(chuàng)造，除了教師外學(xué)生還可將自己的資源添加到數(shù)字資源庫中。

3飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)類課程教學(xué)資源現(xiàn)狀

飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)類課程屬于專業(yè)課，學(xué)生的就業(yè)方向主要是機(jī)務(wù)，而機(jī)務(wù)專業(yè)是在掌握專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上熟練的動(dòng)手操作為主。但目前教學(xué)資源有限，可以供給學(xué)生動(dòng)手拆解的發(fā)動(dòng)機(jī)少之又少，況且發(fā)動(dòng)機(jī)拆解難度大，流程復(fù)雜。隨著飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)的飛速發(fā)展，新型高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)已成為民航飛機(jī)的首選。如A350采用的GE90-115B型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)，B787采用的Trent1000型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)等。給教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)資源的更新帶來巨大的挑戰(zhàn)。同時(shí)多數(shù)高校在實(shí)踐教學(xué)上課時(shí)所占比重較小、發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)物數(shù)量有限、實(shí)踐場地條件受限等因素，主要原因是教學(xué)資源不足，從而導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量無法提高。

結(jié)合虛擬仿真技術(shù)所開發(fā)的教學(xué)資源，可以有效解決上述困難和問題。通過虛擬仿真技術(shù)可以隨時(shí)隨地展示發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理，而且可以做角度，多角色的方式演示發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)和故障現(xiàn)象。例如學(xué)生以機(jī)務(wù)的角色參與發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)工作，以空氣分子的角色進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)的各種工作狀態(tài)中。

4飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)類課程教學(xué)資源建設(shè)

首先需要依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)類課程的教學(xué)大綱和培養(yǎng)方案，重新梳理教學(xué)內(nèi)容，重構(gòu)課程知識(shí)體系，設(shè)計(jì)課程教學(xué)資源。將課程中需要使用虛擬仿真技術(shù)的內(nèi)容提取出來，分成兩部分：發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理演示部分和發(fā)動(dòng)機(jī)附件工作狀態(tài)演示部分。其次根據(jù)教學(xué)大綱內(nèi)容，課程教學(xué)案例主要由兩部分組成：教學(xué)演示和操作訓(xùn)練案例。最后，將所開發(fā)的教學(xué)資源通過多種平臺(tái)展示。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，知識(shí)的傳播已不僅僅局限于課堂形式，已經(jīng)采用多元化方式傳播科學(xué)知識(shí)，學(xué)生攝取知識(shí)的方式也趨向于通過數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)形式獲取。教學(xué)組嘗試通過網(wǎng)絡(luò)和智能設(shè)備的方式將教學(xué)資源與學(xué)生共享。基于web、微信等形式傳播教學(xué)內(nèi)容，如此即增加了與學(xué)生的教學(xué)互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)雙向反饋，又激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和參與性，給學(xué)生提供了多元化的學(xué)習(xí)方式，打破課堂教學(xué)的局限。

5結(jié)語

基于虛擬仿真技術(shù)所開發(fā)的教學(xué)資源，是利用了虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢及特征彌補(bǔ)現(xiàn)有教學(xué)資源的不足，打破現(xiàn)有的教學(xué)模式，通過虛擬教學(xué)環(huán)境，可以引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)投入學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮學(xué)生的潛能。將課程資源多樣化、開放化，營造與學(xué)生共同學(xué)習(xí)的氛圍。在虛擬環(huán)境下的教學(xué)無任何危險(xiǎn)性，學(xué)生還可以無限次反復(fù)學(xué)習(xí)，直到掌握為止，這樣的數(shù)字化教學(xué)資源種類豐富且耗損較低。

參考文獻(xiàn)

[1]劉懷金，聶勁松，吳易雄.高校數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)：思路、戰(zhàn)略與路徑——基于教育信息化的視角[J].現(xiàn)代教育管理，2015，（9）：89-94.

[2]張偉凱.基于實(shí)時(shí)數(shù)字仿真及三維虛擬現(xiàn)實(shí)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的開發(fā)與應(yīng)用[D].山東大學(xué)博士論文，2014.

[3]李茜，李瑩.VR技術(shù)在工程管理專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].智庫時(shí)代，2017：82-83.

[4]蒙俊健.基于現(xiàn)代信息化的職業(yè)學(xué)校仿真教學(xué)應(yīng)用研究及實(shí)踐[J].中國職業(yè)技術(shù)教育，2018，（2）：71-74.

[5]劉亞豐，余龍江，盧群偉，蘇莉，吳元喜.教育信息化背景下虛擬仿真教學(xué)資源建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2018，16（2）：195-198.

[6]劉亞豐，蘇莉，吳元喜，余龍江.虛擬仿真教學(xué)資源建設(shè)原則與標(biāo)準(zhǔn)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2017，34（5）：8-10.

[7]羅昊，張曉東.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心開放共享模式的探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2016，33（10）：232-236.

資助項(xiàng)目：2017中國民航大學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)創(chuàng)新基金—2017SYCX30。