基于VR的城軌車輛專業(yè)標準化混合教學研究

摘 要：信息化已經逐步成為高職學校提升教學質量、優(yōu)化校園治理的內在要求，軌道交通行業(yè)正在經歷大規(guī)模信息化智能化改造，作為培養(yǎng)城市軌道交通專門人才的高職教育者，為了適應當今行業(yè)人才培養(yǎng)的需要，推動城市軌道交通專業(yè)數字化人才培養(yǎng)變革勢在必行。對于地鐵車輛設備本身來說，其構造復雜，價格昂貴，實際實訓會造成大量耗材，且存在一定安全隱患。以上問題在傳統(tǒng)的教學模式中很難解決，為此，基于VR技術以z-Space設備為平臺設計了仿真實訓軟件，采用線上線下、虛實結合的混合教學標準化模式，讓學生熟練掌握地鐵客室車門安裝這一復雜工藝。

關鍵詞：信息化，軌道交通，VR，混合教學，標準化

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.04.043

1 信息化為學校教學模式提出了新的要求與機遇

目前在許多高職學校當中，信息化教學已經十分普遍，通過信息化的應用，數據統(tǒng)計等工作更加快捷、方便，同時開展了更多程序化教學，能夠更好地服務于師生。在信息化模式下，高校教學模式在逐步地發(fā)生變化，因此，在課程設計時就要有所改變，這對教師的課程設計能力提出了新的要求[1]。標準化教學模式是一套比較成熟的教學方式，對于許多高職院校而言，采用標準化的教學模式，更容易被學生所接受，信息化普及為整個教學方式和教學模式的創(chuàng)新帶來了新的機遇。新的教學方式可以借助信息化基礎不斷地進行創(chuàng)新，同時，信息化技術也為標準化教學的教學模式創(chuàng)新搭建了很好的平臺[2]。

2 城市軌道車輛技術專業(yè)標準化教學模式構建——以地鐵客室車門課程設計為例

對于城市軌道車輛技術專業(yè)來說，所涉及的地鐵車輛本身構造復雜，設備價格昂貴，實訓環(huán)境中耗材消耗巨大，且學生盲目操作，存在極大安全隱患。以上問題在傳統(tǒng)的教學模式中很難解決，正因如此，利用信息化的教學手段完成標準化教學模式的創(chuàng)新，變得尤為關鍵。本文以地鐵客室車門教學單元為例，利用VR技術設計了線上線下、虛實結合的混合教學標準化模式，讓學生熟練運用“z-Space設備的客室車門安裝”這一仿真軟件，來掌握工藝流程及操作要領，達到及時糾正錯誤、疏漏的目的。

2.1 標準化的混合教學環(huán)境搭建

z-Space VR軟件能夠支持專業(yè)桌面式VR設備、裸眼3D等顯示設備，還原真實的模型。通過輸入筆的交互，可實現(xiàn)任意模型360°旋轉、平移、縮放等功能，具備爆炸、透視結構功能輔助學習功能；相比較頭盔的封閉特點，桌面式VR設備支持一人操作，多人旁觀的小組學習模式，可以互相分享學習的成果，也方便教師及時掌握學習效果；軟件采用unity3D專業(yè)引擎開發(fā)，搭建高效穩(wěn)定開發(fā)框架，符合國際軟件行業(yè)質量標準CMMI過程管理體系規(guī)范，具有穩(wěn)定、易用、可擴展以及虛擬仿真效果優(yōu)秀的特點。將VR軟件的特點結合城市軌道交通車輛專業(yè)知識打造全新標準化實訓軟件。

2.2 城市軌道車輛技術專業(yè)標準化教學模式

2.2.1 教學分析

本課程設計案例的授課對象為城市軌道車輛應用技術專業(yè)大二學生。學生在大一夯實了專業(yè)基礎課，具備車門構造基礎知識和電鉗工基礎技能，能夠快速掌握信息化終端設備的使用，雖然學生比較抵觸抽象理論學習，但是對地鐵客室車門的安裝這類具體實操有極大興趣。

基于以上分析，根據人才培養(yǎng)方案與課程標準，結合地鐵檢修員的工作崗位要求，確定了教學目標和教學難點，采用線上線下、虛實結合的混合教學模式，利用網絡教學平臺、三維動畫、VR軟件、微課視頻等相應教學資源，把教學過程分為課前、課中、課后3個階段[3]。課前教師通過網絡教學平臺布置任務，學生通過自學完成課前小測，課中先利用VR實訓室進行學練，之后在實物客室車門實訓平臺進行安裝練習，課后通過第二課堂進行拓展學習。

2.2.2 教學實施

（1）課前自學

課前，教師發(fā)布任務，學生從網絡教學平臺下載本次課程的任務書和相關資料，進行自主學習。相關資料內容包括車門部件的動畫、安裝視頻等，利用多樣化資源提升學生學習興趣。資源著重引導學生復習前一節(jié)課程——客室車門的組成部件及其功能，初步了解本次課程車門的安裝順序。

學生學習完畢，在測試模塊進行測試，系統(tǒng)自動評分。教師通過匯總學生答題情況，發(fā)現(xiàn)大部分學生對前一節(jié)課程車門的部件功能都有了較好的掌握，對本節(jié)客室車門安裝流程與規(guī)范有了初步認識。教師根據課前學習的自測成績，將學生進行分組，使同學之間形成優(yōu)勢互補，為課中學練打下基礎。

（2）課中學練

課中，引入實際生產過程，地鐵公司車輛工程師設置真實地鐵客室車門安裝調試任務，學生學習更有職業(yè)歸屬感，激發(fā)學習興趣，培養(yǎng)工匠精神。

首先教師引導同學復習前一節(jié)的內容，即客室車門的組成部件及功能，客室車門分為承載機構及組件，攜門架及組件，門扇及組件3個部分；每一組學生根據課前自學，結合客室車門安裝任務書討論客室車門的安裝流程，教師點評歸納正確的安裝流程。將本次課程分為3個任務，前兩者以VR軟件為載體，任務三是運用客室車門實訓平臺展開實操訓練。

課堂最后組織學生總結各個操作要點，并進行點評，糾正常見錯誤；組織學生分組展示和評價；通過云班課，快速了解學生整體的掌握情況和每個知識點的正確率；有針對性地進行講評和糾正[4]。按小組推選代表上臺總結任務實施過程中的操作要點、遇到的問題及解決方法；登錄云班課系統(tǒng)進行小組評價；聽講評，記住正確的操作規(guī)范。通過小組總結及云班課線上評價，檢驗學生知識和技能水平。

（3）課后比學

課后的教學拓展過程中，利用網絡教學平臺發(fā)布相關專家講座的視頻、車門生產企業(yè)的教學視頻和相關車門技術資料，引導學生鞏固所學知識，并且利用車門實訓平臺開展第二課堂技能競賽比拼，通過比賽激勵機制使學生牢固掌握技能，促進學生理論與實踐的有機結合[5]。

3 結 論

在新常態(tài)下，高職教學信息化逐步發(fā)展，越來越多的師生利用信息化拓展優(yōu)質的教育平臺和教學資源。在教學過程中，要利用信息化技術，不斷地創(chuàng)新教學模式。本文構建的城市軌道車輛技術專業(yè)標準化教學模式主要有以下3點創(chuàng)新：（1）創(chuàng)新教學實訓標準化模式，主要利用三維實訓軟件和VR技術輔助教學，虛擬仿真實訓，給學生帶來更真實的標準化仿真實訓。（2）借助網絡教學平臺、云班課等信息化手段實現(xiàn)了線上線下虛實結合的標準化混合教學，拓展了學習緯度。（3）利用第二課堂鞏固學習效果，課內外與校內外融為一體?；旌蠘藴驶虒W解決了傳統(tǒng)教學的明顯短板，提升了教學效果。因此，在標準化教學模式下，學生和教師的綜合能力和素質都會逐步得到提升?？傊谛鲁B(tài)下，信息化的普遍發(fā)展對高校標準化教學模式的創(chuàng)新將會有質的幫助，對于學生的學習、教師的教學等工作都有積極意義。

參考文獻

[1]曹亞楠，潘志勇，康衛(wèi)東.簡談信息化背景下高校標準化教學模式創(chuàng)新方向[J].大眾標準化，2020（21）：259-260.

[2]劉忠陽，李存紅.基于超星學習通的混合教學模式在教學中的應用研究——以焦作大學化工安全技術概論課程為例[J].焦作大學學報，2022，36（2）：129-132.

[3]朱行舟.基于新課標的中職語文活力課堂建構策略研究[J].教育觀察，2021，10（14）：132-134.

[4]汪小勇.城市數字化轉型給軌道交通帶來的機遇和挑戰(zhàn)[J].城市軌道交通研究，2021，24（4）：8+121.

[5]郭艷燕，婁蘭芳.基于ADDIE模式的UML軟件建模實驗課程混合式教學設計[J].計算機教育，2020（6）：54-58.

作者簡介

林昊，碩士研究生，副教授，研究方向為城市軌道交通。

（責任編輯：高鵬）