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邱學(xué)軍 |互聯(lián)網(wǎng)+智能仿真在中職汽車實訓(xùn)實踐課程中的思考與應(yīng)用
互聯(lián)網(wǎng)+智能仿真在中職汽車實訓(xùn)實踐課程中的思考與應(yīng)用
當(dāng)前,發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車已成為世界各國的廣泛共識,智能網(wǎng)聯(lián)汽車是解決交通安全、道路擁堵、能源消耗等問題的重要手段,也有利于帶動產(chǎn)業(yè)升級。當(dāng)前全國智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展正呈現(xiàn)出核心技術(shù)加速突破、產(chǎn)業(yè)生態(tài)加速成熟等特點,新的業(yè)態(tài)呼之欲出。這也給職業(yè)院校的汽修專業(yè)課教學(xué)提出了新的命題和挑戰(zhàn)。本文針對中職汽修專業(yè)在實施虛擬仿真教學(xué)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢,立足本校實際,做了一些有益的思考與嘗試。
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展,汽車產(chǎn)業(yè)正在進入一個大的技術(shù)變革時期,智能化正被越來越多的國家和汽車企業(yè)認(rèn)定為未來汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向,社會對智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)專業(yè)人才的需求愈發(fā)強烈,從而給職業(yè)院校汽修專業(yè)的發(fā)展帶來機遇。為了迎接新的挑戰(zhàn),許多職業(yè)院校都在進行教學(xué)模式的改革,轉(zhuǎn)換教學(xué)思路,運用現(xiàn)代教學(xué)手段成為汽修專業(yè)教學(xué)的必須趨勢。VR仿真實訓(xùn)系統(tǒng)將信息技術(shù)與職業(yè)教育教學(xué)深度融合,以“實訓(xùn)”為中心,搭建網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化實訓(xùn)環(huán)境,打破物理空間和信息空間限制,把學(xué)校實訓(xùn)室和企業(yè)的辦公室通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)整合成一個跨越時空的“虛擬車間”,利用高性能計算機生成一個虛擬世界,形成多源信息融合的、交互式的三維動態(tài)視景和實體行為的系統(tǒng)仿真。
1.當(dāng)前國家對汽車技術(shù)發(fā)展的政策
自2015年國務(wù)院發(fā)布《中國制造2025》,明確將發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車提升至國家戰(zhàn)略高度以來,各部委、產(chǎn)學(xué)研多方紛紛圍繞該新技術(shù),從多角度制定相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn),例如:工信部已出臺發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車的五項重點工作,不斷完善適用于新技術(shù)、新產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī),推進汽車產(chǎn)業(yè)的智能化、網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展;交通部正研究制定落實自動駕駛技術(shù)“三步走”戰(zhàn)略,立足實際穩(wěn)慎推進自動駕駛技術(shù)進步;發(fā)改委正研究制定做好推進智能汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的頂層設(shè)計,引導(dǎo)中國汽車產(chǎn)業(yè)向智能化方向發(fā)展。
這些政策與措施對中職汽修專業(yè)教學(xué)提出了新的發(fā)展方向和思路,同時,也對汽車仿真實訓(xùn)環(huán)境的建設(shè)和應(yīng)用帶來了新的挑戰(zhàn)和要求。
2.當(dāng)前汽修專業(yè)仿真實踐教學(xué)的現(xiàn)狀
汽修專業(yè)一體化實踐課程教學(xué)需要學(xué)生邊聽課邊操作,課程教學(xué)通常在各課程實訓(xùn)室進行,整個課程教學(xué)內(nèi)容和實踐動手訓(xùn)練密切配合,對實訓(xùn)設(shè)備的種類、數(shù)量等實訓(xùn)條件有較高要求,虛擬仿真實踐教學(xué)可以有效彌補實踐教學(xué)中的設(shè)備不足、故障設(shè)置有限等短板。因此,廣泛開展仿真實訓(xùn)教學(xué),建設(shè)“教”、“練”、“考”為一體的汽修專業(yè)實訓(xùn)仿真平臺及教學(xué)實訓(xùn)資源是必要的。
同時,汽修專業(yè)本身是一個綜合性很強的專業(yè),其專業(yè)課程所涉及的理論與實踐性都很強,在以往的授課過程中,幾乎都是講練結(jié)合,通過動手操作來鞏固和驗證理論知識掌握的程度,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣顯得比較被動,尤其缺乏學(xué)習(xí)過程的監(jiān)控及全程評價,對有些內(nèi)容的學(xué)習(xí)效果十分不理想,師生的互動也不夠靈活、簡單、方便。
此外,智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)是傳統(tǒng)汽車上的電子信息控制技術(shù)(汽車電子學(xué))的延伸,主要特征是由網(wǎng)聯(lián)信息、傳感信息、決策分析和控制執(zhí)行四大部分組成。當(dāng)前,隨著信息化教學(xué)軟件、移動終端特別是智能手機的迅猛發(fā)展,一種全新的學(xué)習(xí)模式悄然而生,這就是移動端仿真學(xué)習(xí)。這種學(xué)習(xí)方式在數(shù)字化學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,通過有效結(jié)合教學(xué)軟件及通信技術(shù),使學(xué)習(xí)更為方便、快捷。它被認(rèn)為是一種進行專業(yè)教學(xué)不可缺少的一種學(xué)習(xí)模式。這也是筆者所在單位淮南現(xiàn)代經(jīng)濟技術(shù)中等職業(yè)學(xué)校(以下簡稱“學(xué)校”)提出實施基于互聯(lián)網(wǎng)條件下軟件仿真實現(xiàn)線上、線下教學(xué)的主要因素。
3.互聯(lián)網(wǎng)+智能仿真在中職汽車實踐課程中的思考與應(yīng)用
近年來,學(xué)校立足現(xiàn)有汽修專業(yè)現(xiàn)代仿真實訓(xùn)室的以色列電子仿真實訓(xùn)裝置(AT5000)、仿真教學(xué)軟件等條件,結(jié)合智慧校園互聯(lián)網(wǎng)項目,開展互聯(lián)網(wǎng)+虛擬仿真教學(xué)實訓(xùn)平臺的建設(shè)與應(yīng)用,不僅彌補了實訓(xùn)設(shè)備不足、滯后于技術(shù)發(fā)展等缺陷,還實現(xiàn)了師生教學(xué)互動、學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí),使其擺脫固定的場所、固定的位置、固定的方式等傳統(tǒng)教學(xué)模式,每個學(xué)生都可以利用自帶移動終端設(shè)備,實現(xiàn)隨時隨地移動學(xué)習(xí),這給學(xué)校進行仿真教學(xué)及教育信息化的普及帶來了重要機遇。
互聯(lián)網(wǎng)+虛擬仿真實訓(xùn)平臺從課程建設(shè)、課程資源建設(shè)、平臺建設(shè)、學(xué)習(xí)中心建設(shè)、終端APP,到教學(xué)內(nèi)容、模式、方式、方法都需要面向移動重新構(gòu)架。是學(xué)校在新教育形勢下教學(xué)模式創(chuàng)新支撐服務(wù)體系的組成部分,屬于實踐創(chuàng)新應(yīng)用。基于此,學(xué)校提出了基于互聯(lián)網(wǎng)+虛擬仿真實訓(xùn)學(xué)習(xí)的實踐與研究,其目的在于探索一種“學(xué)生——仿真軟件——校園網(wǎng)絡(luò)(手機)——現(xiàn)場實訓(xùn)---學(xué)習(xí)與評價”的系統(tǒng)化學(xué)習(xí)方式,為學(xué)生以后更方便地學(xué)習(xí)專業(yè)知識與技能、實訓(xùn)方式的完善提供實踐操作借鑒。
互聯(lián)網(wǎng)+智能虛擬實訓(xùn)仿真平臺及教學(xué)實驗資源將虛擬現(xiàn)實技術(shù)引入職業(yè)院校實訓(xùn)教學(xué)中,為課程的實訓(xùn)項目提供虛擬實驗環(huán)境,以虛助實,虛實結(jié)合,通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)將真實設(shè)備的功能、生產(chǎn)的流程及實驗環(huán)境完全再現(xiàn)出來,讓師生都能身臨其境地在虛擬現(xiàn)實中親自動手完成實驗,將傳統(tǒng)教學(xué)方式難以傳授的知識點通過具有可視化和具有互動性的虛擬現(xiàn)實技術(shù)有效且快速地傳授給學(xué)生。
4.開展互聯(lián)網(wǎng)+虛擬仿真實訓(xùn)的優(yōu)越性和成效
近年來通過互聯(lián)網(wǎng)+虛擬仿真實訓(xùn)的嘗試與應(yīng)用,學(xué)校取得了一定成效,有效提升了教學(xué)質(zhì)量和效率。
豐富課堂教學(xué)內(nèi)容,進行可視化教學(xué)
全方位、多角度地展示可視化的教學(xué)內(nèi)容。利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)可視化教學(xué),將教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)形式從文字到圖片,從視頻到動畫,從網(wǎng)頁到流媒體,借助互聯(lián)網(wǎng)+虛擬現(xiàn)實技術(shù),將實驗、實訓(xùn)等技能訓(xùn)練搬到仿真實訓(xùn)室中進行;通過學(xué)生可反復(fù)練習(xí),直至掌握操作技能為止。此外還可將一些復(fù)雜的、抽象的、不宜直接觀察的自然過程和現(xiàn)象展示出來,滿足不同老師和學(xué)生的教學(xué)和學(xué)習(xí)需求,豐富課堂的教學(xué)內(nèi)容。
促進教學(xué)模式的變革
營造可視化泛在學(xué)習(xí)。應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)、云技術(shù),突破傳統(tǒng)教科書的限制,打破空間、時間的限制,將崗位要求與學(xué)習(xí)情境對接,把企業(yè)崗位技能要求轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)任務(wù),把企業(yè)案例引入教學(xué);讓學(xué)生在學(xué)校就能充分體驗企業(yè)相關(guān)崗位的要求,讓學(xué)生實現(xiàn)從學(xué)校到企業(yè)的角色轉(zhuǎn)換,探索在不斷提高教師自身素質(zhì)的同時,對教學(xué)手段和實施環(huán)境的使用和研究。
身臨其境的真實體驗感
通過建立各種車輛、實訓(xùn)設(shè)備和實驗對象虛擬現(xiàn)實三維互動模型,利用VR技術(shù)設(shè)計的逼真的三維虛擬環(huán)境,使學(xué)生置身于虛擬的3D學(xué)習(xí)環(huán)境當(dāng)中,體驗真機實訓(xùn)不可能觀察到的各部件結(jié)構(gòu)及重要部件獨立的工作原理,或真實實驗過程中不可能觀察到的內(nèi)容及整個生產(chǎn)流程等。
交互性、參與性
互聯(lián)網(wǎng)+智能化汽車教學(xué)仿真實訓(xùn)平臺充分利用信息控制、VR技術(shù)的可互動性,根據(jù)人們自然交互習(xí)慣的互動操作模式,實現(xiàn)對各種設(shè)備或現(xiàn)象根據(jù)其物理屬性進行逼真的模擬重現(xiàn),同時還提供用于共享信息的人機交互界面,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,親身體驗,在思考中學(xué)習(xí),提高了學(xué)生的動手操作能力。
教學(xué)效果和過程評價現(xiàn)場化,學(xué)習(xí)模式智能化
實施互聯(lián)網(wǎng)+智能化汽車教學(xué)仿真實訓(xùn)的顯著特點,需要教師對整個教學(xué)過程科學(xué)把握,體現(xiàn)出及時性和有效應(yīng)對,學(xué)校汽修專業(yè)通過引進先進教學(xué)平臺,在數(shù)字化大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,師生在智創(chuàng)空間共同實施教學(xué)項目,使教學(xué)效果能夠及時反饋,且實現(xiàn)了效果與評價的現(xiàn)場呈現(xiàn),使學(xué)習(xí)評價更加客觀全面,便于授課教師及時調(diào)整教學(xué)策略;學(xué)校還積極依托交互式教學(xué)平臺及其智能技術(shù),合理設(shè)置課堂教學(xué)環(huán)節(jié),開啟課上、課下全天候?qū)W習(xí)模式,貫穿于學(xué)期教學(xué)始終,實現(xiàn)了個性化學(xué)習(xí)路徑,滿足了不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,學(xué)習(xí)的可持續(xù)性得到了強化,教學(xué)的時效性也得到大大提升。
引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展,發(fā)揮社會服務(wù)功能
近年來,學(xué)校通過在汽修專業(yè)開展互聯(lián)網(wǎng)+汽車虛擬仿真實訓(xùn)的教學(xué)實踐,使使學(xué)習(xí)者就更具有興趣和動機,實現(xiàn)了從學(xué)生到準(zhǔn)職業(yè)人的角色過渡和轉(zhuǎn)換,畢業(yè)生具有較高的競爭能力,受到多家知名汽車企業(yè)的廣泛認(rèn)可,形成了區(qū)域性專業(yè)影響力,并建設(shè)成為安徽省省級示范專業(yè);在開展教學(xué)工作的同時,積極開展社會化培訓(xùn)及職業(yè)鑒定工作,培訓(xùn)鑒定社會人員1000余人次,提升了區(qū)域性專業(yè)影響力,體現(xiàn)了教學(xué)成果,豐富了專業(yè)建設(shè)內(nèi)涵,充分發(fā)揮了專業(yè)輻射能力和社會化功能。
總之,通過互聯(lián)網(wǎng)+汽車虛擬仿真實訓(xùn)平臺的建設(shè)和應(yīng)用,可減少實驗室硬件建設(shè)的投入,并實現(xiàn)真實實驗不具備或難以完成的教學(xué)功能。實現(xiàn)緊跟汽車發(fā)展的智能化網(wǎng)聯(lián)技術(shù)新潮流,體現(xiàn)中職教學(xué)主題“怎么干”,實現(xiàn)在中職汽車教學(xué)過程中“怎么教、教什么”的教學(xué)思路,變“先學(xué)后做”為“先做后學(xué)、邊做邊學(xué)”;以及提供可靠、安全和經(jīng)濟的實訓(xùn)項目,并真正實現(xiàn)實踐教學(xué)不受實訓(xùn)室空間及時間的限制。同時,智能網(wǎng)聯(lián)條件下虛擬仿真實訓(xùn)平臺及其在線開放課程不僅可以服務(wù)本校師生,而且可以以本校為中心點,輻射周邊區(qū)域甚至全國各地學(xué)校的師生,讓廣大師生真正體會24小時在線開放實訓(xùn)室的優(yōu)越性,為下一步發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)打下堅實的基礎(chǔ)。
本文作者|邱學(xué)軍
作者單位|淮南現(xiàn)代經(jīng)濟技術(shù)中等職業(yè)學(xué)校
文章已刊發(fā)于《中國培訓(xùn)》雜志,轉(zhuǎn)載于此惟望使廣大讀者受益。敬請持續(xù)關(guān)注我們,獲取更多職教資訊!
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