自动变速器理实一体化虚拟教学系统开发及应用张丽媛++石连栓摘要：随着信息技术的发展，虚拟现实技术融合于汽修专业理实一体化教学系统，为职业院校提供了新的教学思路。以丰田U340E自动变速器虚拟教学系统为例，阐述了理实一体化虚拟教学系统的功能设计、系统实现以及系统应用。针对教学系统在课前、课中及课后的应用进行了详细阐述。通过教师创设教学情境，学生能够在虚拟仿真环境中进行自主学习，加深了对课程的理解，提高了教学效果。关键词关键词：虚拟现实技术；虚拟教学系统；自动变速器；理实一体化DOIDOI：10.11907/rjdk.161939：TP319：A：16727800（2016）0110125030引言随着市场经济的不断发展，4S店数量和规模不断扩大，汽车作为代步工具走入了千家万户。汽车保有量的增加，刺激了汽修行业的发展，汽车维修工需求量居高不下。如何利用先进的信息技术培养新型高技能人才是政府和职业院校密切关注的课题。汽修专业实践操作十分重要，但某些客观原因无法保证一人一个实训工位，由于学校没有一个良好的教学系统，导致设备紧张或闲置过时。部分院校甚至出现设备操作不当，频繁发生教学事故的现象。为解决上述问题，本文将先进的虚拟现实技术、理实一体化教学理念融为一体，设计和开发了一个虚拟教学系统，逼真呈现完整的汽车实训过程，将虚拟考核与教学资源相结合，学习内容以趣味性为主，改善了传统枯燥的学习方式，解决了职业院校实训中汽车设备价格昂贵，部件易于损耗等问题，以提升学校教学质量，使职业院校与企业实现真正的接轨。1系统功能设计本教学系统选取丰田U340E汽车自动变速器作为教学内容，结合企业调研及相关教学专家指导，对知识结构进行梳理、选取、整合，将教学内容与实际工作紧密结合，理论知识和操作技能融合于课堂教学。将课程分解为若干个学习情境，采用抛锚式教学策略，分析学生的学习风格、原有知识结构、教学内容、教学目标、教学场景，通过虚拟现实技术实现情境重现，实现学生自主探究，获得操作技能的目标。从教学设计角度出发，遵循情境化学习结构，将教学内容按岗位划分，对学习者、学习内容、学习目标、教学媒体进行分析，得出基于虚拟现实技术的情境化教学模式，将系统划分为知识链接、课外拓展、虚拟实训、技能考核[1]4大模块，如图1所示。2系统功能实现以理论探索、方法应用、归纳总结为主线进行系统开发，采用以任务为驱动的情境化教学模式，利用虚拟现实技术为教师和学生建立沟通桥梁。通过前期调研和专家指导，完成丰田U340E自动变速器的教学设计。系统研发阶段分为3步：①扫描模型。利用三维扫描仪对丰田U340E自动变速器各个总成部件进行扫描，记录拆卸顺序与注意点，拍摄拆装视频和照片，方便查阅；②制作资源。首先，利用3DMAX软件建模，构建模型资源库。其次，利用PhotoShop软件设计和处理图片，构建图片资源库。利用PPT、Word等办公软件设计开发教学内容，构建多媒体教学资源库。最后，利用处理音视频的相关软件构建音视频教学资源库；③实现交互。利用Unity3D和C#语言整合模型资源库、图片资源库、多媒体教学资源库、音视频教学资源库等，将各种资源嵌入至虚拟教学系统，实现用户和各种资源以及资源和资源的交互，构成一条完整的技术路线，最终达到教师利用虚拟教学系统指导学生，帮助学生获得技能的目的[2]。系统研发技术路线如图2所示。3系统应用基于丰田U340E自动变速器的虚拟教学系统，以虚拟实训为中心，通过知识链接、课外拓展模块夯实理论知识，提高实践操作能力，学生不再驻足于理论层面，避免理论与实践相分离、学校与企业相脱节的现象，突破学习时间和空间的限制，结合丰富的多媒体教学资源和教学情境，解决汽车实训基地实验设备获取难度大、成本高的问题。同时，规避操作设备不当的安全隐患[3]。系统应用过程如图3所示。3.1教学活动以项目教学为主，系统以项目情境化划分教学内容，应用于课前准备、课堂教学、课后复习3个阶段，让学生能够对知识不断内化。课前准备阶段。教师根据教学目标、教学计划、学习风格、知识结构等制订教学计划，学生通过虚拟教学软件对理解性内容进行自主学习。同时，虚拟教学系统监测学生是...