虚拟现实技术在轨道交通类专业教学中的应用研究
耿秀春 张燕 张志一
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耿秀春 张燕 张志一 ,. 虚拟现实技术在轨道交通类专业教学中的应用研究[J]. 交通技术研究,20221. DOI:10.12721/ccn.2022.157010.
摘要: 随着互联网时代的来临,人们的生活与学习都产生了巨大转变。虚拟现实技术作为互联网下新兴产物,具备交互性和沉浸感等基本特征,其综合了人工智能技术、仿真技术、网络技术、传感技术以及多媒体技术,模仿了人的触觉、视觉和听觉等感官功能,让人和计算机交互,打破了时间和空间的局限性。在轨道交通类专业教学期间合理引入虚拟现实技术,能弥补课堂教学的不足,提升专业教学的整体质量,保障学生的专业技能得到较好培养。本文针对轨道交通类专业应用虚拟现实技术的价值、对策进行研究,以供参考。
关键词: 应用对策;轨道交通类专业;价值;虚拟现实技术
DOI:10.12721/ccn.2022.157010
基金资助:

前言:轨道交通类专业对学生的实践技能水平有着极高要求,且实践操作是专业教学的主要构成部分。随着教育改革的全面落实,传统轨道交通类专业教学模式已无法满足学生的专业需求和发展需求,尤其是实训教学环节,因实训教学的危险系数高、设备占地面积较大,使得实训教学难以顺利开展。而虚拟现实技术的有效应用解决了该种问题,轨道交通类专业可借助虚拟现实技术开发虚拟实验、虚拟车间以及虚拟工厂等实训教学基地,以此锻炼学生的动手能力和实践能力,促进专业教学质量的进一步提升。

一、虚拟现实技术在轨道交通类专业教学中的应用价值

轨道交通类专业教学是在原本的铁道运输与铁路机车车辆等专业基础上,根据城市轨道交通发展的趋势所开设的,学生就业会集中在城规行业、地铁行业、铁路行业等。专业教学中需为学生讲解轨道交通类设备的性能、结构、原理等,这类设备结构复杂、型号多且体积大,若教师不开展实训教学,仅采取文字讲解的方法很难集中学生的注意力。为此,轨道交通类专业教师可将虚拟现实技术引入课堂,将不同轨道交通设备的原理结构以直观的虚拟现实技术呈现出来,打破传统教学的束缚,逐步提高学生的专业技能水平。同时,专业教师还可利用虚拟仿真技术搭建实训平台,让学生在虚拟场景中训练专业技能,学习理论知识,以此达到事半功倍的专业教学效果。

二、虚拟现实技术在轨道交通类专业教学中的应用对策

(一)重视实训教学环节

在轨道交通类专业教学期间,教师应加强重视实训教学环节,明确虚拟现实技术的应用场景,既要将虚拟现实技术引入校内实训,也要建设虚拟的实训基地,保障专业教学质量,促进学生的实训水平得以提升。当前轨道交通类专业需借助虚拟现实技术开展的实训教学场景主要有危险性高的接触网作业和调车作业;变化周期较长的线路施工实训;需反复操作的调度实训与模拟驾驶实训等等,这类专业内容需要教师合理利用虚拟现实技术开展教学,确保教学的有效性及专业教学质量。同时,在轨道交通类专业的校内实训中,教师还可借助虚拟现实技术组织学生训练实训技能。如设置地铁司机模拟训练系统和铁路机车模拟驾驶装置等,锻炼学生的列车操纵能力以及列车运行期间的故障处理能力,使学生能掌握列车线路毁坏、列车脱离、电器内部故障等问题的应急处理方法;又如,设置虚拟的轨道运输运营教学系统,将现场设备装备、计算机联锁软件以及地层连锁逻辑整合到相应的训练沙盘上,让专业学生在直观的仿真环境中进行调车和设备单操等技能训练,进一步提高学生的专业素养。此外,在轨道交通类专业的实训基地建设过程中,学校可通过虚拟现实技术的图像、场景补充校内实训项目缺少的生产工艺、材料以及设备等,并以虚实结合的形式最大化发挥虚拟技术形象、直观的功能,使设备问题和复杂工艺简单化,帮助学生在有限的时间、空间掌握丰富的实践知识,促进专业教学效果得以提升[1]

(二)深化专业教学改革

在轨道交通类专业教学中,若想充分发挥虚拟现实技术的优势,专业教师应积极深化教学改革,不断提高自身职业素养,明确实践教学、虚拟教学的关系,营造更加愉悦、轻松的专业学习氛围,激起学生参与专业活动的热情,有效保障专业教学质量。首先,轨道交通类专业教师应利用虚拟现实技术改革传统课程内容,模拟出与从业人员工作过程相同的虚拟情境,并在情境中提出相应的专业教学问题,引导学生在虚拟情境探索问题,形成良好的职业意识,提升学生职业技能和专业素养的同时,推进专业教学活动的有序进行。其次,轨道交通类专业的实践教学、虚拟教学存在互补和融入的关系。一方面,专业实践教学经常会出现无法有序开展的教学环节,如需要学生在危险、有害、有毒的场所进行实训,这时教师可借助虚拟现实技术为学生创造实训场景,锻炼学生的实训能力;另一方面,轨道交通类专业教学的方案中可适当渗透虚拟教学内容,以虚实结合的教学手段增强专业教学的趣味性,从而达到预期的专业教学目标。

(三)创新专业教学方法

轨道交通类专业教师可利用虚拟现实技术创新教学方法,构建教学环境,以多元化的教学手段深化学生的知识理解,有效提高专业教学效果。首先,专业教师应借助虚拟现实技术分解传统教学模式,打破传统教学的局限性和束缚,不断拓展教学空间,让学生能自主选择适宜的地点、时间学习专业知识,培养其自主学习能力的同时,进一步提升专业教学效率。同时,教师还可通过互联网平台进行在线教学,根据学生的兴趣爱好和专业水平,模拟游戏打怪升级的教学模式,由浅至深的设置实训课程内容,使专业教学充满趣味性,学生能全身心投入课堂。其次,教学环境对轨道交通类专业的教学质量有着直接影响,若教学环境较差,很难集中学生的注意力。对此,轨道交通类教师可借助虚拟仿真技术构建真实性强的实验教学环境和实训场景,使学生在学习中能产生身临其境的感觉,并在良好教学环境中发展自身的探索能力及想象思维,拓展学生知识视野的同时,促进其专业素养得以完善[2]

结语:综上所述,在轨道交通类专业教学期间合理应用虚拟现实技术,不仅能调动专业学生的学习热情,强化其动手实践能力,还能优化专业教学的效果,推进教育改革工作的有序落实。因此,轨道交通类专业教师应依托虚拟现实技术创新教学方法,深化教学改革,使学生在实训环节加深知识记忆,提高自身实践水平和专业能力,进而为学生今后的就业发展夯实基础。

参考文献:

[1] 闫丽芳,赵超. 虚拟现实技术在高职轨道交通类专业教学中的应用[J]. 电脑知识与技术,2020,16(2):111-112.

[2] 巩芳. 浅谈VR虚拟仿真系统在轨道交通类专业实训教学中的应用[J]. 现代职业教育,2019(33):146-147.

耿秀春,女,汉族,籍贯:山东省德州市  生于:1981-12,工作单位:山东公路技师学院,单位省市:山东省济南市,单位邮编:250104,职称:高级讲师,本科学历,研究方向:主要是从事计算机科学与技术、信息化建设。
张燕,女,汉族,籍贯:山东省德州市  生于:1974-02,工作单位:山东公路技师学院,单位省市:山东省济南市,单位邮编:250104,职称:高级讲师,大学本科学历,研究方向:主要从事土木工程。
张志一,男,汉族,籍贯:山东省德州市  生于:1980-06,工作单位:山东公路技师学院,单位省市:山东省济南市,单位邮编:250104,职称:高级讲师,本科学历,研究方向:主要从事计算机网络安全、信息化建设。