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摘要：目前，我國鐵路事業(yè)發(fā)展迅猛，鐵道車輛專業(yè)的教學(xué)迎來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。本文首先分析了鐵道車輛專業(yè)的教學(xué)現(xiàn)狀，隨后分析了vr技術(shù)在鐵道車輛專業(yè)教學(xué)中應(yīng)用的優(yōu)勢和可能遇到的阻礙，肯定了VR技術(shù)對于教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的積極作用。

關(guān)鍵詞：VR技術(shù);鐵道車輛;職業(yè)教育;仿真實(shí)訓(xùn)

1引言

在我國鐵路事業(yè)飛速發(fā)展的背景下，鐵道車輛專業(yè)的教學(xué)任務(wù)逐年增加，教學(xué)難度逐年提高。鐵道車輛專業(yè)工程實(shí)踐性很強(qiáng)，要求學(xué)生具有較高的實(shí)踐能力，目前高職院校在此專業(yè)的實(shí)訓(xùn)教育中遇到了各種問題。例如，先進(jìn)行理論知識學(xué)習(xí)，迫使學(xué)生面對大量晦澀難懂的理論，無法順利應(yīng)用在后期的實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)中，導(dǎo)致教學(xué)效益降低，很難實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)[1-2]。因此，應(yīng)將VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）技術(shù)引入到鐵道車輛專業(yè)的日常教學(xué)中?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”的行進(jìn)過程中，傳統(tǒng)教學(xué)中融入VR技術(shù)可以使得教育主體更加直觀、方便、高效、主動的獲取新知識、新能力。VR技術(shù)的引入不但可以解決傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)課程形式枯燥，實(shí)訓(xùn)設(shè)備購買、維護(hù)成本高且無法與時俱進(jìn)，實(shí)訓(xùn)操作具有危險性等難題，而且可以將復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和繁瑣的操作流程展現(xiàn)得更加直觀，便于學(xué)生理解[3-4]。

2鐵道車輛專業(yè)的教學(xué)現(xiàn)狀

根據(jù)《高等職業(yè)學(xué)校鐵道車輛專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)》，鐵道車輛專業(yè)開設(shè)了《鐵道概論》、《機(jī)械基礎(chǔ)》、《電工基礎(chǔ)》、《電力電子技術(shù)》等專業(yè)基礎(chǔ)課程以及《鐵道車輛機(jī)械裝置檢修》、《鐵道車輛制動裝置檢修》、《鐵道車輛電氣裝置檢修》、《鐵道車輛空調(diào)裝置檢修》等專業(yè)核心課程。以上課程包含了大量的理論知識、實(shí)踐知識，環(huán)環(huán)相扣地構(gòu)成了龐大的知識體系。因此，在教學(xué)中存在以下幾個較為突出的問題：2.1鐵道車輛檢修技術(shù)講授過程枯燥、乏味現(xiàn)在，軌道交通行業(yè)正在朝氣蓬勃的發(fā)展期，車種的類型也跟隨快速改變，對于不同類型的鐵道車輛，其檢修技術(shù)、檢修標(biāo)準(zhǔn)與以往的工藝存在重大差別。因此，在教學(xué)中，難以通過理論課程與實(shí)訓(xùn)課程讓學(xué)生完全掌握不同類型車輛檢修技術(shù)的重點(diǎn)難點(diǎn)，這也是當(dāng)前教學(xué)中存在的主要問題。

2.2實(shí)訓(xùn)設(shè)備價格昂貴

與其他工科專業(yè)相比，鐵道車輛專業(yè)所需的實(shí)訓(xùn)設(shè)備更為昂貴，動輒百萬甚至千萬。因此，受到資金限制，實(shí)訓(xùn)設(shè)備數(shù)量有限，無法滿足班級內(nèi)多人同時動手進(jìn)行實(shí)際操作，只能輪流進(jìn)行，學(xué)生的上課體驗(yàn)時間短缺問題非常嚴(yán)重，嚴(yán)重的打擊了學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)熱情，這樣，使得學(xué)生失去對設(shè)備的新鮮感與教學(xué)的體驗(yàn)感，讓教學(xué)的效果和質(zhì)量大打折扣。

2.3實(shí)訓(xùn)設(shè)備的滯后性

伴隨著科技的發(fā)展，維修技術(shù)更新迅速，培訓(xùn)課程設(shè)施也更新迅速，但教學(xué)經(jīng)費(fèi)有限，因此無法及時跟上行業(yè)的發(fā)展，進(jìn)而影響了鐵道車輛專業(yè)的教學(xué)授課質(zhì)量。另外，鐵道車輛實(shí)訓(xùn)樓搭建的費(fèi)用高，周期長；同時實(shí)訓(xùn)儀器高昂的價格限制了實(shí)訓(xùn)設(shè)備數(shù)量的購買，某些設(shè)備維護(hù)成本較高，只能用來展示，無法起到實(shí)訓(xùn)功能。實(shí)訓(xùn)室建設(shè)破舊、實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中有些環(huán)節(jié)只能依靠學(xué)生想象，極大的打擊了教學(xué)授課過程中的效果，同時也讓學(xué)生失去興趣，無心課堂。

2.4實(shí)訓(xùn)課中的安全難以保證

任何實(shí)訓(xùn)課程都存在著一定的安全隱患，無法做到萬無一失，鐵道車輛專業(yè)的實(shí)訓(xùn)課程更是如此。由于學(xué)生的安全意識相對薄弱，加之好奇心強(qiáng)且活潑好動，會出現(xiàn)在自己沒有一定技能的情況下私自操作設(shè)備等問題。與前者相反，一部分學(xué)生過度在意自己的人身安全，不敢親自動手操作，從而影響到其對車輛檢修技術(shù)的掌握，實(shí)訓(xùn)課的整體教學(xué)質(zhì)量由此降低。另外，實(shí)訓(xùn)課程通常為一名實(shí)訓(xùn)教師教授整個班級，在教學(xué)過程中很難全面關(guān)注到每個學(xué)生，也為學(xué)生的安全埋下隱患。由此可見，實(shí)訓(xùn)安全的問題應(yīng)該擺在首位，它是教學(xué)成功的首要條件和基石。

3VR技術(shù)在鐵道車輛的益處探索

VR技術(shù)擁有了現(xiàn)在最前沿的電子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和虛擬仿真技術(shù)，有利于及時把握住最新的鐵道車輛的車種類型和檢修技術(shù)。改善學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境的同時使學(xué)生沉浸在虛擬真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境中，在虛擬現(xiàn)實(shí)中以不同的身份完成不同的任務(wù)，在此過程中，學(xué)生們始終保持在主體地位。這樣不僅僅能夠增加學(xué)生學(xué)習(xí)鐵道車輛構(gòu)造及鐵道車輛檢修技術(shù)熱情和效果，而且能夠改善上文中提到的缺陷。因此虛擬仿真（VR）技術(shù)在鐵道車輛的實(shí)訓(xùn)和理論教學(xué)中效果顯著，詳細(xì)的內(nèi)容如下：

3.1改革教學(xué)方法，增加教學(xué)效果

利用VR技術(shù)進(jìn)行授課，教師可以邊講解，邊模擬，有利于學(xué)生對于鐵道車輛構(gòu)造及鐵道車輛檢修技術(shù)的學(xué)習(xí)和理解。學(xué)生自身也可以模擬車輛故障并進(jìn)行檢修，這樣可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位，有助于提升其主觀能動性，便于開拓思維，提高對于鐵道車輛構(gòu)造及鐵道車輛檢修技術(shù)的認(rèn)知水平。3.2不受時間和實(shí)訓(xùn)場地的約束通過VR技術(shù)的合理應(yīng)用，搭建一個虛擬實(shí)訓(xùn)室，不但可以解決車輛檢修技術(shù)模擬教學(xué)的問題，而且可以根據(jù)學(xué)生自己的作息時間和學(xué)習(xí)規(guī)律，隨時隨地學(xué)習(xí)相應(yīng)的知識，不受時間、實(shí)訓(xùn)場地、天氣等因素的約束。同時，學(xué)生可以根據(jù)自己對專業(yè)知識的掌握情況，來選擇適合自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容和難易程度，把理論知識和實(shí)際操作結(jié)合起來，提高職業(yè)技能。

3.3專業(yè)知識和技能緊跟時代發(fā)展

VR技術(shù)通過網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)鐵道車輛模擬運(yùn)行、模擬檢修等，同時保證了鐵道車輛檢修技術(shù)更新的時效性，將最先進(jìn)的鐵道車輛檢修技術(shù)通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)快速的展現(xiàn)在學(xué)生眼前，解決了傳統(tǒng)教材更新不及時的問題，使得教學(xué)技術(shù)緊跟時代的發(fā)展，更好地滿足企業(yè)對于學(xué)生所掌握技能的要求。

3.4師生的安全得到保障

鐵道車輛專業(yè)的實(shí)訓(xùn)課程中，多數(shù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目有較高的危險系數(shù)，如《鐵道車輛電氣裝置檢修》課程存在的觸電隱患、《鐵道車輛機(jī)械裝置檢修》課程中，部件的更換檢查易發(fā)生跌落砸傷危險等等。所有實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的操作訓(xùn)練以及工作任務(wù)內(nèi)容的前提是保證人身安全，現(xiàn)場操作過程中隱藏著許多安全隱患，在實(shí)訓(xùn)過程中稍有疏忽，就可能造成生命及財產(chǎn)的重大損失。使用VR技術(shù)教學(xué)系統(tǒng)來進(jìn)行實(shí)訓(xùn)練習(xí)，可以完美的避免上述安全隱患，學(xué)生也可以拋開內(nèi)心的恐懼，心無旁鶩的進(jìn)行操作練習(xí)，從而快速提高自身的技能水平。

4VR技術(shù)應(yīng)用于鐵道車輛專業(yè)教學(xué)存在的問題

雖然將VR技術(shù)應(yīng)用于鐵道車輛專業(yè)教學(xué)具有創(chuàng)新教學(xué)方法，提升教學(xué)質(zhì)量、不受時間和實(shí)訓(xùn)場地的約束、專業(yè)知識和技能緊跟時代發(fā)展、師生的安全得到保障等優(yōu)點(diǎn)，但將VR技術(shù)應(yīng)用于鐵道車輛專業(yè)教學(xué)存在一定局限性。

4.1對VR技術(shù)的日常維護(hù)保養(yǎng)

VR技術(shù)所使用的設(shè)備同其他的電子設(shè)備一樣，需要專業(yè)人士定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。當(dāng)前VR技術(shù)尚未完全成熟，使其未能在教育領(lǐng)域得到充分的應(yīng)用，對其軟硬件系統(tǒng)更新、維護(hù)和保養(yǎng)也是一筆巨大的開銷。

4.2有其特定的適用性

并非所有的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目都需要采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，如某些實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目只需要電腦即可完成，僅需要切換終端界面，因而可以不采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。

4.3無法完全取代實(shí)物實(shí)訓(xùn)教學(xué)

VR技術(shù)的發(fā)展并未達(dá)到可以完全模擬現(xiàn)實(shí)世界的程度，無論仿真系統(tǒng)平臺設(shè)計得如何逼真，很難讓學(xué)生獲得與真實(shí)一模一樣的認(rèn)知，因此VR技術(shù)雖能在一定程度上替代一些實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，但不能完全取代實(shí)物實(shí)訓(xùn)教學(xué)。

5結(jié)語

綜上，隨著我國鐵路行業(yè)的迅猛發(fā)展，鐵道車輛專業(yè)的相關(guān)知識技能也應(yīng)緊跟時代，為了提升教學(xué)質(zhì)量，給各鐵路局培養(yǎng)更優(yōu)秀的職業(yè)技能人才，就要將VR技術(shù)應(yīng)用在鐵道車輛專業(yè)的教學(xué)中。VR技術(shù)的應(yīng)用，提高了教育的專業(yè)性與信息化程度，改革了傳統(tǒng)的教育模式，拓寬了教學(xué)內(nèi)容的廣度和深度，更好地將理論和實(shí)際融合在一起。同時，VR技術(shù)的應(yīng)用有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，使學(xué)生更加深刻的掌握專業(yè)知識和職業(yè)技能。可以確信，隨著VR技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，將使VR技術(shù)在鐵道車輛專業(yè)教育和教學(xué)中的應(yīng)用越來越豐富和完整。

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作者:王雪琦 何雷 崔志軍 白文濤 單位:柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院