基于VR技術(shù)的航空裝備教學(xué)模式探析

趙智明 李傳良 楊安元

摘 要：航空裝備教學(xué)覆蓋了飛行原理、飛機(jī)構(gòu)造及飛機(jī)維護(hù)的知識和技能，傳統(tǒng)的教學(xué)模式效率低下且教學(xué)效果不理想，不能滿足新形勢下部隊(duì)裝備快速發(fā)展換代的現(xiàn)實(shí)需求。本文在總結(jié)對比VR技術(shù)應(yīng)用于培訓(xùn)、教學(xué)的一些具體實(shí)例和經(jīng)驗(yàn)做法的基礎(chǔ)上，探索適應(yīng)士官人才培養(yǎng)特點(diǎn)的基于VR技術(shù)的航空裝備教學(xué)模式。針對某裝備結(jié)構(gòu)原理虛擬仿真教學(xué)平臺的建設(shè)實(shí)例，從建設(shè)內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)的功能，提出了一套可講解、可實(shí)習(xí)、可操作、可訓(xùn)練、可考核、可量化的具體模式建議，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：VR;航空裝備;教學(xué)模式

中圖分類號：G424 ????????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

當(dāng)前，士官人才培養(yǎng)的要求越來越高，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)新形勢下部隊(duì)的需求。如何瞄準(zhǔn)新裝備，采取現(xiàn)代信息技術(shù)，結(jié)合部分實(shí)裝，建設(shè)現(xiàn)代化的半實(shí)物仿真模擬教學(xué)條件;如何找準(zhǔn)信息化教學(xué)條件建設(shè)的需求點(diǎn)，探索行之有效的信息化教學(xué)模式，成為末端落實(shí)的著力點(diǎn)。

1適應(yīng)士官人才培養(yǎng)特點(diǎn)的基于VR技術(shù)的裝備教學(xué)模式探析

近年來在航空裝備教學(xué)條件建設(shè)方面，面臨建設(shè)速度跟不上裝備發(fā)展速度的突出矛盾。VR技術(shù)的蓬勃發(fā)展為解決這一矛盾帶來了希望。同時，虛擬教學(xué)是一種具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和創(chuàng)造性的教學(xué)活動，對于提升士官的裝備維修能力、崗位適應(yīng)能力都有很大的幫助。

航空裝備的教學(xué)綜合程度比較高，既有理論又有實(shí)踐。借助VR技術(shù)，將理論和實(shí)踐融合起來，在一個平臺上來展現(xiàn)，真正實(shí)現(xiàn)教員、學(xué)員和虛擬資源的多元結(jié)構(gòu)，建立一個讓學(xué)員成為真正的學(xué)習(xí)主體和中心，教員為輔助引導(dǎo)的模式。同時，確保教員能夠方便轉(zhuǎn)換到新模式下教學(xué)，實(shí)現(xiàn)新模式與傳統(tǒng)模式的融合，避免“你建你的，我上我的”。

基于VR技術(shù)的“混合式”教學(xué)模式很好的解決了以上問題。（如圖1所示）該模式充分考慮了傳統(tǒng)教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)，又將VR技術(shù)有機(jī)融合到中間環(huán)節(jié)，從而形成一個有效的閉環(huán)。教學(xué)參與者的任務(wù)詳細(xì)明確，非常便于具體實(shí)施。

2某裝備結(jié)構(gòu)原理虛擬仿真教學(xué)平臺的建設(shè)及應(yīng)用

2.1建設(shè)內(nèi)容

整個平臺由前臺仿真教學(xué)系統(tǒng)和后臺綜合性管理系統(tǒng)兩部分組成。為教員和學(xué)員提供可講解、可學(xué)習(xí)、可操作、可訓(xùn)練、可考核、可量化的手段。

2.1.1前臺仿真教學(xué)系統(tǒng)功能

（1）登錄功能。

（2）模塊選擇。登錄成功后進(jìn)入模塊選擇頁面，主要模塊有資源中心、結(jié)構(gòu)及原理展示和理論考核。

（3）資源中心。主要是對裝備的基本信息進(jìn)行介紹，采用圖文以及表格等形式介紹此裝備的性能以及其他信息。同時具備知識存儲功能，即能夠構(gòu)建系統(tǒng)的資料中心，對與裝備相關(guān)的所有信息進(jìn)行整理匯總，便于學(xué)習(xí)者進(jìn)行分類查閱學(xué)習(xí)，資料類型包括文檔、圖片、視頻等形式，并能夠通過后臺進(jìn)行管理更新，包括添加、刪除等。

（4）結(jié)構(gòu)及原理模塊。通過三維建模技術(shù)將裝備按照1：1真實(shí)比例還原到虛擬環(huán)境中。用戶通過鼠標(biāo)移動到相應(yīng)部位后，該部位會高亮顯示并帶有標(biāo)簽標(biāo)示，鼠標(biāo)單擊高亮顯示的模型可以查看該部分的相關(guān)信息。三維實(shí)時運(yùn)行動畫可以完整模擬各個部件的動作，并且在整個的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中可以通過透視的方式來查看內(nèi)部運(yùn)行原理。動畫模擬過程中借助鼠標(biāo)可完成縮放、旋轉(zhuǎn)、拖動等操作。

（5）考核。理論考核可以選擇在線模式和離線模式。離線模式用于自我測試，用戶可以通過章節(jié)進(jìn)行隨機(jī)抽題，所有的測試結(jié)果不會上傳到后臺。在線模式用于隨堂考核，選擇需要測試的章節(jié)，系統(tǒng)會隨機(jī)抽取相應(yīng)章節(jié)的題庫讓學(xué)員進(jìn)行答題。

2.1.2后臺綜合管理系統(tǒng)

搭建一個綜合性的管理系統(tǒng)，可對人員信息、登陸時間、組織架構(gòu)、組織權(quán)限、考試試題、考試成績、資源上傳、系統(tǒng)日志等進(jìn)行統(tǒng)一管理。

3總結(jié)

（1）該平臺選取2019級機(jī)械專業(yè)作為試點(diǎn)進(jìn)行試用。相比傳統(tǒng)教學(xué)模式而言，該模式在教學(xué)效率上提高了40%以上。

（2）基于VR技術(shù)的教學(xué)模式應(yīng)當(dāng)充分融合傳統(tǒng)教學(xué)模式。信息技術(shù)輔助教學(xué)模式具有很大優(yōu)勢，但是目前基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)字學(xué)習(xí)平臺還是不能完全取代課堂教育形式。

總的來說，該教學(xué)模式非常適合于航空裝備教學(xué)，效果達(dá)到了預(yù)期。從教學(xué)內(nèi)容的展現(xiàn)方式到考核和評價(jià)形成了一個閉環(huán)。容易實(shí)現(xiàn)跟傳統(tǒng)課堂的融合，便于教員接受和使用。

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