基于虛擬仿真技術的飛機發動機教學資源建設

劉岱 樊智勇 劉濤

摘 要：由于飛機發動機類課程理論與實踐教學所占比重懸殊，且硬件教學資源和軟件教學資源嚴重不足等情況，本文“以學生為中心”為主導思想，深入分析飛機發動機課程教學資源現狀，剖析虛擬仿真技術特點以及在實踐教學中的應用方式，建設一套適合電子信息工程專業的飛機發動機實踐教學資源庫，豐富教學資源，增加教學手段。

關鍵詞：教學資源；虛擬仿真；飛機發動機

1引言

虛擬仿真技術，是20世紀末發展起來的一門涉及眾多學科的高新技術，它集計算機技術，傳感技術，仿真技術，微電子技術為一體，通過視覺、聽覺、觸覺等作用在計算機創建的虛擬三維環境下，使用戶產生和現實中一樣的感覺。實現用戶的沉浸性、交互性、構想性的效果。數字化教學資源是目前國內各大高校教育教學資源建設的重點，數字化教學資源有利于提高學生的學習積極性，培養學生的創新能力和自主學習能力。將虛擬仿真這種技術應用于教學中，學生不再是被動學習，課堂上不再是單純的聽老師的講授，而是與老師一同探討、分享知識、共同研究問題，實現真正的互動式教學。

2課程數字化教學資源情況

通過虛擬仿真技術建設的教學資源屬于數字化教學資源的一種，是將教學內容和教學方法數字化。與傳統的教學資源相比，數字化教學資源有以下幾個方面的特點：①數字化處理方法，數字化處理技術是將文本信息、圖像信息、聲音、視頻等信息被數字化處理，形成PPT、動態圖像、數字音頻、數字視頻等形式的教學資源；②教學資源環境網絡化，數字化教學資源可以通過網絡實現共享或傳輸，學生可以隨時隨地通過電腦、手機等設備獲取所需的知識和信息；③學習資源系列化，數字化教學資源可由資源管理人員或教學人員系統分類，在教學過程有針對性的為學生推薦教學內容和信息；④資源建設開源化，教學資源允許學生和教師運用多種信息處理方式對其進行運用和再創造，除了教師外學生還可將自己的資源添加到數字資源庫中。

3飛機發動機類課程教學資源現狀

飛機發動機類課程屬于專業課，學生的就業方向主要是機務，而機務專業是在掌握專業知識的基礎上熟練的動手操作為主。但目前教學資源有限，可以供給學生動手拆解的發動機少之又少，況且發動機拆解難度大，流程復雜。隨著飛機發動機制造技術的飛速發展，新型高涵道比渦扇發動機已成為民航飛機的首選。如A350采用的GE90-115B型號發動機，B787采用的Trent1000型號發動機等。給教學內容和教學資源的更新帶來巨大的挑戰。同時多數高校在實踐教學上課時所占比重較小、發動機實物數量有限、實踐場地條件受限等因素，主要原因是教學資源不足，從而導致教學質量無法提高。

結合虛擬仿真技術所開發的教學資源，可以有效解決上述困難和問題。通過虛擬仿真技術可以隨時隨地展示發動機工作原理，而且可以做角度，多角色的方式演示發動機工作狀態和故障現象。例如學生以機務的角色參與發動機維護工作，以空氣分子的角色進入到發動機的各種工作狀態中。

4飛機發動機類課程教學資源建設

首先需要依據發動機類課程的教學大綱和培養方案，重新梳理教學內容，重構課程知識體系，設計課程教學資源。將課程中需要使用虛擬仿真技術的內容提取出來，分成兩部分：發動機工作原理演示部分和發動機附件工作狀態演示部分。其次根據教學大綱內容，課程教學案例主要由兩部分組成：教學演示和操作訓練案例。最后，將所開發的教學資源通過多種平臺展示。隨著微電子技術的發展和網絡技術的發展，知識的傳播已不僅僅局限于課堂形式，已經采用多元化方式傳播科學知識，學生攝取知識的方式也趨向于通過數字化網絡形式獲取。教學組嘗試通過網絡和智能設備的方式將教學資源與學生共享。基于web、微信等形式傳播教學內容，如此即增加了與學生的教學互動，實現雙向反饋，又激發了學生的學習積極性和參與性，給學生提供了多元化的學習方式，打破課堂教學的局限。

5結語

基于虛擬仿真技術所開發的教學資源，是利用了虛擬仿真技術的優勢及特征彌補現有教學資源的不足，打破現有的教學模式，通過虛擬教學環境，可以引導學生主動投入學習，充分發揮學生的潛能。將課程資源多樣化、開放化，營造與學生共同學習的氛圍。在虛擬環境下的教學無任何危險性，學生還可以無限次反復學習，直到掌握為止，這樣的數字化教學資源種類豐富且耗損較低。

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資助項目：2017中國民航大學實驗技術創新基金—2017SYCX30。