基于VR技術的航空裝備教學模式探析

趙智明 李傳良 楊安元

摘 要：航空裝備教學覆蓋了飛行原理、飛機構造及飛機維護的知識和技能，傳統的教學模式效率低下且教學效果不理想，不能滿足新形勢下部隊裝備快速發展換代的現實需求。本文在總結對比VR技術應用于培訓、教學的一些具體實例和經驗做法的基礎上，探索適應士官人才培養特點的基于VR技術的航空裝備教學模式。針對某裝備結構原理虛擬仿真教學平臺的建設實例，從建設內容、實現的功能，提出了一套可講解、可實習、可操作、可訓練、可考核、可量化的具體模式建議，取得了較好的效果。

關鍵詞：VR;航空裝備;教學模式

中圖分類號：G424 ????????文獻標識碼：A

當前，士官人才培養的要求越來越高，傳統的教學模式已經不能適應新形勢下部隊的需求。如何瞄準新裝備，采取現代信息技術，結合部分實裝，建設現代化的半實物仿真模擬教學條件;如何找準信息化教學條件建設的需求點，探索行之有效的信息化教學模式，成為末端落實的著力點。

1適應士官人才培養特點的基于VR技術的裝備教學模式探析

近年來在航空裝備教學條件建設方面，面臨建設速度跟不上裝備發展速度的突出矛盾。VR技術的蓬勃發展為解決這一矛盾帶來了希望。同時，虛擬教學是一種具有很強的實踐性和創造性的教學活動，對于提升士官的裝備維修能力、崗位適應能力都有很大的幫助。

航空裝備的教學綜合程度比較高，既有理論又有實踐。借助VR技術，將理論和實踐融合起來，在一個平臺上來展現，真正實現教員、學員和虛擬資源的多元結構，建立一個讓學員成為真正的學習主體和中心，教員為輔助引導的模式。同時，確保教員能夠方便轉換到新模式下教學，實現新模式與傳統模式的融合，避免“你建你的，我上我的”。

基于VR技術的“混合式”教學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教學模式的優點，又將VR技術有機融合到中間環節，從而形成一個有效的閉環。教學參與者的任務詳細明確，非常便于具體實施。

2某裝備結構原理虛擬仿真教學平臺的建設及應用

2.1建設內容

整個平臺由前臺仿真教學系統和后臺綜合性管理系統兩部分組成。為教員和學員提供可講解、可學習、可操作、可訓練、可考核、可量化的手段。

2.1.1前臺仿真教學系統功能

（1）登錄功能。

（2）模塊選擇。登錄成功后進入模塊選擇頁面，主要模塊有資源中心、結構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，即能夠構建系統的資料中心，對與裝備相關的所有信息進行整理匯總，便于學習者進行分類查閱學習，資料類型包括文檔、圖片、視頻等形式，并能夠通過后臺進行管理更新，包括添加、刪除等。

（4）結構及原理模塊。通過三維建模技術將裝備按照1：1真實比例還原到虛擬環境中。用戶通過鼠標移動到相應部位后，該部位會高亮顯示并帶有標簽標示，鼠標單擊高亮顯示的模型可以查看該部分的相關信息。三維實時運行動畫可以完整模擬各個部件的動作，并且在整個的運轉過程中可以通過透視的方式來查看內部運行原理。動畫模擬過程中借助鼠標可完成縮放、旋轉、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，用戶可以通過章節進行隨機抽題，所有的測試結果不會上傳到后臺。在線模式用于隨堂考核，選擇需要測試的章節，系統會隨機抽取相應章節的題庫讓學員進行答題。

2.1.2后臺綜合管理系統

搭建一個綜合性的管理系統，可對人員信息、登陸時間、組織架構、組織權限、考試試題、考試成績、資源上傳、系統日志等進行統一管理。

3總結

（1）該平臺選取2019級機械專業作為試點進行試用。相比傳統教學模式而言，該模式在教學效率上提高了40%以上。

（2）基于VR技術的教學模式應當充分融合傳統教學模式。信息技術輔助教學模式具有很大優勢，但是目前基于網絡數字學習平臺還是不能完全取代課堂教育形式。

總的來說，該教學模式非常適合于航空裝備教學，效果達到了預期。從教學內容的展現方式到考核和評價形成了一個閉環。容易實現跟傳統課堂的融合，便于教員接受和使用。

參考文獻

[1]李春生，楊玲玲.基于虛擬教學環境的新型教學方法研究[J].華東師范大學學報（自然科學版），2015，3（S1）：100-103.

[2]高穎等.基于VR的航空發動機虛擬教學實驗系統設計[J].系統仿真學報，2008，6（11）：2925-2929.

[3]王喜媛，張平平等.分布式組建的虛擬教學實驗室 ActiveX應用研究[J].科技管理研究，2009，5（05）：498-499.