智能網聯汽車虛擬仿真實訓教學資源的建設

龍永杰

摘 要：隨著互聯網技術、人工智能技術的快速發展，虛擬仿真在實訓教學中發揮著越來越重要的作用。將智能網聯汽車與虛擬仿真結合起來，能夠克服傳統教學中高昂實驗成本、場地條件苛刻、巨大安全隱患等弊端。文章基于職業教育相關資源的開發理念，開展任務驅動+項目導向、基于工作過程、混合式教學模式、行為主義學習理論、建構主義學習理論等與虛擬仿真實訓教學的建設研究。

關鍵詞：智能網聯汽車;汽車虛擬仿真;實訓教學

汽車工業的發展和人才需求的變化，是我們職業院校汽車專業由規模導向向質量導向轉變。智能網聯汽車作為未來汽車發展的趨勢，專業人才缺口將會很大，為解決這問題，今后運營服務、物聯網、智能網聯汽車、新能源、5G通信、車聯網、人工智能、城市交通、智慧出行建設、大數據等學科進行將深度交叉融合，汽車企業和職業院校將共同解決人才需求[1-2]。職業院校必須加大項目引進，持續增強成果轉化和技術技能積累，促進產教研平臺建設，開發標準，建設課程資源，共同研究開展實訓方案、師資培訓、教材編等工作，探索智能網聯汽車的專業建設方案，開展校企合作，通過新型教學模式與虛擬仿真實訓教學的融合，培養具備專業知識、教育背景、項目管理、跨界思維、變革精神的復合型人才[3-4]。

1 “任務驅動+項目導向”教學設計

任務驅動教學和項目導向教學以能力為本位，以活動為導向的教學方式，實現教、學、做相統一，實踐教學和實體教學一體化。對于智能網聯汽車這一個大框架，每一部分作為項目建設讓學生去完成，我們需要把它進行項目切割，例如雷達教學部分可分為：攝像頭的安裝與標定、毫米波雷達的安裝與標定、激光雷達的安裝與標定、超聲波雷達的安裝與標定四大部分。每一部分再根據教學目標的要求劃分各個不同的目標任務。使項目具有層次性，滿足不同層次學生的需要，讓每個學生獲得最佳的發展。在虛擬仿真實訓資源的建設中，切實把握住職業院校學生自主學習差、積極性偏弱、學習主動性不足等特點，在智能網聯汽車相關設備的安裝環節，將需要掌握的知識內容分成一個個的任務或者問題讓學生去完成，設計詳細的任務工單，做好相關的評價，端正學生的學習態度，明確學習的目標多重保障教學的順利實施，將學生由關注“知道什么知識”轉變為關注“如何完成工作項目”。

2 基于工作過程的教學開發

采用工作過程的教學開發，按照“注重理論與實踐的結合、加強能力培養和專業的素質、注重專業的系統性、突出學科基礎”的原則，緊緊圍繞智能網聯汽車相關專業中人才培養有關法律法規和國家政策展開，體現其實踐性、職業性等要求從創新意識出發，培養學生實踐能力，建設創新性、個性化的虛擬仿真教學資源項目，加強學生的專業技能訓練，構建虛擬仿真實訓教學與科學研究相結合、理論課程與虛擬仿真實訓課程相結合、校內實訓與校外交流實踐相結合、實體實訓與虛擬仿真實訓相結合的虛擬仿真教學體系。

3 數字科學家混合式教學模式

結合職業院校學生的特點，以“能使用”“會分析”“抓過程”“導情景”四大步驟整體來設計教學內容。數字科學家混合式教學模式是一種全新的教學模式，主要由相關的知識探究和數字科學家課程組成，以學校內虛擬仿真實訓基地作為載體，根據職業教育教學改革的要求，充分利用網絡及現有的各種資源，目的在于提高青少年群體科學信息素養水平。在大數據環境下，整合各種教學理念，解決科學問題，促進學生利用各種相關資源。該教學模式是一種探究式，就是像科學家一樣去創造、研究、探索，比如數碼探、理論探、實物探等。在智能網聯汽車虛擬仿真實訓教學資源的建設中，探究式可以極大地調動學生學習的主動性和積極性。因此將課堂討論和混合式教學模式等多種教學手段，用信息化資源去輔助教學，以此實現最終的教學目標。

4 行為主義學習理論

在虛擬仿真實訓的教學資源中，學生在虛擬的仿真實訓環境中操作學習，從而獲得反饋的效果，依據效果進行下一步的操作，與仿真環境進行交互，完成相關反應和知識的鏈接建立。比如在虛擬仿真環境中，學生根據教師的操作要求進行激光雷達的拆卸，當學生點擊激光雷達時候，每個部分的名稱都會展示出來，彈出相應的爆炸圖，從而讓學生完成對知識的學習。虛擬仿真實訓教學無論是在相關地升學考試當中，還是“1+X職業技能”等級證書中對人才培養的要求都是很重要的一部分。學生通過觀察教師的操作演示，對智能網聯汽車工作原理的熟悉、功能的認知、設備的拆裝。學生自己不斷地進行嘗試，進行動手操作，在嘗試過程中不斷規范的操作步驟，逐漸掌握相關的知識，最終熟練掌握相關技能。在虛擬仿真實訓教學中，隨著他們正確而又熟練的操作，他們的行為就會得到不斷的強化，增強了學習的信心，對學習不斷產生興趣，實現理實虛一體化的發展。學習是一個不斷提高、循序漸進的過程，如果不斷強化一個操作，熟練度會不斷增加。

5 建構主義學習理論

建構主義與行為主義的刺激—反應的過程有很大的區別。建構主義理論認為，學習是學生主動加工信息的過程，主動地建構內部心理表征的過程才是學習，而不是被動完成的。在虛擬仿真實訓教學的過程中，用建模軟件建造的三維虛擬仿真模型雖然是同一個物體，但是每個人的理解又會是不同的，每個學生觀察它，都會得到不一樣的結果。三維模型的優勢在于不是通過簡單的文字和圖片的展示，而是在于能夠讓學生構建模型，接近知識理解，提高教學效果。教學的目的具體到虛擬仿真實訓教學中就是，簡單講解其智能網聯汽車設備的安裝過程，具體安裝方式讓學生自己動手實踐，從而讓學生掌握相關安裝操作技能。或者是教師在完成某個知識點的講授后，讓學生來回答亦或是操作只是點到為止并有意義地提出某些問題，比如學生在學習完激光雷達后，提問學生在智能網聯汽車中激光雷達能不能全部由超聲波雷達替代？從而引發學生思考，進而引出超聲波雷達等設備的知識講解。

6 結語

虛擬仿真技術在汽車教育領域發展十分迅速，方法也更加多樣，但是結合相關教學應用的比較少，運用在智能網聯汽車方面的輔助教學更是少之又少，本次研究就是把相關教育教學理論和虛擬仿真技術結合所做的一次大膽嘗試，采用多種教學模式結合多種學習理論，通過對智能網聯汽車相關專業的教學需求進行分析，把虛擬仿真技術和職業技術教育的相關理論結合起來，建設出一套完整的智能網聯汽車虛擬仿真實訓教學資源體系，并將其運用在實際的實訓教學當中，使學生的學習更加具有真實性和情境性，提高教學效率。

參考文獻：

[1]曠慶祥.高職新能源與智能網聯汽車專業群實訓教學現狀調查與分析[J].中國新通信，2020，22（12）：154-155.

[2]劉剛.高職智能網聯汽車專業課程體系建設研究[J].南方農機，2020，51（11）：173.

[3]劉曉馨.職業院校新能源與智能網聯汽車實訓基地建設初探[J].內燃機與配件，2019（21）：287-288.

[4]邱學軍.“互聯網+”智能仿真在中職汽車實踐課程中的思考與應用[J].中國培訓，2019（9）：80-81.