基于虚拟现实技术课程资源建设的实践—以凤凰职教国示范校汽车维修专业核心课程系列教材为例

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栏目编辑：张新平
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2018/03·汽车维修与保养97
◆文/江苏汪立亮
基于虚拟现实技术课程资源建设的实践—以凤凰职教国示范校汽车维修专业核心课程系列教材为例
随着计算机及互联网技术的日臻成熟，教育信息化越来越受到重视。

在现代信息化教学方式和手段中，“虚拟现实”VR(Virtual Reality)技术特别是基于网络的虚拟现实技术有着广泛的作用和影响，尤其在虚拟教学和仿真实验，以及信息化平台等方面的应用具有广泛性。

凤凰出版传媒集团职教出版中心(以下简称“凤凰职教”)作为专业教育出版公司，立足于职业教育信息化发展趋势，尝试以新技术拓展新业态，以新产品实现新发展，推动职业教育出版的数字化转型，成功打造了“凤凰创壹虚拟现实三维互动教学平台”(以下简称“凤凰创壹教学平台”)；并充分发挥“互联网+出版”的思路，通过传统出版与新兴出版融合发展的模式，依托“凤凰创壹教学平台”历时四年重点打造了江苏省国示范校汽车维修专业核心课程系列教材。

本文以该套多媒体复合汽车维修专业系列教材的出版为例，浅析凤凰职教在教材建设领域所做的传统出版与新兴出版融合发展的探索工作。

一、汽车维修专业核心课程数字资源建设必要性
1.当前职业教育的背景
近年来，国家高度重视职业教育事业发展，职业教育规模不断扩大，但目前我国职业院校办学条件和教学设备供给情况由于多种原因并不尽如人意，“双师型”专业师资数量不足，教学方法与手段有待创新等问题，严重制约了职业教育快速发展。

在我国职业教育中汽车维修专业的教学主要以讲授为主，而后辅以相应的实训教学，现在逐步转变为理实一体化教学模式，即边讲边练，练讲结合。

汽车维修专业是对实训要求很高的学科。

从目前我国的经济水平与对职业学校的投入上来看，绝大多数学校还达不到该专业的办学要求。

因此，目前学校的设备投入对于汽车维修专业不能满足技能训练的要求。

部分教改推进快的学校，多媒体课件、电子教案与试题库使用也有，但不完善，项目化教材、网络课程、案例库与虚拟实训系统则基本没有涉及。

为了保证职业教育的教学质量和推动职业教育的均衡发展，在江苏省国家中等职业教育改革发展示范学校(以下简称“国示范校”)工作协作会的统一策划和指导下，开展统一技术标准、统一内容标准、统一使用环境的汽车维修专业核心课程数字化教学平台建设是非常必要的。

2.提升人才培养质量和内涵建设的必要性
专业核心课程数字资源建设是落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》精神，围绕国家重点支持发展的产业领域，研制并推广的共享型专业教学资源库。

通过信息技术，实现优质教学资源共享，为教师教学、学生和社会学习者自主学习服务，最终带动相关专业领域的教学资源开发，推动专业教学改革，提高专业人才培养质量，提升职业教育专业的社会服务能力。

专业核心课程数字资源建设的实施是示范校建设成果应用与推广的需要；是统一标准整合校企优质教学资源共享的需要；是学校之间、校企之间合作深化专业建设与课程改革需要，最终实现培养高素质技术技能型人才这一最终目标。

汽车维修专业其对应的产业属于国家重点支持产业。

在江苏省国示范校汽车专业协作组安排协调下，汽车维修专业核心课程资源建设旨在将本专业的18门课程建设成为核心课程，由与之相配套教材、数字化资源、电子教案、课件、微视频等构成的优质资源体系。

通过这样的建设过程，推进“双师型”教师团队建设和教学模式创新，改革教学内容、方法和手段，促进优质教学资源开发和利用，健全有利于课程实施的管理制度和保障机制，提高职业教育为社会经济发展服务的能力和水平。

二、国示范校汽车维修专业核心课程系列教材建设基本情况
1.课程团队建设
江苏省国示范校汽车专业协作组由江苏省第一、第二和第三批国家中等职业教育改革发展示范校建设单位共27所成员校骨干教师组成，协作共建共享。

这27所成员学校代表江苏职业教育汽车维修专业的最强实力，体现江苏省汽车维修专业职业教育在全国的整体实力。

在汽车专业协作组的基础上成立汽车维修专业教材建设委员会，委员会成员主要由各校汽车维修专业负责人、汽车维修企业主管、汽车维修专家、职业教育课程专家及凤凰创壹
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技术人员共32人组成。

每门核心课程团队建设由这些学校的课程责任教师、骨干教师、行业专家、凤凰创壹技术人员及责任编辑组成，形成既强调统一又重视个体的协作机制。

每门课程的负责人由主编负责，实行主编负责制，主编向协作组组长负责。

2.专业市场调研
在国示范校协作会成立之初，协作会要求每个专业协作组最少进行为期2个月的企业调研，重点调研本区域汽车维修企业发展现状、规划目标及对人才的需求情况，并形成规范的市场调研报告。

3.完善指导性专业人才培养方案
按照“顶层总体设计、全省协作建设”的原则，在示范校建设工作协作会的框架下对汽车维修专业的建设目标、人才培养规格、人才培养模式等进行了总体设计与规划，在专业市场调研的基础上，由经验丰富的专业教材建设委员会开发完善了汽车维修专业指导性人才培养方案。

4.制定核心课程标准
依据指导性专业人才培养方案及专业市场调研中对汽车维修企业职业岗位分析、职业能力标准要求，在示范学校建设工作协作会的统一指导下，汽车专业协作组对汽车维修专业的课程体系进行了进一步梳理，对核心课程进行了明确界定，组织经验丰富的专业骨干教师、企业资深人员完成了18门核心课程的课程标准。

5.核心课程教材编写
依据指导性人才培养方案和核心课程标准，整合所有相关学校的教师资源和校企合作资源，开发了汽车维修专业18门课程的教材，形成了指导思想一致、教学思想先进的体系化核心课程教材。

配合核心课程的课程标准及教材的开发，组织教师和专门的计算机技术人员开发了配套的优质教学资源，包括教学课件、学案、题库、视频讲解课等。

6.虚拟实训平台建设
虚拟实训资源的假设核心是脚本的撰写。

一方面责任编辑与每门核心课程的编写团队进行协商沟通，确定教材需要配备虚拟实训资源的知识点，并配合作者完成虚拟实训资源脚本的编写；另一方面，责任编辑与凤凰创壹技术人员进行商讨，了解脚本的撰写是否符合要求，并定期召开各课程编写研讨会，讨论解决资源建设中存在的问题，以及虚拟实训资源的开发建设是否符合达到规范要求，以便进一步改进和完善。

组织技术力量将所建设资源上线运行，保证运行质量，满足全省职业学校教学要求，全面提高教学质量，推进职业教育信息化建设。

汽车虚拟培训平台系统是基于“创壹Web3D虚拟现实三维互动教学平台”运行的网络虚拟实验3D环境，采用虚拟现实技术制作汽车主体及其部件，并具有逼真3D互动虚拟实验、3D动画
演示、声音与相关原理文字自动同步显示、3D汽车模型或其部件模型任意方向旋转及视点变换的功能。

能够实现大量并行用户快速下载及构建渲染动态3D场景，确保用户与3D场景互动的即时性，所有部件都可360°全方位观看，具有直观立体，真实互动的效果。

该系统的主要功能涵盖：汽车结构解析、总成和零部件拆装工艺、总成和系统工作原理动画实现、虚拟故障现象和诊断排除等，用户不仅可以动手对汽车产品进行虚拟仿真操作，了解汽车每个细节，熟悉汽车工作原理，而且还可以进入“汽车故障诊断”进行多种情况下不同部件的机械及电路故障排除模拟操作，从而能够积累实践经验，也可为汽车企业减少了不少培训成本。

汽车虚拟培训平台系统包括了汽车驾驶、汽车结构与拆装、汽车的修理、汽车故障诊断等，其中包含了大众(德系)、别克(美系)、丰田(日系)。

分为教学、实训、考核三个模式，通过教学模式学习，就可以在实训模式进行设备拆卸和虚拟实验故障排除等各种操作，具有很强自主性；考核模式当教师编辑并派发了考试试卷后，对应学员登录后就会出现考试内容，并可实时记录保存，自动评分，使教师轻轻松松便可实现“无纸化”考试管理。

三、汽车维修专业核心课程系列教材的创新及反思
江苏省国示范校汽车维修专业核心课程系列教材自2012年开始启动以来，历时五年，先后召开了16次会议，在近100多位专家、教师及技术开发人员的精诚合作下，第一批10本教材于2013年年底全部出版，其配套的虚拟实训教学平台同期上线运行；第二批8本教材及虚拟实训资源在2016年1月前全部出版并上线运行。

本套教材自出版以来，已通过江苏省教育厅组织的专家评审，并被列为江苏省职业教育规划教材，在全省推广使用；同时，由于教材整体质量较高并配有虚拟实训教学平台，目前在安徽、河南、浙江、云南等省市已有一定的影响力，第一批10本单本印次平均已达6次，单本销售数量平均已达20 000册以上。

经过三年来的使用，虚拟仿真技术和课程教材有效整合，老师在日常教学中改革教学手段和方法，主要采用引导启发法、任务驱动法，辅以动态模拟法演示法、实践法和联网游戏法等教学方法，教学效果显著。

通过张家港职教中心学校连续两年来对采用本套教材进行仿真教学和其他教材进行传统教学两个班级比较试验数据表明：仿真教学模式下，学生可以记忆约70%的内容，而传统的“老师讲，学生听”教学模式下，学生只能记忆约30%的内容。

此外，仿真教学可供学生在没有老师参与的情况下自学，并反复试验自行设计的练习方案，极大地提高了学生的学习能动性。

通过虚拟仿真教学，学生的理论知识和实操技能融会贯通，汽车维修职业资格中级工考核的单次通过率由原来的92%上升到100%，汽车维修职业资格高级工考核单次通过率由原来的56%上升到70%。

多名老师、学生参加省市技能竞赛获奖。

该校汽车专业老师目前均成为了“双师型”老师。

1.创新
(1)本套教材及资源建设由汽车专业协作组牵头，江苏省率先在协作组成员内部按各所在学校的优势方向进行分工协作，每所学校集中财力精力专攻一到两门课程的数字化资源建设，避免了各校在精品课程等数字化资源共建共享中出现低水平的重复建设。

(2)结合各所学校在学科、师资及技术研发等方面的优势，共同组建资源研发团队，建成一系列课程数字化学习资源，并推进优质资源在校、省内乃至全国范围内的共享。

(3)基于工作过程的项目化教材，结合仿真数字教学资源采用任务驱动方式实施教学，创设全新的学习情景，激发学生的求知欲。

(4)使用数字资源节约教育成本，可持续发展。

为汽车维修专业学习建立了安全、绿色训练环境。

让教学水平欠发达地区有标准化、系统化的教学资源，实现标准化教学。

2.改进设想
通过对虚拟仿真教学使用效果监测，以下三方面要引起重视：(1)要结合学校条件与教材实际，选择合理、系统、功能完整的仿真软件，并对软件功能与真实车辆功能进行系统分析和比较。

(2)合理安排虚拟仿真学习时段，一般情况安排在专业学习的初级阶段，虚拟仿真还是代替不了真实车辆与工具设备。

虚拟仿真操作教学时间与实际操作学习时间比例要根据实际情况科学合理分配。

(3)随着计算机技术的发展，必将推动虚拟仿真技术的不断完善，与互联网的有机结合将是发展必然，到时可实现校与校，学校和社会的资源共享，这样才能在未来智能教育领域中体现其重要作用。

总之，数字化仿真技术引入教育，为专业老师提供了教学和研究的一个平台，延展了老师和学生创新的想象空间，数字化虚拟仿真教学是未来智能化教学的一个重要方向，也是出版行业，尤其是职业教育出版行业走“互联网+出版”道路值得不断尝试和探索的方向。

但仿真教学软件研发和应用在教育教学中尚处于起步与探索阶段，面对应用中产生的问题，及时采取应对措施，不断完善其功能，相信在不久的将来必将在智能化教育领域中取得重大的发展。