基于沉浸式虚拟仿真技术三位一体的飞机数字化装配技术课程教学实践研究

1.成都航空职业技术学院成都 610100；2.哈尔滨飞机工业（集团）有限责任公司哈尔滨 150000； 3.成都飞机工业（集团）有限责任公司成都 610031

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摘要：目前，信息化技术发展迅速，信息化手段多种多样。实际上，在“互联网+”背景下的信息化手段仅仅是一种工具和方法，为了大幅度提升航空特色职业院校教育教学质量，挖掘专科生创新思维、动手能力、交流互动等能力才是高等教育教学的最终目的。现通过对飞行器数字化制造技术专业的核心课程《飞行器数字化装配技术》开展研究及分析，建立起了一套能够广泛适用于当今“互联网+”和中国制造2025背景下的基于“特色教材+课程云平台+虚拟仿真模块”三位一体的《飞行器数字化装配技术》课程混合式教学模式，经过1年实践验证，成效显著。

关键词：混合式教学；特色教材；在线平台；虚拟仿真模块；教学模式

在中国制造2025和“互联网+”的背景下，各种教学形式多种多样，与日俱增，混合式教学方式经过多年实践验证，将成为教育的“新常态”。

实际上，在“互联网+”背景下的信息化手段仅仅是一种工具和方法，为了提升职业教育教学质量，挖掘专科生创新思维、动手能力、交流互动等能力才是教育教学的最终目的。通过对飞行器数字化制造技术专业的核心课程飞行器数字化装配技术研究及分析，初步建立起一套能够广泛适用于当今“互联网+”背景下的、基于“特色教材+课程云平台+虚拟仿真模块”三位一体的《飞行器数字化装配技术》课程混合式教学体系，现针对本课程开展的可行性、体系内容、混合教学实际应用方式及取得成效逐一展开分析。

1《飞行器数字化装配技术》课程混合式教学模式理论依据

1.1课程情况及面临问题

《飞行器数字化装配技术》课程是我校飞行器数字化制造技术专业的专业核心课程；该课程在第五学年的第一学期开设，学时数为60学时。由于该课程各个章节内容十分抽象，章节内容较多，大多数学生学起来很吃力，那么如何在有限的课时内，让学生掌握专业核心知识、能力及素养，需要引起高度重视。

1.2理论依据

本课程的混合式教学开展，主要依托的理论基础是经典的建构主义理论。该理论强调主体在认知过程中的主动建构功能，认为任何知识的获取都不是依赖于传授，而是认知主体通过学习环境对认知内容进行有意义的建构所获得。在此基础上，自主学习理论也进一步提出，自主学习是一种可以通过后天培养的能力，表现在确定学习目标、确定内容进度、选择方法技巧、监控学习过程、评估学习效果等方面，如图1-3所示。因此，我们结合《飞机数字化装配技术》课程教学的特点，进行信息化混合式教学改革探索，将《飞机数字化装配技术》课程自主学习的能力进一步归纳为6个方面：

（1）课前准备———了解学习要求（基于虚拟仿真特色教材+职教云平台）；

（2）确立学习计划（基于职教云平台）；

（3）针对个体差异使用相应策略（基于职教云平台）；

（4）检查策略实践效果（基于职教云平台+虚拟仿真学习平台）；

（5）过程化监控（基于职教云平台+虚拟仿真学习平台）；

（6）学习结果评价（基于职教云平台+虚拟仿真学习平台）。

2《飞机数字化装配技术》课程内涵式混合式教学三位一体的课程体系支撑及应用

2.1以虚拟仿真教材为抓手。

由于成都航空职业技术学院培养高技能技术性人才，培养的学生动手实践能力较强。如果选择市面上主流《飞机数字化装配技术》教材，由于各个章节知识内容陈旧，新技术、新工艺、新规范较少，而理论性较强，记忆性内容复杂，大多数学生在规定学时内难以掌握。因此，本教学团队根据企业实际用人在知识、能力、素养方面的需求，针对性编写了校本教材《飞机数字化装配技术》虚拟仿真教程，该教程以实践操作过程为主线，分为八个项目，各个项目依次为：初识虚拟仿真软件、民用飞机总体结构认知、机身结构认知与拆卸、机翼结构认知与拆卸、尾翼结构认知、发动机结构认知与拆卸、起落架结构认知与拆卸、测试题。极具职业特色。

2.2以“职教云”学习平台为教学手段

随着互联网技术快速发展，网络学习平台大量出现，在教学改革中主要使用职教云平台[8-10]。在平台上各个上课的教师均能找到自己负责模块的教学内容，教学资源发布和更新容易。在授课过程中，师生可以实时互动，即教师可以发布主观题、客观题请同学们回答，教师可以通过学生回答问题的正确率数据来针对性讲解核心内容，以便在授课中做到有的放矢，提高学生在课程中的参与度，充分调动他们的学习积极性。此外，在课前和课后，老师也可以给学生发布适量的思考题目或者作业，过程性把握学生的学习状态和效果。

2.3以理论和实践相结合的虚拟仿真实训为拓展

《飞机数字化装配技术》课程为理实一体化课程，配有实践教学环节，实践教学环节主要讲授应用型知识点。

由于飞机数字化装配涉及高成本、高消耗以及大型综合训练等问题。为解决该问题，我校建有国家级虚拟仿真实训基地—飞机数字化装配实训室，在该实训室构建高度仿真的虚拟装配环境来进行学生实训，提高实训的沉浸性和交互性。

教师通过操作向学生展示数字化标准装配过程，之后学生独立完成装配操作流程，同时后台系统也会详细记录学生的操作过程并进行评价，这样学生能够把握自己知识点的掌握程度，进行针对性巩固训练。

3基于三位一体的内涵式《飞机数字化装配技术》课程混合式教学改革成果

通过三位一体的《飞机数字化装配技术》课程混合式教学，经历一届学生的全面运行；教师们认为教材-平台-虚拟的混合交互式教学，促进了教学质量提升。学生普遍反映虚拟仿真教材、师生交互学习、全面虚拟仿真实践能够满足个性化学习，极大提升了学习兴趣，学习效果较好。

4结论

随着互联网技术的快速发展和中国制造的快速升级，教师可以合理巧妙利用数字革命来实现课程教学方式的转变，本教学团队利用基于沉浸式虚拟仿真技术来实施三位一体的飞机数字化装配技术课程教学实践，最终取得了良好效果，我们将在本校其他相关课程积极推广这种教学方式。

参考文献：

[1]王帅国.雨课堂：移动互联网与大数据背景下的智慧教学工具[J]．现代教育技术，2017，27（5）：26-32.

[2]刘丽丽，范家伟，孙启冀．基于线上线下混合模式的 “ 工程流体力学 ” 课程教学改革[J]．黑龙江教育（高教研究与评估），2021，6：18 - 19．

[3]秦瑾若．基于MOOC的大学生混合式学习适应性影响因素及干预研究[Ｄ]．陕西师范大学，2019.

作者简介：周宝（1987—），男，黑龙江克东县人，硕士，讲师，研究方向为飞行器数字化制造技术和职业教育。

基金项目：成都航空职业技术学院教务处项目“基于沉浸式虚拟仿真技术三位一体的飞机数字化装配技术课程教学实践研究”（项目编号：JG2022B006）

（作者单位：1.成都航空职业技术学院；

2.哈尔滨飞机工业（集团）有限责任公司；

3.成都飞机工业（集团）有限责任公司）

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