曹蕊
[摘 要] 结合职业院校汽车维修专业实训教学的特点，基于MR技术的最新发展现状，分析MR技术在汽车实训教学中的应用场景及解决的实际问题。阐述MR实训辅助系统的开发流程和系统架构，并详细介绍系统在汽车实训教学中的应用情况和效果。最后，总结并分析MR技术在汽车实训教学应用推广中存在的问题。
[关 键 词] 职业院校;汽车维修专业;实训教学;MR技术
[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2021）48-0144-02
一、引言
随着汽车工业的飞速发展，新技术应用日新月异，给汽车维修技能人才的发展带来了无限机遇和巨大的挑战。汽车运用与维修是以理论学习为基础、实训教学为核心的专业，学生主要的技能学习依靠实训教学完成。作为汽车维修技能人才培养的主战场，职业教育应结合自身特点，利用新技术和新方法不断改进教学实践，才能满足日益提高的人才培养需求。
二、MR技术的发展现状
随着移动互联网及5G等信息技术的发展，“互联网+教育”成为传统课堂教学改革的热点。其中，具备体验真实、交互直观、情景再现等优点的虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术在建筑、化工等许多教育教学领域已得到了广泛的应用[1]。但是，职业院校汽车运用与维修专业的实训课程教学与真实环境紧密耦合，使用虚拟现实等技术教学时，学生需要花费大量时间将练习内容转换为实际操作，导致这些技术应用场景受到一定限制。
近年来出现的混合现实（MR）技术在提升用户体验的同时，把虚拟化的资源现实化，将多种信息化资源融入实训工作中，虚实结合，使模拟操作具有真实的动手效果。目前，MR技术已在部分汽车专业的职业教学中进行了探索[2]，其应用必将成为未来职业学校教学实践发展的新方向。
三、MR技术在职业院校汽车实训教学中的价值
MR实训辅助系统的应用，将在以下几个方面改善目前的职业院校汽车运用与维修专业实训教学。
（一）保障实训安全
无论是在生产还是在教学中，安全都是必须优先保证的前提。当前新能源汽车的故障诊断与维修已逐渐进入职业院校课堂教学中。新能源汽车中包含大量高压元器件，对这些部件的操作人员需要有相关认证资质。借助MR技术，教师或学生在实训车辆高压元器件位置附近，按照虚拟信息的提示，对三维模拟器件进行仿真操作，在确保安全的前提下，最大限度地还原真实的实训流程。此外，在实训过程中，借助MR技术也可以发出实时安全操作提醒，强化学生的安全操作意识。例如，学生佩戴MR眼镜进行车辆举升操作时，眼前会实时发出警示：操作前，排除举升机周围和下方的障碍物;举升到需要的高度时，必须进行保险锁止等。
（二）提升教学效果
传统实训教学过程以教师示范、学生观摩、轮流操作为主要手段，教学过程中能直观看到教师操作的学生数量有限、学生轮流操作耗时长、教师指导覆盖面窄，使学生学习效果受到影响。以汽车使用与维护课程中更换机油实训为例，传统的教学方式是学生分四组操作，教师就要示范操作四次，学生观摩学习的效果也因所处位置不尽相同，学生轮流操作学习效率很低。借助MR技术进行实训教学时，可以实时分享操作者第一视角，教师示范过程同步直播到大屏幕，全体学生可进行全方位无死角的观摩学习，教师仅需示范操作一次，节省的时间可用于个别指导;学生轮流操作时，其他学生也能实时观看并发现操作的同学存在的问题。
（三）节省教学经费
借助MR技术，可以从以下几个方面节约实训教学经费：首先，使用MR技术完成设备损耗较大的操作，如模拟汽车电路中插接器的插拔过程，可降低反复插拔对其寿命的影响;其次，利用MR技术中实时分享视角的特点，提高了实训教学的效率，可减少教学车辆、设备的数量和场地需求，降低经费投入;最后，相比于硬件设备的升级，MR课件等软件的升级和部署成本大大降低，有利于课程内容和设备的及时更新换代。
四、MR技术在职业院校汽车实训教学中的应用
（一）MR实训辅助系统简介
MR实训辅助系统是在我校汽车实训中心原有设备功能基础上，将符合教学要求的实训任务按照标准规范的操作流程开发成具体、形象生动的视觉内容，帮助教师或引导学生使用MR眼镜开展实训任务。系统主要由MR交互功能、MR实训资源和跨平台三个模块组成。
1.MR交互功能主要是用来实现教师、学生与实训内容及设备的交互响应。
2.MR实训资源从专业课程相关实训任务出发，根据车辆维修手册和专业教师确定的实训任务清单及操作脚本进行图像化设计编码，形成特有的可供MR眼镜和智能平板调用的MR实训引导资源。
3.跨平台模块主要是解决实训教学一对多的问题，让系统不完全依赖于MR眼镜，使教师和学生有更多的实训教学组织方式。
（二）教学应用
最终开发形成的MR实训辅助系统架构如图1所示，其中在教学应用环节主要包括教师示范操作、学生分组练习和过程监测评价三个环节。
1.教师示范操作
示范环节中，教师佩戴MR眼镜进行示范操作，使用移动支架将智能平板放置在操作位旁边，智能平板通过教室投影机或液晶屏幕直播实训任务内容，学生观看大屏幕进行观摩学习。教师可借助MR实训辅助系统的录播功能有效开展一对多的实训教学，让学生全方位、无死角查看实训操作过程。
2.学生分组训练
学生实践环节，对班级学生进行分组，每组学生可佩戴MR眼镜或使用智能平板引导学生在实车上进行规范操作练习。实训任务中每一步的操作对象、工具、要领及注意事项将实时显示在MR眼镜或智能平板上，引导学生进行标准规范的实训操作及协同互动。当学生使用MR眼镜遇到问题时可以请教师远程协助，此时教师可通过智能平板与学生MR眼镜链接，进行远程指导。
3.过程监测评价
MR实训辅助系统可以从多个视角查看和记录实训过程监测和实时记录实训过程，为学生实训成绩的评定提供依据。同时，可使用系统附带的数据收集和大数据分析工具深入研究学生技能学习特点，以准确获取各个学生的学习效果，发现实训教学中的问题，并以此来改进实训教学的方式方法，从而更好地提高教学效果[3]。
五、结语
将MR技术应用在职业院校汽车专业实训教学中，提供一种直观形象、虚实结合以及高效的实训教学实施模式，可以有效解决传统汽车实训教学过程中存在的相关问题，大大提升了教学效果和学生实训学习效率。但MR技术大规模应用于汽车实训教学还存在以下有待解决的问题：（1）现阶段MR平台中部分硬件成本比较高，同时软硬件系统均处在快速升级改进过程中;（2）与MR等新兴技术相匹配的学习任务和教学方法还相对滞后;（3）教师和学生对MR技术的熟悉程度较低，需要逐步适应。为了切实提高职业院校汽车专业学生的培养质量，使越来越多的学生从MR技术中获益，MR技术在汽车专业实训教学中的应用值得进一步研究和推广。
参考文献：
[1]董玉美.浅谈虚拟现实技术在中职学校专业课教学中的应用[J].中国多媒体与网络教学学报（中旬刊），2019（10）.
[2]贾会星，朱烨.MR技术应用于汽车实训教学的思考[J].工业技术与职业教育，2020，18（3）.
[3]孔玺，孟祥增，徐振国，等.混合现实技术及其教育应用现状与展望[J].现代远距离教育，2019（3）.
◎编辑 郑晓燕
