基于MR技术的新能源汽车动力电机实训教学条件建设研究

刘颖 于星胜 曲成刚

摘要：作为未来汽车发展主要方向的新能源汽车，急需一人批专业人才投入到行业中助力新能源汽车平稳发展，因此各类职业院校需要对现有教学条件进行革新，为学生提供更为专业的教学内容。以MR技术为例，对新能源汽车动力电力的实训教学条件进行系统性研究，提供优化建设的对策，旨在为我国新能源汽车健康发展贡献力量，为更多一线教师提供具体实际应用价值的教学参考内容。

关键词：MR技术;新能源汽车动力电机;实训教学

中图分类号：G420 收稿日期：2022-01-27

DOI： 10.19999/j.cnki.1004-0226.2022.04.021

虽然我国现有的汽车教学模式可以满足汽车市场需求，但是新能源汽车发展速度过快，利用常规人才培养方案已无法满足市场对人才的需求，需要应用一种质量更高、教学水平更强的技术，让其和新能源汽车教学相互结合，为学生提供更高质量的教学内容。本文对MR技术展开详细分析，希望可以助力新能源汽车行业持续发展。

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MR技术简介

MR（Mixed Reality）技术，即混合现实技术，是VR（Virtual Reality）虚拟现实技术的革新式技术”[1]。MR技术在VR可以提供的虚拟场景基础上，和现实环境进行交互，从而让用户可以在虚拟与现实两个世界构成一个完整的交互反馈回路，极人提升用户使用MR技术真实感。可以强化虚拟对人的引导作用，也能让现实对虚拟世界产生更强的反馈，通过创造一个可视化的环境，让用户可以在物理层面上与虚拟对象进行共存、互动。

MR技术有以下几个特点：a.可以实现虚拟与现实的有机结合，在VR技术基础上得到进一步强化;b.MR技术性质为虚拟三维模式，和VR技术有较火的相似性;c.具有实时运行特点，极人提升和现实的交互作用。但是，MR技术实现需要有一个虚拟环境和现实世界在各个方面都可以达到交互的空间，并不是所有事物都为脱离现实的虚拟内容，这样会倾向于VR技术。如果仅仅是虚拟信息以叠加模式显示在现实世界中，有偏向AR（AugmentedReality），增强现实技术的明显倾向性[2]。

对于MR技术，关键在于虚拟世界可以和现实世界达到相互交互作用，并要保证两个世界信息可以及时获取，消除信息传输的停滞感，拓展虚拟技术的可行性。拥有这种交互能力的MR技术，对于一些需要进行实际操作的工作、学习具有重要应用意义。

2 实现新能源汽车动力电机实训教学有效路径

作为新能源汽车的核心部件，动力电机将会是未来各类职业院校重要的实训教学内容。动力电机实训教学涉及动力电池的基础维护保养，例如安全检查、器件拆卸和更换、电机安装等多个环节。可以通过实训教学，逐渐提升学生新能源汽车维修综合能力，为新能源汽车行业发展提供专业人才。如果应用传统教学模式，在实训中对照动力电机进行教学，不仅无法调动学生学习积极性，还会影响学生对于动力电机的理解效果。

普通汽车电机是许多零部件整合构成，而新能源汽车的动力电机却是一个封装部件，并不能直接对其拆解，造成许多学生在学习时一些细节内容无法顺利掌握，整个部件的运转难以直观感受，造成实际教学效果不佳[3]。

MR技术则可以提供动力电机的三维模型，可以利用虚拟影像方法，对于动力电机以及各个管理系统拆解为数个部件模型，根据应用教学需求，利用动面、视频等形式提供给学生学习。学生则利用基于MR技术的实训教学条件，从外到内对动力电机现在运行情况进行检查，对于一些部件拆卸和检测，完成各个组件更换和安装工序。借此提升学生在课堂上的学习兴趣，提高新能源汽车动力电机的实训教学效果。

3 基于MR技术的新能源汽车动力电机实训教学条件建设

3.1 贴近真实动力电机运行情况的理论教学

作为实训教学的第一步，职业院校务必要做好理论教学，用理论引导学生顺利进入学习新能源汽车动力电机的状态。

职业院校可以引进一批MR技术教学设备，对现有教学模式进行全方位改革，确保学生在使用MR技术后，可以在理论教学中直观感受到动力电机在实际运行时的状态。尤其是当前正处于新能源汽车开发的重要时期，许多一线生产企业会将汽车运行数据公开，教师需要对这些数据进行整理，和其他教师一同制作可以在MR技术中应用的理论教学课件，内容要包括用于解释的文字、辅助学习的图片，以及新能源汽车运行真实情况、以运行状态抽象出的动力电机动画。在学生佩戴MR设备后，就可以直接接触课件内容。

教师正常进行教学时，就需要将新能源汽车在运行时状态作为教学切入点，并对动力电机正常运行模式合理分析，对于各个部件如何咬合、联动详细拆解，让学生理解、学习动力电机的正常拆卸步骤[4]。如果动力电机运行出现问题，也需要利用动面解释具体哪個环节出现问题，该如何处理。这种由实际情况中抽象出的虚拟教学模式，可以打破传统教学平面式教学的局限性。

通过三维立体模式，让学生从多方位细致观察动力电机，并不存在视角限制、描述模糊的问题，可以引导学生在理论学习中吸收知识，为之后的实训教学做好准备。

这种MR技术教学课件更新较为简单，对于当前新能源汽车行业快速发展，动力电机运行情况逐渐复杂具有重要意义。教师不再需要花费更多时间处理课件，可以根据需求，将一些理论知识插入课件中，及时剔除不合适的内容，可以为学生提供更为专业的动力电机理论教学，引导学生专业能力稳步提高。

3.2 定向提升学生专业素质的实训教学

因为MR技术是将虚拟世界和现实世界进行整合，完成现实和虚拟的交互，所以在新能源汽车动力电机实训教学中，可以发挥MR技术在教学领域中的最人优势。在正式进入实训教学前，需要利用动力电机故障案例，合理引出本节实训课的教学任务[5]，例如动力电机拆卸实操。

同时，让学生根据之前的理论学习，对于拆卸流程进行描述，让全体学生熟悉电机拆卸工作，由教师负责总结实训的注意事项。

在进行总结时，教师可以利用不规范应用辅助设备，造成安全事故的教学视频，提醒学生在进入实际操作过程中，务必要以设备使用步骤为准，禁止出现违规操作。这种违规操作危害的教学方式，可以让学生在学习时就对安全生产产生足够重视，未来进入工作岗位后，可以将这种意识转化为白身行为，发挥实训教学的真正教学价值。

3.3 引导学生进一步成长的教学评价

若要让新能源汽车动力电机实训教学发挥最人效果，在教学评价中也需要建立合适的教学条件，可以引导学生不断地成长。通过学生在实训教学中的表现，设置优良中差四个等级。

对于优等级学生，要利用MR技术让其对新能源汽车进一步了解，并不局限于动力电机，要让优等级学生成为全能型人才，为社会输送高质量的新能源汽车维修、养护专业人才;良等级学生则要以强化现有学习效果，提升对动力电机理论知识研究能力，提高对动力电机的拆解、处理的动手能力，确保职业院校的毕业生整体素质处于中上水平;如果是中等级学生，则要和学生一同分析实训出现的问题，总结一些常规操作，并将这些内容整理为可以随时阅读的小册子，让学生在之后的MR技术实训中，不断温习动力电机故障问题，提升学生个人能力;对于差等级学生，则要在应用MR技术进行理论学习时多加关注，务必要让学生在理论、实训中快速成长，达到良、中等级[6]。

同时，教师也需要住实训教学中，利用MR平台收集全体学生的操作行为，配合计算机技术，对学生群体进行数据分析，明确学生在动力电机操作中的特点，为学生提供个性化学习模式，逐渐引导学生在动力电机专业能力方面的不断成长。

4 提升MR技术和新能源汽车动力电机实训教学结合的有效策略

4.1 定期更新实训教学系统

虽然MR技术相较于传统教学模式，在教学便利性有较大提升。但是，MR技术对标的是新能源汽车，动力电机实训教学仅仅是其中一项内容，实训教学系统需要包括更多内容，才能充分满足学生的学习需求。新能源汽车发展迅速，未来有关动力电机的教学内容一定会不断增加，现有教学系统需要保证在内容上得到有效更新，才能为学生提供具有参考价值的实训教学。所以，职业院校需要对实训教学系统做好更新工作，务必要让一些和动力电机维修、保养相关的内容加入教学系统中，从而提升学生的综合能力。

可以和多所职业院校进行合作，对于MR技术的实训教学系统内容合理评价，由各个院校的学科带头人负责，对于实训教学做好整合，吸收多所院校的教学内容，整理出包含更多内容的教学模板，让多所院校的实训教学系统可以顺利更新[7]。

也可以和新能源汽车企业进行合作，吸收企业培训员工的教学模板，提升实训教学内容丰富度。可以将一年作为更新的频率，不断优化MR实训水平，促进MR技术和实训教学的相互融合。

4.2 提升教师整体MR技术应用水平

虽然MR技术和汽车维修一类实践教学学科具有较强的契合性，但是人多数职业院校教师水平相对一般，MR技术应用并不熟练，导致以MR技术为基础的动力电机实训教学效果相对一般。对此，职业院校需要组织所有实训教师进行专业指导培训。从MR技术的基础原理为准，对于MR技术如何使用进行系统性分析，让实训教师提高MR技术应用效果。

这项工作可以交给学科带头人，通过其备课、学习，形成具有应用价值的授课模式，提升职业院校MR技术应用的效果。

也可以邀请MR技术行业专家，以专业视角分析如何與实训教学相互结合，并要在教学时及时解答教师的疑惑，避免影响学习的效果。

同时，职业院校可以每个月组织一次集中探讨，对于MR技术近期在实训教学的疑问、体验进行分享，不断总结应用MR技术经验，进而实现提高MR技术应用效果。有条件的职业院校可以组织校内教师MR技术应用实训教学比赛，由学生作为裁判员，对于教师的实训教学效果、质量进行合理评价，将排名第一的实训教师的实训课件做进一步优化，增加新内容，并将其提供给全校实训教师，让教师可以使用全校总结的“精华”实训课件，为学生提供更高水平的实训教学。

5 结语

虽然本文内容具有一定的实操性，但是在具体应用时不建议将本文作为模板直接套用，而应根据新能源汽车具体教学需求，对一些内容合理调整，让本文的教学理念可以和教学需求真正构成一个整体，为培养优质新能源汽车人才铺垫道路。

参考文献：

[1]周蓉，杨晔，郭海军.高职新能源汽车检测与维修技术专业实训室建设研究[J]科技视界，2021（24）：114-115.

[2]黄美婷.新能源汽车技术专业实训课程管理研究——以“质安课程”为例[J].内燃机与配件，2021（11）：252-253.

[3]吴磊.基于职业大赛视角的新能源汽车技术专业实训室建设研究[J].内燃机与配件，2021（11）：254-255.

[4]张茉贵，李智强基于VR技术的新能源汽车教学应用与研究[J]机电技术，2021（1）：101-104.

[5]张德生，赵青青，王春风，等.基于SPSS的“新能源汽车技术”教学改革效果分析[J].黑龙江工程学院学报，2021，35（1）：68-72.

[6]龙光关于新能源汽车技术课程教学改革的探讨[J].时代汽车，2021（21）：38-39.

[7]何露露.新能源汽车专业实训基地建设与实践教学研究[J].辽宁高职学报，2021，23（11）：72-75.

作者简介：

刘颖，女，1974年生，副教授，研究方向为汽车类专业教育教学、汽车

类专业建设和实践条件建设。

项目基金：教育部行业职业教育教学指导委员会“科创融教”职业教育改革创新课题“MR（混合现实）技术在新能源汽车动力电机实训教学中的应用研究”（HBKC2 17042）;哈尔滨职业技术学院横向科研课题“混合现实（MR）技术在新能源汽车动力电机实训教学条件建设中的应用研究”;哈尔滨职业技术学院校内预研究课题“汽车类专业教学工场智能化管理的研究与实践”（HZY2021ZY006）