戴上专门的眼镜，在虚拟世界中，拿出扳手，就能在新能源汽车发动机上操作。同时，零部件的各种指标参数以及相关的操作手册，都会同步显示在眼前。“就好像钢铁侠在头盔里看到的一样。”最近，在上海教育博览会上，上海南湖职业技术学院“5G XR”仿真实训作为高职院校中唯一展出的应用场景，吸引了不少人的注意。
而在上海南湖职业技术学院智能汽车服务系的实训课堂中，同学们使用着“5G XR”设备，惊呼“太炫酷了！以前看不见的内部构造，现在清晰可见。”“即使远在外地的学生，也能通过系统逼真地远程实操。”
“5G XR”的实训课堂到底长什么样？为何要用这一技术培训？今天，我们走进上海南湖职业技术学院去看一看。
【维修人才培训难度大】
智能（网联）新能源汽车行业迅猛发展，但与之配套的维修人才却存在着较大缺口。关键原因之一，便是培训难度大。高投入、高难度、高风险、难实施、难观摩、难再现，是职业教育教学中一直存在的“三高三难”问题。特别是在汽车专业的教学和实训中，这些问题更加突出。
新能源汽车或智能网联汽车往往由复杂的结构组成，拥有众多的电子器件。“学生学习其结构组成时，常常感到无从下手，难以掌握零部件之间的配合关系、某个功能的信号传递路线。”上海南湖职业技术学院智能汽车服务系主任朱列告诉记者，比如在不同的行驶速度下电池组的电能如何转化成动能传递并驱动车轮等。而且，新能源汽车驱动主要靠高压电，操作使用的工具都是绝缘的，上岗操作需要年满18周岁，并持有上岗证，但在校学生接触到相关专业课程时还往往没满18周岁，这使得学生在实操环节的训练大大受限。
传统的教学工作台架。
在教学中，如何将新能源汽车或智能网联汽车内部结构，以及结构之间的交互展现在学生面前是一大难点。朱列主任告诉记者，以往把汽车发动机、电机、电池等零部件拆下来，做成台架，一人操作，旁边有5-6个学生围观。“人数不能过多，不然后排的人就看不清楚内部构造了。”即使如此，拆解下来的汽车零部件，破坏了结构原有的正常运作条件，同学们大多只能看到零部件，但无法看到它们实际运转时对整体的影响。“也就是说，学习的知识有点‘割裂’。”朱列主任说道。基于前两方面的问题，导致在教学和实训中，仅仅只是用语言文字描述、照片或者视频动画示意，简单拆解，无法让学生很好地掌握相关的知识和技能。“而且如果有同学不能到校上课，就不能参加实训了。”
面对这些实训的瓶颈问题，上海南湖职业技术学院通过数字化赋能职业教育，在“5G XR”实训课堂中里，让学生们在云上和虚拟空间中操作，用全息影像来讲课，无缝连接虚拟与现实。
【“5G XR”课堂长啥样】
什么是“5G XR”？所谓XR技术是基于SR（虚拟仿真）、VR（虚拟现实）、AR（增强现实）、MR（混合现实）等多种技术的扩展现实，是真实与虚拟的结合。5G又具有高速率、低时延、广连接等特性，在理想状态下可以大幅减少端到端的网络时延。在“5G XR”设备打造的虚拟场景中，学生如同“身临其境”，通过反复练习实现熟练操作，以此有效降低实训成本，减少实训风险，同时获得更真实的体验和更好的理解，还能让师生更加自然地互动。
在上海南湖职业技术学院，5G XR新能源汽车教学实训教学内容分为三个模块：虚拟课件、实训视频、虚实交互实训。在这种教学环境下，只需要配备相应的车辆计算机建模，根据学生数量配多副XR扩展现实眼镜，学生用个人账号和密码进行登录，便可参加智能（网联）新能源汽车的高压防护、构造拆装与检修、驱动电机等模块的训练和考核。比如，在理论教学过程中，通过学生佩戴的XR眼镜将汽车内部的结构展现在学员面前，帮助学生清晰地认知某个零部件位于什么位置、它们的组成与结合方式等。在实训环境中，系统还可将相关工作流程直接附加到具体参与工作的零部件上，“可视化”地展现新能源汽车动力电池的信号、能量和物质传递过程。
与普通在电脑端的仿真实训相比，“5G XR”通过“全息”虚拟影像一步步指引操作，更逼真。比如，学生在维修过程中，需要在特定位置安装零件，那么系统中会自动跳出零件影像，并且附加安装所需工具、操作方法等信息。“此外，还可以实现多人交互，学员可以与教师、其他学员建立起通信机制，对方能看到学员头盔所拍摄的画面，方便即时地交流，对具体问题进行指导。”朱列主任说，学员与教师可在不同场所下共同观看一个影像，并与之互动，突破了空间限制，实现远程实操教学。
此外，通过这种技术来辅助教学，学生的学习时长、频次、某项操作中的掌握情况等都会被详细记录，生成个性化数据，方便教师对学生进行能力分析。学生自己也能够登录系统，查看自己错误的地方，学习正确的处置方法，了解原因。
上海南湖职业技术学院院长朱建柳表示，得益于学院的顶层设计，“5G XR”技术已经在上海南湖职业技术学院四个专业群中广泛运用——智能（网联）新能源汽车技术、健康护理专业群、数字媒体专业群、智慧商旅专业群，未来还将运用到更多适合的专业中。
栏目主编：徐瑞哲 题图来源：南湖职院
来源：作者：李蕾
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