基于 VR/AR 的机械设计基础教学认知机理与协同创新机制研究 ——面向新工科高职教育的自适应教学模式探索与实证

摘要

【目的】针对新工科背景下高职机械设计基础课程教学痛点（如抽象原理理解困难、实训风险高、评价主观性强），
探索基于 VR/AR 技术的自适应教学模式，以提升教学效能与学生综合能力。【方法】以兰州现代职业学院数控技术专业
学生为研究对象（N=120），构建“AR 透视 -VR 试错 - 虚实联动”三阶教学模式，开发动态剖切工具、虚拟实训系统及
多模态评价平台，采用混合研究方法（问卷调查、行动研究、实证分析）对比实验组（VR/AR 辅助教学）与对照组（传
统教学）的学习效果。【结果】实验组学生空间想象力提升（32.7%），操作错误率降低（41.2%），学习满意度达（89.5%）；
教师教学效率提升（28.6%）。多模态数据驱动的评价模型（涵盖空间思维、工程严谨性等维度）准确率达（87.3%）。【结
论】VR/AR 技术通过增强认知具身性、降低实训风险、优化过程评价，显著提升高职机械设计课程的教学效果，为教育
数字化转型提供了理论支持与实践范式。未来可扩展至多学科协作与 AI 驱动的自适应学习路径探索。