虛擬仿真技術(shù)在汽車維修教學(xué)中的應(yīng)用研究

李海瓊

云南工程職業(yè)學(xué)院，云南　昆明　650300

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虛擬仿真技術(shù)在汽車維修教學(xué)中的應(yīng)用研究

李海瓊

云南工程職業(yè)學(xué)院，云南昆明650300

摘要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)隨之應(yīng)運(yùn)而生，運(yùn)用的范圍也越來越廣泛，且取得了較好的成效。汽車維修專業(yè)重視培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，學(xué)生不僅要掌握基礎(chǔ)知識，還要掌握較高水平的操作技能，而現(xiàn)有的教學(xué)方式難以滿足專業(yè)需求，因此技術(shù)類院校充分運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)來培養(yǎng)學(xué)生的汽車維修操作能力。本文闡述了汽車維修教學(xué)中仿真技術(shù)的作用，研究虛擬仿真技術(shù)在汽車維修教學(xué)中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù)；汽車維修；教學(xué)

一、虛擬仿真技術(shù)的意義

虛擬仿真技術(shù)是指通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行3D效果的模擬，從而形成非常逼真的場景，讓學(xué)生在虛擬的真實(shí)場景中能夠直觀的感受教學(xué)內(nèi)容和汽車相關(guān)特點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)還能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)造能力，提高汽車維修教學(xué)的質(zhì)量。虛擬仿真技術(shù)在虛擬環(huán)境中，讓學(xué)生更深刻的了解汽車結(jié)構(gòu)以及維修和檢測的全過程，學(xué)生能夠?qū)σ颜莆盏睦碚撝R印象加深。傳統(tǒng)汽車維修教學(xué)中，教師在課堂上進(jìn)行填鴨式的教學(xué)，向?qū)W生灌輸相關(guān)理論知識，或者通過現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行教學(xué)，難以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的教學(xué)。而虛擬仿真技術(shù)能夠幫助學(xué)生更好的理解理論知識，掌握操作技能，挖掘?qū)W生的創(chuàng)造性潛能。

二、虛擬仿真技術(shù)在汽車維修教學(xué)中的作用

(一)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和想象力

虛擬仿真技術(shù)在汽車維修中的應(yīng)用能夠培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，同時(shí)豐富學(xué)生的想象力。學(xué)生思維能力的發(fā)展經(jīng)歷直觀到抽象的過程，學(xué)生掌握越來越多理論知識，其腦中的表象記憶越來越多且越來越豐富，而學(xué)生形成較好的思維能力后，能夠?qū)⒛X中的表象進(jìn)行重組形成新的形象，學(xué)生的想象力就越來越生動。通過虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，學(xué)生能夠從虛擬實(shí)驗(yàn)中獲得結(jié)論、結(jié)果，并且進(jìn)行分析和整理，形成新的理論和結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，形成豐富的想象力。

(二)提高學(xué)生的認(rèn)知和理解能力

虛擬仿真技術(shù)在汽車維修教學(xué)中的應(yīng)用，能夠提高學(xué)生的認(rèn)知和理解能力，讓學(xué)生獲得更為深刻的表象和直觀的認(rèn)知，從而進(jìn)行知識和認(rèn)知的鞏固。學(xué)生在虛擬練習(xí)中，大腦獲得生動、直觀、形象的信息，記憶能力和理解能力得到提升。

(三)降低學(xué)生訓(xùn)練時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)

在日常汽車維修教學(xué)的操作中，不可避免的存在各類風(fēng)險(xiǎn)。但虛擬仿真技術(shù)采用虛擬顯示技術(shù)為學(xué)生提供實(shí)際操作的環(huán)境，在此環(huán)境中，學(xué)生可安全的完成實(shí)驗(yàn)，且能夠自行設(shè)計(jì)汽車故障，進(jìn)行檢測和試驗(yàn)。

(四)緩解教學(xué)資源緊缺問題

汽車維修教學(xué)中，汽車、零件等設(shè)備都隨著科技的發(fā)展、生產(chǎn)技術(shù)的更新不斷變化，而學(xué)校為了更好的適應(yīng)社會需求，需要定期更新儀器設(shè)備。但受到經(jīng)費(fèi)的限制，實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備更新較為緩慢，而虛擬仿真技術(shù)能夠有效的解決教學(xué)資源緊張的局面，通過計(jì)算機(jī)信息技術(shù)模擬出不同的虛擬環(huán)境。

三、虛擬仿真技術(shù)在汽車維修教學(xué)中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)發(fā)展迅速，并且成為全球生產(chǎn)和發(fā)展的新趨勢，計(jì)算機(jī)技術(shù)衍生出的虛擬仿真技術(shù)，在汽車維修教學(xué)中效果非常顯著。虛擬仿真技術(shù)能夠培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、激發(fā)學(xué)生的積極性，幫助學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)掌握汽車維修的理論知識和操作技能，同時(shí)還能夠節(jié)省大量的經(jīng)費(fèi)。虛擬仿真技術(shù)通過視覺、聽覺以及感官等功能，完成汽車維修教學(xué)中汽車構(gòu)造模擬、分拆組裝的模擬以及模擬的調(diào)整和教學(xué)的考核，而虛擬仿真技術(shù)在汽車維修教學(xué)中的具體應(yīng)用分為四個(gè)部分，分別是汽車三維模型的構(gòu)建、真實(shí)場景的模擬、模擬數(shù)據(jù)庫以及模擬程序的編寫。

(一)建立汽車的三維模型

虛擬仿真技術(shù)結(jié)合力學(xué)、運(yùn)動學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)以及物理學(xué)等領(lǐng)域的知識，完成對汽車三維模型的構(gòu)建，同時(shí)構(gòu)建模擬的汽車整體和零件。虛擬仿真技術(shù)以動態(tài)的形式對汽車各部件進(jìn)行組裝和分拆，利用軟件進(jìn)行三維模擬，從而完整、真實(shí)的展現(xiàn)汽車的構(gòu)建和組裝拆分的全過程。學(xué)校在汽車維修教學(xué)中。要根據(jù)教學(xué)目標(biāo)創(chuàng)造三維模擬造型，例如，以維修轎車等小型車為主時(shí)，要注重對小汽車的整車和零部件的三維模型模擬構(gòu)建；而以維修重型大車為主的專業(yè)，要側(cè)重于大型車整車和零部件的三維模型的構(gòu)建。

(二)構(gòu)建模擬場景

在構(gòu)建汽車整車和零部件的三維模型后，可通過3D技術(shù)實(shí)現(xiàn)對汽車維修的場景的模擬。場景的模擬主要包括整車的組裝和分拆以及零部件的維修和調(diào)整。教學(xué)中，教師要注重對汽車零部件的結(jié)構(gòu)與受力情況進(jìn)行講解和分析，分別從局部和整體著手，提高學(xué)生的觀察能力，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力以及實(shí)踐操作能力。虛擬仿真技術(shù)在實(shí)現(xiàn)模擬場景時(shí)，要注重學(xué)生與模擬系統(tǒng)之間的互動，虛擬仿真技術(shù)下的虛擬系統(tǒng)要能夠?qū)W(xué)生輸入的操作進(jìn)行有效性判斷。

(三)建立模擬數(shù)據(jù)庫

使用虛擬仿真技術(shù)時(shí)，要建立模擬數(shù)據(jù)庫來對三維模型和場景數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，主要數(shù)據(jù)包括汽車的型號、汽車的三維模型數(shù)據(jù)以及汽車維修的場景等。

(四)編寫模擬程序

在完成數(shù)據(jù)庫模擬構(gòu)建后，要編寫模擬程序，模擬程序是虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用中重要的組成部分。汽車維修教學(xué)中，模擬程序主要包括三個(gè)部分，數(shù)據(jù)庫資源板塊、硬件輸入與輸出板塊以及虛擬控制管理軟件板塊。虛擬仿真技術(shù)中模擬程序要滿足3D模擬、情境模擬、數(shù)據(jù)的管理與應(yīng)用以及教學(xué)考核的功能要求。

四、結(jié)束語

我國經(jīng)濟(jì)水平快速發(fā)展，汽車的擁有量飛速增長，且汽車的種類、型號等也越來越多。汽車維修要求也隨著提高，汽車維修教學(xué)有了更高的目標(biāo)?？茖W(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，學(xué)校要培養(yǎng)更多、更優(yōu)秀的汽車維修人才，滿足社會的需求。汽車維修教學(xué)中，實(shí)踐操作非常重要，對學(xué)校設(shè)備的要求非常高，此時(shí)虛擬仿真技術(shù)的出現(xiàn)不僅為學(xué)生提供了更多的實(shí)踐機(jī)會，還能夠?yàn)閷W(xué)校降低昂貴的教學(xué)成本。虛擬仿真技術(shù)在汽車維修教學(xué)中的應(yīng)用，還能夠促進(jìn)教學(xué)理念、教學(xué)方法的改革，從而提高教學(xué)的質(zhì)量和水平，將汽車維修教學(xué)與汽車發(fā)展相聯(lián)系，發(fā)揮教師與學(xué)生的潛能，為社會輸送高質(zhì)量的汽車維修人才。

[參考文獻(xiàn)]

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中圖分類號：TP391.9

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-0049-(2016)07-0222-01