三維虛擬仿真技術(shù)在汽車維修教學(xué)中的應(yīng)用

馬俊超

摘要：通過三維虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)所營造的三維虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境為同學(xué)們帶來了更加優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，有效的改善了以往的教學(xué)形式。把三維虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用到汽車維修教學(xué)中，能夠使同學(xué)們在學(xué)校里就可以感受汽車維修的具體操作流程和一些新式的汽車技術(shù)。此篇文章首先闡述了虛擬仿真技術(shù)的內(nèi)涵，然后分析了汽車維修教學(xué)的現(xiàn)狀，最后著重分析了三維虛擬仿真技術(shù)在汽車維修教學(xué)過程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：三維虛擬仿真技術(shù)；汽車維修教學(xué)；應(yīng)用

引言：

當(dāng)今世界，科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)迫使傳統(tǒng)行業(yè)需要不停地進(jìn)行自我升級，三維虛擬仿真技術(shù)是當(dāng)前快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的新技術(shù)之一，其在工業(yè)、教育、娛樂等多個(gè)行業(yè)都有著十分廣泛的應(yīng)用。伴隨著汽車工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，其對汽車維修教育水平提出了更高的要求，采用新技術(shù)手段來滿足這個(gè)要求是我們需要深入思考的問題，而三維虛擬仿真技術(shù)與汽車維修教學(xué)的結(jié)合為提高傳統(tǒng)汽修教學(xué)的水平提供了很好的技術(shù)手段。

一、虛擬仿真技術(shù)的內(nèi)涵

虛擬仿真技術(shù)是當(dāng)前科技發(fā)展的熱門話題，在諸多方面有著廣泛的應(yīng)用，虛擬仿真技術(shù)是多種前沿技術(shù)交叉形成的新技術(shù)，主要包括仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)接口技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)的集合交叉。虛擬仿真技術(shù)的具體應(yīng)用主要包括環(huán)境模擬、狀態(tài)感知、人機(jī)交互和傳感設(shè)備等方面。環(huán)境模擬是由計(jì)算機(jī)生成的、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的三維立體逼真圖像。狀態(tài)感知是指理想的虛擬仿真技術(shù)應(yīng)該具有具體應(yīng)用所需要的感知能力，一般包括視覺感知、聽覺感知、觸覺感知、力覺感知、運(yùn)動(dòng)感知等。人機(jī)交互是指用戶根據(jù)計(jì)算機(jī)的模擬環(huán)境做出相應(yīng)的動(dòng)作，同時(shí)計(jì)算機(jī)對用戶的輸入做出實(shí)時(shí)響應(yīng)，形成交互互動(dòng)的過程。

二、汽車維修教學(xué)的現(xiàn)狀

三維虛擬仿真技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)，特別是在用戶體驗(yàn)和人機(jī)交互兩個(gè)方面有著很好的運(yùn)用，這就給了傳統(tǒng)的用實(shí)物汽車來進(jìn)行維修教育的方式巨大的沖擊，當(dāng)然，從技術(shù)的優(yōu)勢和前景的廣闊程度上來說，三維虛擬仿真技術(shù)是教育技術(shù)史上一個(gè)偉大的技術(shù)創(chuàng)新。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，實(shí)物汽車是主要的教學(xué)對象，課本為輔助材料，針對故障模式和汽車類型的不同，傳統(tǒng)的教學(xué)手段就是老師手把手對實(shí)物汽車進(jìn)行拆解或?qū)ζ嚨木植窟M(jìn)行拆裝來給學(xué)生現(xiàn)場授課，這樣的教學(xué)方式從汽車產(chǎn)生一直延續(xù)至今，在整個(gè)汽車歷史的變化中起著很重要的作用。

但是，汽車技術(shù)的更新?lián)Q代和教育技術(shù)的不斷創(chuàng)新，讓傳統(tǒng)的用實(shí)物汽車拆裝維修的教育形式暴露出許多弊端，具體表現(xiàn)如下：（1）汽車技術(shù)更新?lián)Q代的速度越來越快，新型的以混合動(dòng)力和其他動(dòng)力為核心的技術(shù)正在對傳統(tǒng)的以變速箱、發(fā)動(dòng)機(jī)為核心的技術(shù)造成巨大的沖擊，大背景下有關(guān)汽車維修的教育很難滿足汽車技術(shù)發(fā)展的需要。（2）以實(shí)物汽車作為教學(xué)對象的傳統(tǒng)的汽修教育方式，不能滿足國家對汽修專業(yè)人才的需求，也不能較好地適應(yīng)現(xiàn)代教育技術(shù)的更新發(fā)展。（3）從事汽車維修教育的教育者要先以提升自己的業(yè)務(wù)為出發(fā)點(diǎn)，彌補(bǔ)自身能力上的不足，破除思維的定勢，這樣才能讓新型的技術(shù)更好地運(yùn)用到具體的教學(xué)中，從而幫助新技術(shù)運(yùn)用推廣。

三、三維虛擬仿真技術(shù)在汽車維修教學(xué)中的應(yīng)用

（一）教學(xué)內(nèi)容及其特點(diǎn)需求分析

將三維虛擬仿真技術(shù)運(yùn)用在汽車的維修教學(xué)之中，主要是依靠三維虛擬仿真技術(shù)中有關(guān)汽車維修的教學(xué)體統(tǒng)來完成的，整個(gè)教學(xué)內(nèi)容主要由汽車的總體構(gòu)成、汽車的工作原理、各分系統(tǒng)的檢測、各零配件的拆裝、故障的診斷處理、儀表的維修運(yùn)用6個(gè)方面構(gòu)成。改進(jìn)教學(xué)模式能在一定程度上促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升，教育和汽車兩個(gè)方面新技術(shù)的不斷發(fā)展，促進(jìn)了汽車維修教學(xué)模式的不斷創(chuàng)新和改變。

就目前而言，汽車維修教學(xué)的特點(diǎn)主要表現(xiàn)如下：（1）汽車維修的專業(yè)性很強(qiáng)，這其中又細(xì)分為很多類別，這就要求從事汽修的人員不僅要具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，還要有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將這兩者進(jìn)行充分的融合，才能幫助從業(yè)人員熟練地掌握好基本的維修技能。（2）使用三維虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行汽車維修教學(xué)，能讓學(xué)生們更快的掌握汽車各部分的架構(gòu)，幫助其熟悉從汽車總體結(jié)構(gòu)到各個(gè)分系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)，以及各檢測設(shè)備的使用方法、汽車故障時(shí)的判斷方式以及如何采取有效的措施進(jìn)行處置等等，能為學(xué)生今后從事汽修工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）采用“虛實(shí)結(jié)合”的教學(xué)模式

利用三維虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行汽車維修教學(xué)關(guān)鍵就在于利用三維數(shù)字進(jìn)行建模，教師首先要對汽車整車進(jìn)行數(shù)字建模，其次對汽車的各零部件進(jìn)行數(shù)字建模，最后對汽車的工具、儀表燈輔助的維修手段進(jìn)行數(shù)字建模。學(xué)生通過三維虛擬仿真技術(shù)能對汽車的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行更為詳盡的了解。如汽車各零部件、整車、工具儀表輔助的維修手段等有關(guān)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包含外部尺寸、內(nèi)部結(jié)構(gòu)框架、內(nèi)部電路的走向和布局、各零部件的具體位置等數(shù)據(jù)資料，學(xué)生通過仿真技術(shù)能清晰明確的了解汽車的結(jié)構(gòu)。進(jìn)行實(shí)訓(xùn)課程時(shí)，可以通過三維虛擬仿真技術(shù)使學(xué)生對所學(xué)知識有一定的了解，然后進(jìn)入實(shí)訓(xùn)車間進(jìn)行拆裝學(xué)習(xí)，這樣既能減少零部件的損耗，還能有效的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

（三）教學(xué)的過程

進(jìn)行汽車維修虛擬教學(xué)工作時(shí)，教師首先要進(jìn)行教學(xué)的演示，利用三維虛擬仿真技術(shù)對汽車的各個(gè)部件進(jìn)行詳細(xì)的講解，其次，要引導(dǎo)學(xué)生對三維模型進(jìn)行探索，并要求學(xué)生在摸索汽車模型的同時(shí)要識記各個(gè)部位的名稱及其安裝順序，通過多次的嘗試進(jìn)行正確的組裝。之后將學(xué)生帶入實(shí)訓(xùn)的場地，教師首先進(jìn)行操作，將具體的操作步驟展示給學(xué)生，學(xué)生在旁觀看，在學(xué)生大致掌握操作的流程后，由學(xué)生進(jìn)行實(shí)物操作。整個(gè)過程以學(xué)生為主導(dǎo)，要注意學(xué)生的主體地位，教師僅作為引導(dǎo)者在旁進(jìn)行補(bǔ)充。

四、結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，我們的世界逐漸被發(fā)達(dá)的科技而被改變著，將三維虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于汽車維修教學(xué)中有利于改善汽車維修教學(xué)現(xiàn)狀，通過采用“虛實(shí)結(jié)合”的教學(xué)模式，有效的提升教學(xué)的效果，讓更多的同學(xué)可以更好的掌握汽車的維修能力，提升自己的專業(yè)技術(shù)水平，豐富自己的汽車維修知識，成為汽車維修界的優(yōu)秀人才。

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