VR技術(shù)在汽車職業(yè)教育領(lǐng)域中的應(yīng)用探討

周定武+樂啟清

摘 要：現(xiàn)階段，高職汽車教育教學(xué)中存在教學(xué)成本較高、安全隱患較多、演示效果較差等許多問題，而這些問題嚴(yán)重制約了當(dāng)前汽車職業(yè)教育的良好發(fā)展。本文從分析VR技術(shù)的分類入手，進(jìn)一步對其在汽車職業(yè)教育過程中的具體應(yīng)用及其應(yīng)用成效展開了探討。

關(guān)鍵詞：VR技術(shù) 高職教育 汽車教學(xué)

當(dāng)今時(shí)代，汽車工業(yè)與汽車技術(shù)發(fā)展迅速，因此對汽車專業(yè)人才的選拔標(biāo)準(zhǔn)也越來越高。此時(shí)如果將移動VR技術(shù)應(yīng)用于汽車職業(yè)教育中，不但可以模擬實(shí)際環(huán)境中常見的維護(hù)保養(yǎng)項(xiàng)目，還可給學(xué)生提供反復(fù)練習(xí)機(jī)會，使教學(xué)、訓(xùn)練和考核環(huán)節(jié)變得可量化和標(biāo)準(zhǔn)化，有效解決傳統(tǒng)教學(xué)中存在的系列問題，因此，本文對VR技術(shù)的分類及其在汽車職業(yè)教育領(lǐng)域的具體應(yīng)用進(jìn)行了深入探討。

一、VR技術(shù)概述

1.VR技術(shù)基本概念

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又簡稱VR技術(shù)，VR技術(shù)興起于20世紀(jì)90年代，是一種以計(jì)算機(jī)技術(shù)為主的新型信息技術(shù)，通過綜合利用三維圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、仿真技術(shù)以及傳感技術(shù)等多種高新技術(shù)成果，通過計(jì)算機(jī)等設(shè)備展現(xiàn)一個(gè)較為逼真的集多種感官體驗(yàn)為一體的虛擬世界，使人置身于虛擬世界之中便如身臨其境。人們可以通過虛擬世界觀察周圍世界及物體內(nèi)在發(fā)生的變化，與其中的物體發(fā)生交互，實(shí)時(shí)感知真實(shí)世界的感覺，促使人與計(jì)算機(jī)可以真正的融為一體[1]。

2.VR技術(shù)的分類

VR系統(tǒng)可具體分為桌面式、沉浸式、增強(qiáng)及分布式四種[2]。

桌面式VR系統(tǒng)是在PC平臺下的小型桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，通過中低端圖形工作站和立體顯示器，進(jìn)而形成虛擬場景；沉浸式VR系統(tǒng)是通過頭盔顯示器及其它設(shè)備封閉VR用戶的所有感官，為用戶提供一個(gè)虛擬空間；增強(qiáng)式VR系統(tǒng)是指基于真實(shí)環(huán)境下將虛擬對象進(jìn)行疊加的系統(tǒng)，可以使用戶看到真實(shí)存在的世界，同時(shí)可以看到真實(shí)世界上疊加的的虛擬對象；分布式VR系統(tǒng)是指通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)將不同地方的多個(gè)用戶連結(jié)在一起，讓他們可以體驗(yàn)同一個(gè)虛擬世界[3]。

二、VR技術(shù)在汽車職業(yè)教育領(lǐng)域中的應(yīng)用

1.桌面式VR系統(tǒng)

桌面式VR系統(tǒng)是初級的VR技術(shù)，所以使用成本較低，結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用十分廣泛。在普通的PC平臺只要安裝軟件就可以使用，汽車3D結(jié)構(gòu)展示功能、模擬拆裝功能、安全故障檢修功能、日常維護(hù)功能，用戶可以通過鼠標(biāo)、鍵盤操控模擬工具與模擬場景進(jìn)行互動。

2.沉浸式VR系統(tǒng)

汽修專業(yè)學(xué)生可以利用VR技術(shù)學(xué)習(xí)實(shí)際的操作規(guī)范和創(chuàng)設(shè)真實(shí)的維修場景，并且沉浸該場景中進(jìn)行車輛故障檢測和診斷訓(xùn)練；學(xué)生在沉浸式VR技術(shù)訓(xùn)練其虛擬駕駛能力，可減少初學(xué)者內(nèi)心的緊張感和恐懼感，規(guī)范按駕駛操作，進(jìn)而提高學(xué)生駕照通過率。

3.增強(qiáng)式VR系統(tǒng)

汽修專業(yè)學(xué)生通過佩戴VR眼鏡，連接電腦給車輛故障診斷和維修方面提供一定的建議，從維修工角度觀察疊加彩色3D圖像發(fā)現(xiàn)維修部位、所需維修工具及維修流程，此系統(tǒng)可指導(dǎo)維修工車輛維修工作，增強(qiáng)式VR系統(tǒng)非常適用于汽車維修。

4.分布式VR系統(tǒng)

高職汽車教學(xué)中，分布式VR系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教育和技術(shù)指導(dǎo)，通過與慕課教育模式的有效結(jié)合，可以讓不同地方的學(xué)生接受到優(yōu)秀教師的優(yōu)質(zhì)課程教學(xué)，有效解決當(dāng)前教育中學(xué)習(xí)資源短缺和失衡的問題[3]。

三、VR技術(shù)在汽車職業(yè)教育領(lǐng)域的應(yīng)用效果

VR技術(shù)在汽車職業(yè)教育領(lǐng)域的應(yīng)用效果主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是提高課堂教學(xué)效果。可利用VR技術(shù)進(jìn)行場景創(chuàng)設(shè)，學(xué)生可在直觀的工作過程及結(jié)構(gòu)部件展示中了解發(fā)動機(jī)內(nèi)部運(yùn)行原理，通過虛擬場景中的模擬訓(xùn)練進(jìn)而通過考核。另外教師通過提供系列有關(guān)專業(yè)知識和技能的教學(xué)游戲，學(xué)生可通過交互設(shè)備與虛擬場景進(jìn)行交互，原本枯燥的訓(xùn)練開始有趣化，深化專業(yè)知識，提高學(xué)生的專業(yè)技能；二是促進(jìn)教學(xué)模式改革。通過采用VR技術(shù)進(jìn)行汽車實(shí)踐實(shí)訓(xùn)，營造學(xué)生自主學(xué)習(xí)的良好場景，避免真實(shí)環(huán)境中人為因素的干擾，突破傳統(tǒng)教育的局限，創(chuàng)新以學(xué)生為主的探討型教學(xué)模式和合作型教學(xué)模式。教學(xué)中可充分展示學(xué)生的主體地位，啟發(fā)式教學(xué)、引導(dǎo)式教學(xué)、發(fā)現(xiàn)式教學(xué)等多種模式可全面實(shí)施。由原本單一的師生交流轉(zhuǎn)為師生、人機(jī)、生生之間的多方面交流；三是結(jié)合實(shí)訓(xùn)條件和實(shí)訓(xùn)教材，采用適合的VR系統(tǒng)，建立汽車模擬仿真實(shí)訓(xùn)室，進(jìn)行虛擬仿真教學(xué)，可在建設(shè)經(jīng)費(fèi)不足、場地緊缺的問題上起到一定程度的緩解作用，擺脫設(shè)備落后的困境，消減汽車實(shí)訓(xùn)設(shè)備投入和縮減實(shí)訓(xùn)設(shè)備維護(hù)及維修成本，進(jìn)而改善實(shí)訓(xùn)教師缺乏的現(xiàn)狀，有效避免實(shí)訓(xùn)中出現(xiàn)設(shè)備損壞、人員受傷的風(fēng)險(xiǎn)，便于加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)過程的管理和控制，進(jìn)而有效提高汽車實(shí)訓(xùn)的整體效果及效率。[3]。

結(jié)語

高職汽車技術(shù)類專業(yè)崗位能力要求高，辦學(xué)成本高，設(shè)備損耗，消耗大，投入大。為有效解決目前大多數(shù)高職院校中普遍存在因車輛及配套設(shè)備價(jià)格較高、實(shí)訓(xùn)教學(xué)教師資源匱乏、實(shí)訓(xùn)過程耗材量較大、演示效果不佳、學(xué)生實(shí)訓(xùn)興趣下降、教學(xué)成本過高以及汽車實(shí)訓(xùn)中有的學(xué)生因發(fā)生錯(cuò)誤操作導(dǎo)致設(shè)備損壞和安全事故等隱患等問題，可將VR技術(shù)中有機(jī)融入到汽車職業(yè)教育教學(xué)中去，隨著移動VR技術(shù)的不斷發(fā)展和VR技術(shù)中桌面式VR系統(tǒng)、沉浸式VR系統(tǒng)、增強(qiáng)式VR系統(tǒng)、分布式VR系統(tǒng)在汽車職業(yè)教育領(lǐng)域中的具體應(yīng)用，可有效縮短職業(yè)教育與社會實(shí)際需求兩者間的差距，積極促進(jìn)著汽車職業(yè)教育的快速發(fā)展，提高汽車專業(yè)學(xué)生職業(yè)能力水平。

參考文獻(xiàn)

[1]張占龍；羅辭；何為.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述[J].計(jì)算機(jī)仿真，2005，22（3）：1-3.

[2]王晶琳；焦瑋.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社.2016.

[3]蔡偉明.VR技術(shù)在汽車職業(yè)教育領(lǐng)域中的應(yīng)用綜述[J]漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2017，19（1）：78-81.

作者簡介

周定武（1981.2-），男，講師， 碩士，工作單位：湖南汽車工程職業(yè)學(xué)院，研究方向：汽車運(yùn)用與維修技術(shù)。endprint