虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在汽車檢測(cè)與維修專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用思考

廖仲伍

【摘要】汽車故障教學(xué)是實(shí)踐性極強(qiáng)的科目，也是汽修專業(yè)的核心課程。因此，需要教師將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融入汽車故障教學(xué)中，促使學(xué)生能在細(xì)化的環(huán)境中深刻了解汽車的基本構(gòu)造和檢修方法，為學(xué)生拓展系統(tǒng)的汽車原理儲(chǔ)備。文章就虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的內(nèi)涵及重要性進(jìn)行探索，并基于汽修專業(yè)的特點(diǎn)提出應(yīng)用拓展。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)；汽車故障；應(yīng)用

一、引言

科學(xué)技術(shù)的不斷完善為實(shí)踐教學(xué)提供了諸多技術(shù)支持，也為核心教學(xué)帶來了不同層次的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。因此，需要將VR技術(shù)融入至實(shí)質(zhì)教學(xué)中，并對(duì)其進(jìn)行深層探索，進(jìn)而提高汽修專業(yè)學(xué)生的操作水平。同時(shí)，需要在教學(xué)中引入不同的實(shí)際技術(shù)，對(duì)于學(xué)生應(yīng)用能力的提高具有積極意義。

二、VR技術(shù)的內(nèi)涵及應(yīng)用價(jià)值

（一）核心內(nèi)涵

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality），又稱VR技術(shù)，核心內(nèi)涵是基于對(duì)仿真技術(shù)的靈活運(yùn)用，將人們帶入至三維模式的視覺交錯(cuò)空間。VR技術(shù)的運(yùn)用中，主要實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)實(shí)與虛擬的有效結(jié)合，促使使用者能夠進(jìn)行情景融入，進(jìn)而幫助使用者構(gòu)建身臨其境的感知空間。同時(shí)，VR技術(shù)是人機(jī)交錯(cuò)技術(shù)、傳感技術(shù)的技術(shù)拓展，并在此過程中融入了智能化的機(jī)圖空間的基本功能。

（二）應(yīng)用價(jià)值

現(xiàn)階段VR技術(shù)已經(jīng)相對(duì)較為成熟，特別是已經(jīng)熟練地應(yīng)用于軍事、航空、醫(yī)療、游戲等不同的領(lǐng)域之中。其通過感知交錯(cuò)的功能促使使用者能夠在應(yīng)用拓展中實(shí)現(xiàn)仿真的價(jià)值。同時(shí)，VR技術(shù)能夠幫助汽車故障教學(xué)中進(jìn)行設(shè)備細(xì)化，并在過程中以三維的形式將汽車的元件、故障成因和整改方法進(jìn)行系統(tǒng)展示，幫助學(xué)生能夠融入實(shí)際情景之中。另外，VR技術(shù)的有效探索能夠幫助學(xué)生切身感受情景的轉(zhuǎn)換，進(jìn)而將生動(dòng)的形象展現(xiàn)于實(shí)際操作過程當(dāng)中，也促使學(xué)生能夠細(xì)化對(duì)汽車?yán)碚摰睦斫?，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

三、汽車故障教學(xué)中使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（一）可視化作用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的有效拓展能夠幫助學(xué)生在可視化的基礎(chǔ)中直觀地了解各元件以及各項(xiàng)工作部件的核心工作原理，進(jìn)而促使學(xué)生能夠在汽車故障的處理中細(xì)化整改步驟，提高學(xué)生理論與實(shí)際的應(yīng)用水平，幫助學(xué)生有效規(guī)劃故障的成因。

（二）系統(tǒng)化作用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的有效拓展能夠促使學(xué)生細(xì)化了解元件功能，特別是有利于細(xì)化實(shí)際操作中對(duì)無(wú)法觸摸的部件故障問題的實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生細(xì)化故障問題的模擬，有利于學(xué)生有效應(yīng)對(duì)各方面的汽車故障問題，進(jìn)而提高學(xué)生的汽車?yán)碚摶A(chǔ)能力。

（三）聯(lián)動(dòng)性作用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的有效拓展有利于學(xué)生充分整合不同學(xué)科的內(nèi)容，并在解決過程中細(xì)化基礎(chǔ)聯(lián)動(dòng)的作用，進(jìn)而提高學(xué)生在學(xué)習(xí)中充分聯(lián)動(dòng)其他學(xué)科的基礎(chǔ)理論，并不斷提高學(xué)生課程學(xué)習(xí)的興趣。

（四）經(jīng)濟(jì)性作用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的有效拓展有利于節(jié)約課程的開支，并在過程中優(yōu)化了元件購(gòu)買的成本支出，并充分將成本運(yùn)用至VR教學(xué)當(dāng)中，幫助學(xué)生細(xì)化個(gè)人的核心感知。

（五）安全性作用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的有效拓展有效避免了實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所的安全隱患問題，幫助學(xué)生能夠基于實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行細(xì)化模擬，且VR教學(xué)的操作能力的安全風(fēng)險(xiǎn)極小，為學(xué)生的生命安全提供了技術(shù)保障。

四、汽車故障教學(xué)中存在的問題

（一）教學(xué)模式落后

由于傳統(tǒng)教學(xué)模式對(duì)汽車故障教學(xué)是基于實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所開展的教學(xué)拓展，因此在教學(xué)過程中教師需要基于故障理論選取不同的故障案例，并對(duì)實(shí)際發(fā)生的汽車故障問題進(jìn)行分析。這種教學(xué)模式不切合多元化的汽車故障問題，同時(shí)汽車故障問題具有諸多隨機(jī)特性，即不同的汽車故障問題均有不同的故障成因。因此，學(xué)生不能從實(shí)際性的汽車故障進(jìn)行理論細(xì)化，特別是學(xué)生在應(yīng)對(duì)實(shí)際汽車故障問題的整改操作中，不知道該選用哪種運(yùn)用方法，也是汽車故障教學(xué)的一大難題。

（二）教學(xué)內(nèi)容不切實(shí)

由于傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容是基于教師的系統(tǒng)宣講，在教學(xué)中多體現(xiàn)于小組的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，因此極其容易造成學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的不理解，進(jìn)而導(dǎo)致諸多安全隱患。同時(shí)，教師所拓展的教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際汽車故障問題不切合，進(jìn)而導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的實(shí)踐內(nèi)容達(dá)不到系統(tǒng)結(jié)合，進(jìn)而促使教學(xué)質(zhì)量得不到核心提高。

（三）實(shí)訓(xùn)教學(xué)不靈活

由于傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)不靈活，特別是在實(shí)際操作過程中所造成的實(shí)驗(yàn)成本過高，進(jìn)而導(dǎo)致汽車故障教學(xué)趨于笨重化。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)場(chǎng)所多受制于固定場(chǎng)所的影響，特別是會(huì)受制于繁瑣的教學(xué)設(shè)備的影響，進(jìn)而促使汽車故障的教學(xué)內(nèi)容趨于繁瑣化。同時(shí)，汽車故障教學(xué)中的能耗性較大，特別是不規(guī)范的操作而導(dǎo)致的設(shè)備損耗現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課程缺乏實(shí)踐意義，不利于學(xué)生核心素質(zhì)的提升。

五、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在汽車故障教學(xué)中的應(yīng)用拓展

（一）優(yōu)化教學(xué)整合

教師需要不斷將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，特別是需要發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在汽車元件呈現(xiàn)、汽車故障探索的過程中的作用，促使學(xué)生能夠在利用CAD技術(shù)中實(shí)現(xiàn)三維的理論整合。同時(shí)，教師需要著重拓展實(shí)際性的汽車故障問題的應(yīng)用方法，幫助學(xué)生在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中有效進(jìn)行知識(shí)細(xì)化，并提高學(xué)生對(duì)發(fā)動(dòng)結(jié)構(gòu)的回路認(rèn)知。

因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)故障問題的教學(xué)中，教師需要在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中模擬發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理，要求學(xué)生能夠通過視覺的拓展有效提高對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火工作的系統(tǒng)認(rèn)知。同時(shí)，教師需要在過程中引入fluent軟件的功能，幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理的過程中了解氣體的分布情況，進(jìn)而提高學(xué)生的核心素質(zhì)。最后，教師需要對(duì)不同發(fā)動(dòng)機(jī)故障問題的表現(xiàn)聲音進(jìn)行系統(tǒng)展示，要求學(xué)生能夠識(shí)別故障聲音，輔助學(xué)生確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)的故障種類，不僅有利于教學(xué)效率的提高，還有利于學(xué)生充分帶入教學(xué)情境中進(jìn)行學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)整合。

（二）優(yōu)化實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

教師需要在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)中優(yōu)化實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，特別是需要確認(rèn)學(xué)生在理解故障問題時(shí)達(dá)到“一人一機(jī)”的模式，進(jìn)而保證學(xué)生能夠緊隨自身的理解進(jìn)行故障認(rèn)知，不僅突破了傳統(tǒng)教學(xué)模式中“一對(duì)多”的問題，促使學(xué)生能夠有效應(yīng)對(duì)實(shí)際性的故障問題，而且通過系統(tǒng)的整改觀摩，促使學(xué)生能夠在過程中構(gòu)建全面的故障題庫(kù)，進(jìn)而有效避免了故障內(nèi)容與教學(xué)內(nèi)容不切合的情況發(fā)生。同時(shí)，教師需要引導(dǎo)學(xué)生在周期過程中精細(xì)地了解故障成因，并在過程中基礎(chǔ)建模，幫助學(xué)生在以自我為核心的基礎(chǔ)中優(yōu)化故障問題的解決，進(jìn)而達(dá)到實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的優(yōu)化意義。因此，教師需要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行系統(tǒng)拓展。

1.拆裝模擬。教師要求學(xué)生在拆裝模擬實(shí)驗(yàn)中自主完成模擬實(shí)驗(yàn)，并細(xì)化學(xué)生對(duì)于整改工具的選擇，促使學(xué)生在過程中理解故障設(shè)備的拆卸操作和組裝操作。同時(shí)，教師需要在實(shí)訓(xùn)中系統(tǒng)講解拆裝的操作，并對(duì)具有相關(guān)內(nèi)容的設(shè)備問題進(jìn)行講述，幫助學(xué)生正確進(jìn)行拆裝操作。

2.理論模擬。教師需要在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中進(jìn)行理論模擬實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生能夠在汽車?yán)碚摰睦斫膺^程中理解故障問題對(duì)汽車動(dòng)力功能及穩(wěn)定功能的負(fù)面影響，進(jìn)而促使學(xué)生能夠在直觀的學(xué)習(xí)中帶入問題，并在過程中充分理解汽車功能性與汽車故障問題的聯(lián)系，使學(xué)生的操作技巧得到本質(zhì)提高。

3.設(shè)備模擬。教師需要在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中對(duì)使用的設(shè)備進(jìn)行模擬，包括對(duì)實(shí)際操作過程中所使用的壓力表、示波器進(jìn)行拓展，促使學(xué)生能夠在實(shí)訓(xùn)過程中精細(xì)運(yùn)用故障問題的核心設(shè)備，為操作提供技術(shù)支持。

4.操作模擬。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的探索中，教師要求學(xué)生能夠在VR模擬中實(shí)現(xiàn)故障問題的初步整改，并通過軟件判斷，促使學(xué)生能夠認(rèn)知整改操作的正確性。同時(shí)，教師需要提示學(xué)生在整改操作中存在的問題，促使學(xué)生能夠有效應(yīng)對(duì)常見的100種汽車故障種類。另外，教師需要將VR模擬空間設(shè)立在實(shí)際車間，促使學(xué)生能夠在車間進(jìn)行模擬操作，如可以通過切身體驗(yàn)汽車底盤進(jìn)行故障檢測(cè)，優(yōu)化了學(xué)生在實(shí)際操作過程中的情景融入，達(dá)到了整改操作的核心目的，也提高了教學(xué)質(zhì)量。

（三）拓展實(shí)驗(yàn)操作

教師應(yīng)基于汽車實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行拓展，并在過程中制定不同的基礎(chǔ)參數(shù)與故障問題整合分析，促使學(xué)生能夠通過簡(jiǎn)易的操作對(duì)汽車的故障問題進(jìn)行調(diào)整，幫助學(xué)生在立體感知中深化參數(shù)的意義，進(jìn)而提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造能力，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于故障問題的自主探索能力。

（四）完善設(shè)備技術(shù)

教師需要不斷對(duì)設(shè)備的使用技術(shù)進(jìn)行拓展，特別是需要及時(shí)引入不同的先進(jìn)的科學(xué)設(shè)備于實(shí)際教學(xué)當(dāng)中，進(jìn)而促使整改技術(shù)能夠全面切合于汽車故障問題的核心要求。同時(shí)，教師需要拓展基于不同故障問題的應(yīng)用方法，促使學(xué)生能夠結(jié)合先進(jìn)技術(shù)對(duì)汽車整體外觀、運(yùn)行、排煙、能耗、滲漏、溫度問題進(jìn)行系統(tǒng)判斷。例如教師可以將AR技術(shù)與VR技術(shù)進(jìn)行巧妙結(jié)合，提高學(xué)生在故障處理中的分析能力，進(jìn)而促使教學(xué)效益能夠得到有效提高。

六、結(jié)束語(yǔ)

教師在汽車故障教學(xué)中不斷細(xì)化對(duì)于多元化的信息技術(shù)進(jìn)行拓展，并在過程提高學(xué)生的實(shí)踐能力，進(jìn)而有效培養(yǎng)學(xué)生對(duì)汽修專業(yè)課程的學(xué)習(xí)積極性。同時(shí)，拓展虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)于實(shí)際操作中的應(yīng)用能力，促使理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)在基礎(chǔ)整合的基礎(chǔ)中實(shí)現(xiàn)信息聯(lián)動(dòng)，對(duì)實(shí)際教學(xué)內(nèi)涵的拓展有應(yīng)用價(jià)值。

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