虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在“汽車底盤構(gòu)造與檢修”課程教學(xué)的應(yīng)用

周海濤

摘 要：“汽車底盤構(gòu)造與檢修”這門課程，在傳統(tǒng)的理論和實(shí)訓(xùn)教學(xué)中存在空間感不強(qiáng)、交互性不強(qiáng)、實(shí)訓(xùn)設(shè)備價(jià)格昂貴等問題，學(xué)生的學(xué)習(xí)的積極性比較差，學(xué)習(xí)的效果也不是很理想，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)一種基于計(jì)算機(jī)的技術(shù)，通過對(duì)現(xiàn)實(shí)環(huán)境的模擬在計(jì)算機(jī)中構(gòu)建出一種和現(xiàn)實(shí)環(huán)境相似的場景，用戶通過和計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互，產(chǎn)生一種如同在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中一樣的感覺，那么虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在“汽車底盤構(gòu)造與檢修”課程理論和實(shí)訓(xùn)教學(xué)的應(yīng)用可以很好的解決這些問題。

關(guān)鍵詞：汽車底盤構(gòu)造與檢修;虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);理論;實(shí)訓(xùn)

“汽車底盤構(gòu)造與檢修”這門課程，課程內(nèi)容主要包括了汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)造組成與檢測維修修、汽車行駛系的構(gòu)造組成與檢測維修、汽車轉(zhuǎn)向系的構(gòu)造組成與檢測維修、汽車制動(dòng)系的構(gòu)造組成與檢測維修等主要內(nèi)容。這門課程是汽車運(yùn)用與維修專業(yè)為汽車維修服務(wù)中，汽車機(jī)修工這個(gè)工作崗位而設(shè)定的專業(yè)核心課程。通過這門課程的內(nèi)容研習(xí)，使學(xué)生掌握分析汽車底盤各部件總成、零部件的結(jié)構(gòu)、工作原理及它們之間的相互聯(lián)系。在這門課程在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生的空間思維能力、原理的理解能力、學(xué)生實(shí)操能力都要求比較高。但是由于我們高職院校的學(xué)生學(xué)習(xí)理解能力都較差，對(duì)這些學(xué)習(xí)理解比較困難，因此學(xué)習(xí)在學(xué)習(xí)過程的興趣不大，上課注意力不容易集中，容易開小差。同時(shí)由于學(xué)校的實(shí)訓(xùn)設(shè)備都比較陳舊，而且由于經(jīng)費(fèi)原因數(shù)量也比較有限，也很難滿足學(xué)生的實(shí)訓(xùn)要求。因而要提高這門課程的教學(xué)質(zhì)量以及學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，在課程中采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是很有必要性的。這幾年虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在各方面都有用到，特別最近今年在在一些學(xué)校教學(xué)中也有一定的應(yīng)用，比如航天設(shè)備的檢修教學(xué)，都廣泛的采用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，這方面的技術(shù)也相對(duì)比較成熟。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種基于計(jì)算機(jī)的技術(shù)，通過對(duì)現(xiàn)實(shí)環(huán)境的模擬在計(jì)算機(jī)中構(gòu)建出一種和現(xiàn)實(shí)環(huán)境相似的場景，用戶通過和計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互，產(chǎn)生一種如同在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中一樣的感覺，可以在虛擬環(huán)境中感受到現(xiàn)實(shí)情景所具有的特性，如視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等。虛擬現(xiàn)實(shí)具有以下三個(gè)基本特征，沉浸性（IMMERSION）、交互性（INTERACTION）、構(gòu)想性（IMAGINATION），即“3I”特征。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在學(xué)生學(xué)習(xí)中，給同學(xué)們展現(xiàn)出一個(gè)生動(dòng)、接近現(xiàn)實(shí)的學(xué)習(xí)情景，讓同學(xué)們親身去經(jīng)歷、感受實(shí)際的學(xué)習(xí)環(huán)境，主動(dòng)地參與交互整個(gè)學(xué)習(xí)過程中。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)提供無限的虛擬體驗(yàn)，因而可以加快學(xué)生牢固的掌握知識(shí)的過程。自己去經(jīng)歷、自己去感受比理論文字的講解更能理解，主動(dòng)地去參與其中與被動(dòng)的學(xué)習(xí)，有根本的差別，因而這門技術(shù)在教學(xué)中有著很大的應(yīng)用前景，比如虛擬學(xué)習(xí)歷史課程、虛擬專業(yè)實(shí)訓(xùn)課程、虛擬一些抽象原理學(xué)習(xí)、虛擬航天培訓(xùn)、虛擬駕駛訓(xùn)練等。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在“汽車底盤構(gòu)造與檢修”課程教學(xué)的應(yīng)用

目前，“汽車底盤構(gòu)造與檢修”教學(xué)一般采用課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的模式。課堂教學(xué)采用實(shí)物展示、PPT、掛圖、視頻、動(dòng)畫等教學(xué)手段介紹裝備的組成、結(jié)構(gòu)和工作原理等內(nèi)容.實(shí)踐教學(xué)主要是將學(xué)員分組帶到裝備上進(jìn)行操作使用和故障檢修訓(xùn)練。傳統(tǒng)教學(xué)手段雖然比較形象、生動(dòng)，但是仍然存在許多不足之處，主要存在如下幾個(gè)方面的問題：

①空間感不強(qiáng) 在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，無法表現(xiàn)汽車底盤各組成部分的空間位置關(guān)系，本來我院學(xué)生對(duì)于抽象的結(jié)構(gòu)原理理解起來非常困難，課堂教學(xué)又不能很好的把這種空間位置關(guān)系展現(xiàn)出來，這樣將會(huì)極大的影響到學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。

②交互性不強(qiáng) 僅具備控制視頻或動(dòng)畫的播放順序和速度等有限的交互性，沒有控制觀察時(shí)間、地點(diǎn)和視角等更多的交互性。

③實(shí)訓(xùn)設(shè)備價(jià)格昂貴 由于價(jià)格昂貴，這些設(shè)備的數(shù)量是非常有限的，而且設(shè)備更新慢比較陳舊。因此實(shí)訓(xùn)教學(xué)中一直存在實(shí)訓(xùn)設(shè)備數(shù)量少，而學(xué)生人數(shù)多的突出矛盾。最后只能分組進(jìn)行實(shí)訓(xùn)或者只有少部分同學(xué)真正的參與到實(shí)訓(xùn)中，很顯然這種學(xué)習(xí)就很很難達(dá)到預(yù)期的效果。

2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在“汽車底盤構(gòu)造與檢修”理論教學(xué)的應(yīng)用

汽車底盤構(gòu)成與檢修的理論課程主要是講解汽車底盤的構(gòu)造組成以及其工作原理。（1）課件的制作，教師在制作這門課程的課件的時(shí)候，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來制作相應(yīng)的課件。比如在制作AT自動(dòng)變速器換擋工作原理課件的時(shí)候，采用一般的文字、圖片、視頻等都很難動(dòng)態(tài)的展示AT自動(dòng)變速器換擋工作原理，當(dāng)然學(xué)生理解起來也相當(dāng)困難。但是采用這種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作的課件，是采用模擬自動(dòng)變速器真實(shí)的換擋過程，可以很清楚的呈現(xiàn)給學(xué)生，采用這樣的課件學(xué)生理解起來就更加容易。（2）在理論課堂教學(xué)中，學(xué)生利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，佩戴專門的設(shè)備，來真實(shí)體驗(yàn)汽車底盤各部件的工作原理及組成，學(xué)生對(duì)底盤組成及構(gòu)造的立體感和空間感就更強(qiáng)一些，再通過老師的講解學(xué)生，學(xué)生就更容易理解，而且這中技術(shù)比較新穎，同學(xué)上課的時(shí)候也更加感興趣，當(dāng)然學(xué)生的積極性也會(huì)得到進(jìn)一步的提高。

2.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在“汽車底盤構(gòu)造與檢修”實(shí)訓(xùn)教學(xué)的應(yīng)用

“汽車底盤構(gòu)造與檢修”實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)主要的教學(xué)目的就是就是讓學(xué)生掌握汽車底盤的構(gòu)造組成和常見的故障檢修。傳統(tǒng)的“汽車底盤構(gòu)造與檢修”實(shí)訓(xùn)課程就是通過拆裝和檢修汽車底盤各零部件來達(dá)到教學(xué)目的。這種實(shí)訓(xùn)課程學(xué)生比較多，就需要大量的汽車底盤的零部件，而且汽車日新月異的發(fā)展，那么汽車底盤上的零部件變化也比較大，哪么這些零部件需要一大筆費(fèi)用，對(duì)與一般的學(xué)校來說很難滿足這方面的需求，因此各種現(xiàn)實(shí)問題傳統(tǒng)的這種實(shí)訓(xùn)課，很難達(dá)到預(yù)期的效果。在“汽車底盤構(gòu)造與檢修”實(shí)訓(xùn)教學(xué)中采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以在拆裝汽車底盤各零部件時(shí)，先讓學(xué)生在虛擬現(xiàn)實(shí)中來練習(xí)汽車底盤構(gòu)造的拆裝，可以重復(fù)多次的練習(xí)，在練習(xí)中可以按著標(biāo)準(zhǔn)的流程來進(jìn)行，學(xué)生熟練后在到實(shí)物練習(xí)，那么可以減少出錯(cuò)的機(jī)會(huì)，而且可以減少零件的損壞，學(xué)生一開始就在實(shí)物上練習(xí)由于補(bǔ)熟悉難免會(huì)造成零部件的損壞。如果汽車更新?lián)Q代后的零部件發(fā)生了變化，哪么在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中，只需要更換更新了的零部件的三維模型就可以解決相關(guān)的問題。

3 總結(jié)

由于高職學(xué)生生源的多樣化，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力也參差不齊，在“汽車底盤構(gòu)造與檢修”課程教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)中都存在很多困難。“汽車底盤構(gòu)造與檢修”課程教學(xué)，采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能很好的解決這些困難。也是為了更好的實(shí)現(xiàn)習(xí)主席提出的，“人人皆可成才，努力讓每個(gè)人都有人生出彩的機(jī)會(huì)”。因此我們應(yīng)充分的利用現(xiàn)代信息技術(shù)，來解決教學(xué)中的問題，來實(shí)現(xiàn)習(xí)主席提出的這一偉大的目標(biāo)。

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