VR技術(shù)在汽車(chē)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用探索

周定武

目前，我國(guó)高科技技術(shù)飛速發(fā)展，其中VR技術(shù)脫穎而出。不僅如此，VR技術(shù)在人們的生產(chǎn)和生活等多種領(lǐng)域中已經(jīng)變得越來(lái)越重要，并逐漸表現(xiàn)出必要性和不可替代性。比如，在汽車(chē)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)中，其已經(jīng)在不斷地發(fā)揮著它的作用。本文通過(guò)對(duì)VR技術(shù)的概念及其在汽車(chē)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)重要性進(jìn)行概述分析，逐步闡述當(dāng)前我國(guó)汽車(chē)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中存在的問(wèn)題，并列舉出VR技術(shù)在汽車(chē)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用。

引言：近年來(lái)，隨著人們生活水平的不斷提升，汽車(chē)逐漸走進(jìn)每個(gè)人的家中?；蛟S駕駛汽車(chē)對(duì)人們來(lái)說(shuō)很簡(jiǎn)單，但實(shí)際上汽車(chē)卻是一個(gè)涉及多種學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)的復(fù)雜綜合性物體。以此類(lèi)推，汽車(chē)專(zhuān)業(yè)毫無(wú)疑問(wèn)是一個(gè)綜合性很高的專(zhuān)業(yè)。因此，對(duì)于汽車(chē)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)來(lái)說(shuō)，就需要一些新興且有效的教學(xué)手段和教學(xué)方法來(lái)提升教學(xué)質(zhì)量。VR技術(shù)以一種新形勢(shì)下的新技術(shù)出現(xiàn)在汽車(chē)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)當(dāng)中，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并有效地改善了其教學(xué)效果。

1 概念及重要性

1.1 VR技術(shù)的概念及其特征

所謂VR技術(shù)，其實(shí)就是指的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。這個(gè)新概念是于20世紀(jì)80年代初，由美國(guó)VRL公司的創(chuàng)始人拉尼爾最先提出。VR技術(shù)是為了幫助人們可以更好地加深對(duì)事物的感受或?qū)μ摂M事物有更好的認(rèn)識(shí)，以虛擬現(xiàn)實(shí)仿真平臺(tái)為載體，從而讓人們達(dá)到身臨其境的效果同時(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)環(huán)境與虛擬環(huán)境之間交互感完美體現(xiàn)的技術(shù)。其中，虛擬環(huán)境又可理解為由計(jì)算機(jī)生成的一個(gè)可交互的三維環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的成功之處就在于其將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、顯示技術(shù)、傳感技術(shù)等多領(lǐng)域技術(shù)巧妙的結(jié)合著在一起，體現(xiàn)出此技術(shù)的沉浸性、交互性、想象性這三個(gè)基本特征。

1.2 VR技術(shù)應(yīng)用于汽車(chē)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的必要性

有關(guān)于汽車(chē)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的傳授除了理論教學(xué)外，最重要的就是對(duì)實(shí)踐操作技術(shù)的掌握，而這就要求學(xué)校應(yīng)該注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)來(lái)提升其專(zhuān)業(yè)能力。目前在汽車(chē)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的主要教學(xué)方式還是虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)則是基于VR技術(shù)，從而對(duì)實(shí)踐場(chǎng)景進(jìn)行虛擬塑造，以便達(dá)到對(duì)實(shí)驗(yàn)的高度模仿，讓學(xué)生有更好的代入感、參與感。利用仿真技術(shù)實(shí)踐教學(xué)方法，并以現(xiàn)代教學(xué)作為啟發(fā)學(xué)生和傳授學(xué)生的主要方向，不僅能更好的提高學(xué)生學(xué)習(xí)汽車(chē)專(zhuān)業(yè)相關(guān)知識(shí)的積極性，還可以彌補(bǔ)學(xué)校因教學(xué)資源不足而導(dǎo)致的教學(xué)效果差的缺點(diǎn)。

2 汽車(chē)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中存在的問(wèn)題

2.1 場(chǎng)地限制較為突出、不能大范圍的布置實(shí)訓(xùn)室

汽車(chē)行業(yè)不像其他小型行業(yè)一樣，其設(shè)備占地面積較大，對(duì)場(chǎng)地的要求非常的高，所以汽車(chē)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)就容易會(huì)受到場(chǎng)地上的限制。與此同時(shí)，由于設(shè)備的高額費(fèi)用以及在實(shí)際操作中與現(xiàn)實(shí)的差異，從而無(wú)法大范圍的布置實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室作為學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐學(xué)習(xí)的基本場(chǎng)地，沒(méi)有了學(xué)習(xí)實(shí)踐的載體，其學(xué)科實(shí)踐學(xué)習(xí)將難以順利進(jìn)行。由于場(chǎng)地限制問(wèn)題而帶來(lái)的隱患還有很多，其中最為典型的就是當(dāng)教師為學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作示范演練時(shí)，學(xué)生無(wú)法更直觀、更全面地觀看到更為細(xì)致的操作行為，教師也無(wú)法像在場(chǎng)地較為寬闊的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行教學(xué)更加得心應(yīng)手，不能很好地照顧到現(xiàn)場(chǎng)的每一位同學(xué)，解決場(chǎng)地問(wèn)題至關(guān)重要。

2.2 汽修設(shè)備更新?lián)Q代較快、學(xué)校難以支撐其換代費(fèi)用

汽修設(shè)備是對(duì)汽車(chē)進(jìn)行故障修理恢復(fù)的基礎(chǔ)，而與此同時(shí)汽修設(shè)備又緊隨著技術(shù)的發(fā)展而更替變化。目前我國(guó)汽車(chē)行業(yè)正在飛速發(fā)展，汽修設(shè)備更新?lián)Q代越來(lái)越快，而隨之帶來(lái)問(wèn)題也越來(lái)越明顯。比如：由于汽修工作對(duì)設(shè)備存在一定的要求，一個(gè)好的汽修設(shè)備就要在精準(zhǔn)度上有足夠的保障，造成了學(xué)校在教學(xué)資金方面存在很大的壓力。也正因如此，很大一部分學(xué)校無(wú)法支撐因設(shè)備更新帶來(lái)的巨額費(fèi)用，以致于在教學(xué)設(shè)備和社會(huì)需求上出現(xiàn)了嚴(yán)重的不協(xié)調(diào)。

2.3 對(duì)實(shí)體實(shí)訓(xùn)設(shè)備的不熟悉，常常造成意外危險(xiǎn)和設(shè)備損壞

當(dāng)前仍存在一部分學(xué)校忽視對(duì)汽車(chē)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)，尤其是對(duì)實(shí)體實(shí)訓(xùn)設(shè)備初期使用的教學(xué)力度極度欠缺。除此之外，教師對(duì)設(shè)備的了解程度也不夠深入，仍然停留在設(shè)備的淺層次技術(shù)方面，大大的降低了實(shí)踐教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。實(shí)踐教學(xué)力度長(zhǎng)期不足將直接導(dǎo)致學(xué)生對(duì)汽修設(shè)備不熟悉甚至不了解的問(wèn)題突出，而對(duì)于汽車(chē)專(zhuān)業(yè)實(shí)體實(shí)訓(xùn)設(shè)備的熟悉、掌握需要一定時(shí)間和過(guò)程的經(jīng)驗(yàn)累積，事實(shí)表明，對(duì)于實(shí)體實(shí)訓(xùn)設(shè)備表現(xiàn)出不熟悉、不了解的學(xué)生，往往更容易出現(xiàn)損壞實(shí)體實(shí)訓(xùn)設(shè)備的現(xiàn)象，嚴(yán)重的甚至?xí)驗(yàn)椴僮鞑划?dāng)?shù)葐?wèn)題而造成意外的人員傷亡。

3 VR技術(shù)在汽車(chē)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

3.1 VR技術(shù)在生產(chǎn)見(jiàn)習(xí)中的應(yīng)用

生產(chǎn)見(jiàn)習(xí)是汽車(chē)專(zhuān)業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)中所要經(jīng)歷的必要過(guò)程。生產(chǎn)見(jiàn)習(xí)是通過(guò)讓學(xué)生到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，從而達(dá)到每一位學(xué)生都可以深入地了解實(shí)體實(shí)訓(xùn)設(shè)備，真正地認(rèn)識(shí)生產(chǎn)線的教學(xué)目的。但在實(shí)際生產(chǎn)和生活中，由于汽車(chē)公司的要求以及學(xué)校師資力量和教學(xué)經(jīng)費(fèi)的限制，學(xué)生可以真正參觀的實(shí)地的很少，或者說(shuō)大多數(shù)學(xué)生都沒(méi)有機(jī)會(huì)去汽車(chē)公司進(jìn)行參觀的機(jī)會(huì)。VR技術(shù)的出現(xiàn)正好為這一問(wèn)題找到了出路，合理地利用VR技術(shù)不受時(shí)間和空間上限制的特點(diǎn)，將VR技術(shù)融合于生產(chǎn)見(jiàn)習(xí)中，將汽車(chē)生產(chǎn)線虛擬再現(xiàn)，達(dá)到讓學(xué)生可以身臨其境的效果。VR技術(shù)的運(yùn)用，使學(xué)校以一種投入最少的方式，讓更多的學(xué)生參與其中，享受學(xué)習(xí)過(guò)程，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣。

3.2 VR技術(shù)在汽車(chē)類(lèi)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

建模和仿真作為VR技術(shù)的核心，在很大程度上讓使用者感受到更加真實(shí)的感受。通過(guò)對(duì)汽車(chē)駕駛時(shí)的操作及環(huán)境的模擬，讓學(xué)生擁有身臨其境的感受，從而使學(xué)生在較短時(shí)間內(nèi)了解和掌握對(duì)汽車(chē)駕駛的基本操作方法以及行為規(guī)范。因?yàn)槟M訓(xùn)練具有可反復(fù)性，方便了學(xué)生根據(jù)自身對(duì)設(shè)備掌握的實(shí)際情況來(lái)指定訓(xùn)練計(jì)劃。目前，VR技術(shù)在汽車(chē)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用已經(jīng)滲透到各個(gè)課程的教學(xué)中，其中包括：發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝實(shí)驗(yàn)、汽車(chē)構(gòu)造實(shí)驗(yàn)以及駕駛試驗(yàn)等多個(gè)實(shí)驗(yàn)課程。各種虛擬實(shí)驗(yàn)課程的開(kāi)設(shè)增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，有效提高了學(xué)生自身實(shí)踐操作能力。

3.3 VR技術(shù)在汽車(chē)類(lèi)專(zhuān)業(yè)汽車(chē)檢測(cè)、故障維修實(shí)踐中的應(yīng)用

關(guān)于汽車(chē)類(lèi)專(zhuān)業(yè)汽車(chē)檢測(cè)以及故障維修，絕大部分學(xué)校由于條件限制，無(wú)法為學(xué)生提供實(shí)際操作的機(jī)會(huì)。運(yùn)用VR技術(shù)構(gòu)建各種情況下汽車(chē)故障的虛擬模型，讓學(xué)生在這種虛擬環(huán)境下進(jìn)行反復(fù)實(shí)踐訓(xùn)練。不得不說(shuō)，VR技術(shù)在汽車(chē)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用，讓學(xué)生更加深刻地體會(huì)到汽車(chē)檢測(cè)、故障維修中所可能會(huì)遇到的問(wèn)題和狀況，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和實(shí)踐能力。一方面，解決了學(xué)校因?yàn)閳?chǎng)地或經(jīng)費(fèi)等問(wèn)題的限制而無(wú)法為學(xué)生提供良好的、較為完善的教學(xué)環(huán)境的問(wèn)題。另一方面，由VR技術(shù)構(gòu)建的虛擬模型不會(huì)存在對(duì)實(shí)體實(shí)訓(xùn)設(shè)備的損壞的現(xiàn)象，與此同時(shí)，一些不必要的人員傷亡也就此避免。

結(jié)語(yǔ)：VR技術(shù)走進(jìn)汽車(chē)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)領(lǐng)域是時(shí)代發(fā)展的必然結(jié)果，通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)操作場(chǎng)景，很好地解決了因?qū)W校實(shí)踐教學(xué)場(chǎng)地限制，設(shè)備更新?lián)Q代費(fèi)用不足以及因?qū)W生對(duì)實(shí)體實(shí)訓(xùn)設(shè)備陌生造成不必要傷亡損失等眾多問(wèn)題。以VR技術(shù)為基礎(chǔ)的汽車(chē)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中，學(xué)生大多興趣高漲，積極性較為明顯，與此同時(shí)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力都有明顯提高。盡管VR技術(shù)還沒(méi)有達(dá)到十全十美的境界，但VR領(lǐng)域作為當(dāng)前最具有前景的領(lǐng)域之一，隨著其不斷完善，一定會(huì)給汽車(chē)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)帶來(lái)意想不到的驚喜。

本文系湖南汽車(chē)工程職業(yè)學(xué)院 “基于移動(dòng)VR技術(shù)的汽車(chē)維修類(lèi)課程教學(xué)資源建設(shè)研究與實(shí)踐”項(xiàng)目編號(hào)為：XJK18CZY042職業(yè)教育課題的階段性研究成果。

（作者單位：湖南汽車(chē)工程職業(yè)學(xué)院）