VR技術(shù)下的新能源汽車實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)構(gòu)建

顏 菲

(柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 柳州 545616)

1 新能源汽車與新能源汽車職業(yè)教育

1.1 新能源汽車產(chǎn)業(yè)背景

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們越來越注重生活質(zhì)量。新能源汽車與傳統(tǒng)燃油汽車存在很大的不同，它是將發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)改為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，能夠有效地減少尾氣的排放。新能源汽車憑借其在能源上的綠色環(huán)保，在綠色生態(tài)的發(fā)展理念下受到了社會各界的重視，我國也出臺各項(xiàng)政策，支持新能源汽車的發(fā)展，在未來新能源汽車將會有一個(gè)廣闊的發(fā)展前景。

1.2 新能源汽車職業(yè)教育發(fā)展

(1)人才培養(yǎng)體系不完善。在新能源汽車專業(yè)的教學(xué)當(dāng)中，高校還沒有建立相對完善的人才培養(yǎng)體系，就全國范圍來看，雖然很多高校都開設(shè)了新能源汽車專業(yè)，但其在人才培養(yǎng)的需求上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于社會的發(fā)展需求，大部分學(xué)校更加側(cè)重于新能源售后服務(wù)人才的培養(yǎng)，相關(guān)核心技術(shù)研發(fā)培訓(xùn)的教學(xué)缺失。在具體實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)當(dāng)中，由于教師自有知識體系的限制，缺乏足夠的工作經(jīng)驗(yàn)，在講解時(shí)顯得較為理論化與抽象，學(xué)生在有限的課堂學(xué)習(xí)中很難掌握相關(guān)知識的重難點(diǎn)。對于其中涉及的電機(jī)工作原理與電流相關(guān)等重難點(diǎn)知識，教師在課堂上無法通過實(shí)物進(jìn)行有效地展示，大部分教學(xué)顯得過于理論化，不能有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

(2)課程設(shè)置不合理。新能源汽車與傳統(tǒng)汽車有很大的區(qū)別。在當(dāng)前的教學(xué)當(dāng)中，其更類似于一個(gè)新型的專業(yè)，會涉及很多的交叉學(xué)科，包括汽車維修技術(shù)、車輛工程技術(shù)、汽車電子學(xué)等。但是在現(xiàn)有的課程體系當(dāng)中，雖然對相關(guān)的課程都有涉及，但是在很大程度上，其現(xiàn)有的課程設(shè)置大多是按照傳統(tǒng)的汽車教學(xué)設(shè)置的，在具體的教學(xué)實(shí)踐中并不能夠體現(xiàn)新能源汽車發(fā)展的特點(diǎn)，其課程體系不具特色。在具體的教學(xué)當(dāng)中，由于現(xiàn)有的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的缺失，不能有效地提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

(3)實(shí)訓(xùn)設(shè)備不足。近年來，各大高校都投入了大量資金促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)的開展。對于新能源汽車教學(xué)來說，由于專業(yè)特性，實(shí)訓(xùn)設(shè)備的耗費(fèi)較大，對相關(guān)場地的要求也較高；各種類型的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的購買價(jià)格也較為昂貴。高校由于經(jīng)費(fèi)的問題，不能完全滿足相關(guān)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備的需求，在很大程度上限制了實(shí)踐教學(xué)的開展，不能為學(xué)生提供良好的實(shí)訓(xùn)機(jī)會，學(xué)生的培養(yǎng)較為注重理論化。在實(shí)訓(xùn)操作環(huán)節(jié)中，由于新能源汽車專業(yè)教學(xué)的特殊性，會涉及各種高壓電以及轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)等，實(shí)踐操作中會面臨較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。在現(xiàn)有的實(shí)踐實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中，由于師資能力有限，不能夠?qū)?shí)訓(xùn)的各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效地把控，學(xué)生的實(shí)踐操作中會面臨較大的安全隱患。

2 VR技術(shù)概述

2.1 VR技術(shù)概念

VR(virtual Reality)是一門于20世紀(jì)末興起的新型綜合性技術(shù)，也被稱為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，它是建立在圖像處理學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)以及傳感技術(shù)等的綜合性交叉學(xué)科，最早在廣告新聞行業(yè)以及軍事作戰(zhàn)演習(xí)中得到運(yùn)用。其具有良好的交互感與想象力特征，能夠很好地模擬虛擬環(huán)境，促進(jìn)相關(guān)工作的開展。VR技術(shù)能夠有效地利用人類的視覺原理，在虛擬環(huán)境中幫助人更好地捕捉相關(guān)的物象，從而形成三維效果，通過計(jì)算機(jī)形成沉浸式的逼真虛擬環(huán)境實(shí)現(xiàn)相關(guān)操作，給人一種全新的視覺模擬體驗(yàn)，并且還能夠利用其立體顯示技術(shù)提高模擬的真實(shí)性。

2.2 VR技術(shù)與新能源汽車教學(xué)

VR技術(shù)應(yīng)用在當(dāng)前的新能源汽車教學(xué)當(dāng)中，可以在相對獨(dú)立的空間為學(xué)習(xí)者提供一個(gè)自主學(xué)習(xí)以及自主探索的環(huán)境，有效地促進(jìn)教學(xué)的形象化，利用動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)，可以有效地為學(xué)生的實(shí)踐操作提供安全保障，在一定程度上規(guī)避相關(guān)的安全風(fēng)險(xiǎn)。利用VR技術(shù)還可以對教學(xué)過程進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化學(xué)習(xí)效率，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高，加強(qiáng)學(xué)生對相關(guān)抽象理念的認(rèn)知。VR技術(shù)運(yùn)用在專業(yè)教育中，將場景與知識點(diǎn)進(jìn)行有效地結(jié)合，營造出一種身臨其境的感覺，可以有效提高學(xué)習(xí)者的興趣；針對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，搭建相關(guān)的特殊場景，提高學(xué)生的參與存在感與專注度，作為一種新型的信息化教學(xué)手段，能夠有效提高教學(xué)的娛樂性與互動(dòng)性，促進(jìn)學(xué)生課堂參與積極性的提高。

3 新能源汽車教學(xué)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目構(gòu)建

3.1 建設(shè)類型

(1)結(jié)構(gòu)認(rèn)知類。其主要是利用VR技術(shù)實(shí)現(xiàn)對新能源汽車整車關(guān)鍵總成以及零部件認(rèn)知等問題，或以相關(guān)的爆炸圖的方式展現(xiàn)其結(jié)構(gòu)，便于學(xué)生群體更好地對相關(guān)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目進(jìn)行交互式觀察。

(2)工作原理類。主要是利用VR技術(shù)進(jìn)行對零件的相關(guān)工作原理進(jìn)行觀察。

(3)性能訓(xùn)練類。主要是利用VR技術(shù)對車輛的性能進(jìn)行測試。這個(gè)過程中可以有效地實(shí)現(xiàn)對車輛的交互式操作，提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力。主要是對相關(guān)的新能源汽車零件進(jìn)行分解，以及更換總成。其又可以分為3個(gè)步驟。一是機(jī)器人操作演示示范步驟；二是學(xué)生觀看與文字和聲音提示操作，學(xué)生自主學(xué)習(xí)；三是學(xué)生自主操作并得到教師評分3個(gè)環(huán)節(jié)。

(4)技能訓(xùn)練類。主要是利用相關(guān)的考核方式考查學(xué)生的實(shí)踐操作能力，包括零件集成、車輛交互等。

3.2 建設(shè)要求

新能源汽車實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的建設(shè)是新能源專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的重要平臺之一，能夠有效地促進(jìn)人才培養(yǎng)與技術(shù)開發(fā)。運(yùn)行實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)建設(shè)時(shí)必須以市場為導(dǎo)向，緊跟新能源汽車行業(yè)的發(fā)展需求。要建設(shè)先進(jìn)性以及針對性的實(shí)訓(xùn)平臺，有效地結(jié)合人才培養(yǎng)的目標(biāo)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)相關(guān)的建設(shè)，保障新能源汽車教學(xué)效果的提高。

3.3 建設(shè)目標(biāo)

進(jìn)行新能源實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的構(gòu)建時(shí)，要注重新能源汽車教學(xué)的仿真實(shí)驗(yàn)性特點(diǎn)，在資金與技術(shù)的投入上要具有科學(xué)性，突出專業(yè)的實(shí)踐性特征，其中所涉及的各項(xiàng)設(shè)備技術(shù)都要進(jìn)行涉及。要利用VR技術(shù)進(jìn)行模擬訓(xùn)練，保證學(xué)生實(shí)踐操作能力的有效提高。在具體的建設(shè)時(shí)，還要利用校企合作的優(yōu)勢。在構(gòu)建相關(guān)實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)要充分地與企業(yè)進(jìn)行對接，了解企業(yè)發(fā)展的前沿動(dòng)態(tài)需求，對相關(guān)的VR技術(shù)進(jìn)行模擬演練，利用校企合作的資源，有效地實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的共享。

4 VR技術(shù)在新能源實(shí)訓(xùn)專業(yè)系統(tǒng)構(gòu)建中的應(yīng)用

4.1 注重安全性

VR技術(shù)與現(xiàn)代化的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)構(gòu)建進(jìn)行有效結(jié)合，構(gòu)建相關(guān)警告系統(tǒng)與預(yù)警懲罰系統(tǒng)，在實(shí)際操作時(shí)，能夠有效地規(guī)避相關(guān)的內(nèi)部高壓電風(fēng)險(xiǎn)，為師生參與到相關(guān)課程的實(shí)訓(xùn)中做好保障。

4.2 注重?cái)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

通過對相關(guān)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的構(gòu)建，學(xué)生的每一步操作都能夠進(jìn)行著后臺的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，能夠有效地發(fā)現(xiàn)學(xué)生的錯(cuò)誤操作習(xí)慣以及危險(xiǎn)操作方式等。要注重后臺數(shù)據(jù)反饋，針對后臺數(shù)據(jù)對相關(guān)的教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)，根據(jù)數(shù)據(jù)分析，教師也可以有效地為學(xué)生降低相關(guān)的學(xué)習(xí)難度，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。

4.3 注重信息反饋

VR技術(shù)下可以實(shí)現(xiàn)不同實(shí)訓(xùn)環(huán)境或故障點(diǎn)的搭建，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)可以更加具有側(cè)重點(diǎn)地學(xué)習(xí)。其系統(tǒng)可以模擬車輛的使用時(shí)間，模擬車輛老化帶來的車輛故障等等，學(xué)生在解決相關(guān)的難點(diǎn)時(shí)，能夠不斷地克服自己的恐懼心理，進(jìn)行充分地嘗試，并且及時(shí)對教師進(jìn)行反饋，提高自己的實(shí)踐水平。

4.4 標(biāo)準(zhǔn)化考核

在VR技術(shù)的支持下，在實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的操作過程中，可以有效地對學(xué)生的操作進(jìn)行考核。教師在教學(xué)時(shí)可以優(yōu)化考核評價(jià)體系，注重學(xué)生的全過程學(xué)習(xí)評價(jià)，更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

5 結(jié)語

隨著VR技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，將其與當(dāng)前新能源汽車專業(yè)教學(xué)進(jìn)行有效地結(jié)合，利用VR技術(shù)模擬虛擬實(shí)訓(xùn)環(huán)境，幫助學(xué)生從聽覺、視覺以及觸覺上感知相關(guān)的實(shí)踐操作能力，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互多元化的互動(dòng)體驗(yàn)，為學(xué)生營造良好的自主學(xué)習(xí)氛圍，有效地提高學(xué)生實(shí)踐操作能力水平。當(dāng)前能源汽車教學(xué)已經(jīng)取得了較好地發(fā)展，但是在實(shí)際操作過程中還會面臨很多實(shí)踐中的危險(xiǎn)因素，要將VR技術(shù)運(yùn)用在其中，解決相關(guān)的安全隱患，有效地規(guī)避相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，提高教學(xué)的效益性，促進(jìn)新能源汽車教學(xué)效果的增強(qiáng)。