虛擬現(xiàn)實技術在汽修專業(yè)信息化教學中的應用

曹歡

摘要：理論和實際的一體化的教學模式是當前中職院校汽修專業(yè)的一個基本要求。隨著虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展，人們認識到虛擬現(xiàn)實技術在汽修專業(yè)信息化教學中的一個廣泛的應用前景。為了促進虛擬現(xiàn)實技術在汽修專業(yè)信息化的有效應用。本文分析了傳統(tǒng)汽修專業(yè)的教學困境，從對困境的解決角度出發(fā)，針對虛擬現(xiàn)實技術在教學中的應用特點，對虛擬現(xiàn)實技術在汽修專業(yè)教學中的應用進行了一些分析，希望對虛擬現(xiàn)實技術更好地應用于汽修專業(yè)提供一些可供采納的建議。

關鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術;汽修專業(yè);信息化教學

0? 引言

隨著網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展以及科技的進步，職業(yè)教育信息化已經(jīng)成為了職業(yè)教育的發(fā)展趨勢，越來越多的信息化技術應用到職業(yè)教育的教學中，促進了職業(yè)教育的發(fā)展。網(wǎng)絡科技在教學中的應用非常普遍，而且也收到了非常好的教學反饋。像多媒體技術的應用以及視頻、語音等傳統(tǒng)的視聽教學系統(tǒng)等。也有近幾年興起的以互聯(lián)網(wǎng)技術為依托的網(wǎng)絡課堂的教學模式。當前信息化教學模式已經(jīng)由傳統(tǒng)的視聽媒介向網(wǎng)絡信息化、通訊多元化、媒體多元化等方向轉(zhuǎn)變。因而，虛擬現(xiàn)實技術在汽修專業(yè)信息化教學中的應用也成為了汽修專業(yè)發(fā)展的必然要求。虛擬現(xiàn)實技術就是通過一種科技手段，通過模擬仿真的技術來表現(xiàn)與現(xiàn)實世界相差無幾的一種虛擬環(huán)境的形式。汽修專業(yè)因其是一門實踐性和操作性很強的學科，對實際操作的要求比較多，但是一般學校經(jīng)費以及實踐環(huán)境有限，不利于學生更好地掌握汽修技術。但是虛擬現(xiàn)實技術的應用則能夠更大程度地給予學生實際操作地機會，增加教學地趣味性以及提高教學效率等。

1? 傳統(tǒng)汽修專業(yè)的教學困境

1.1 教學方式枯燥? 汽修專業(yè)的傳統(tǒng)教學方式是非常枯燥的，學生的主要學習場所還是教室，且講課內(nèi)容以理論內(nèi)容為主，比較枯燥乏味，學生與教師之間也缺乏一種有效的溝通和互動，學生很快就會感到煩躁，甚至出現(xiàn)厭學的情緒。實訓環(huán)節(jié)是汽修專業(yè)比較重要的一個內(nèi)容，但是由于受到實訓場地的限制以及實訓設備的缺乏等因素，在實際的授課中，基本上以空講以及無實物演示為主。教師缺乏吸引學生的有效教學方式，學生缺乏上課的積極性以及主動性，通常課堂上學生就以玩手機為主，從而導致課堂管理的難度增加。

1.2 教師專業(yè)素質(zhì)不高? 職業(yè)院校教師的素質(zhì)還是存在比較大的差距的。首先是很多教師的教學內(nèi)容主要是以傳統(tǒng)的教材為依據(jù)，但是教師本身對教材和大綱并不能有一個比較深的理解，導致在講授的時候，只能講解一些非常淺顯的知識，導致學生對學習內(nèi)容不理解，理論不扎實。還有一些教師本身沒有接受過汽修專業(yè)方面的訓練，對專業(yè)知識的理解和掌握不扎實。還有一部分教師雖然就有相當?shù)睦碚撝R，但是沒有在汽修行業(yè)工作的經(jīng)驗，造成理論和實踐分離的現(xiàn)象比較突出。

1.3 實訓場地受限? 汽修專業(yè)是一個對實際操作能力要求比較高的專業(yè)，但是由于汽修專業(yè)的特殊性，在實訓教學過程中對儀器的要求比較高。但是由于場地以及資金的限制，很多大型的儀器如車架大梁校正儀、整車涂裝室等專業(yè)設備沒辦法購買，導致很多的教學項目沒法正常開展，因此學生就很難有實地感受以及操作的機會。教師只能通過觀看視頻的方式讓學生去學習，導致教學效果不好，學生很難達到企業(yè)的用人要求，是造成就業(yè)率不高的重要原因，這也跟當前職業(yè)院校汽修專業(yè)工學結(jié)合、理實議題的教學發(fā)展趨勢相背離。

1.4 實訓設備費用高昂? 隨著科學技術的發(fā)展以及人們生活水平的提高，汽車已經(jīng)成為了人們生活的必需品，對汽車的需求與要求也越來越高，汽車行業(yè)日新月異，各種更新?lián)Q代的發(fā)動機電控系統(tǒng)、地盤控制系統(tǒng)等技術層出不窮。汽車本身較高的造價，汽車維修專業(yè)的設備儀器的費用也是非常的高昂，且更新?lián)Q代比較快。幾萬塊起步的實訓設備，學校由于經(jīng)費的限制，購置一臺實訓設備往往要使用十幾年甚至幾十年，遠遠跟不上汽車行業(yè)的發(fā)展，導致學校培養(yǎng)的學生與社會所需人才之間的嚴重脫節(jié)。想要培養(yǎng)更能適應社會發(fā)展的汽修專業(yè)人才，職業(yè)院校必須在設備上投入足夠的經(jīng)費。

2? 虛擬現(xiàn)實技術的介紹

2.1 虛擬現(xiàn)實定義及特點? 虛擬現(xiàn)實技術也就是人們通常意義上所知道的VR技術，該技術最早是美國人研制出來的。一開始虛擬現(xiàn)實技術被美國人應用于軍事領域。隨著社會對虛擬現(xiàn)實技術關注度的提高，虛擬現(xiàn)實技術被逐漸應用于商業(yè)以及教育等領域內(nèi)。虛擬現(xiàn)實技術是以多媒體技術、網(wǎng)絡技術、計算機技術、仿真技術、人機交互技術等多種學科發(fā)展的基礎上發(fā)展而來。該項技術主要是通過模擬三位空間給體驗者營造一種真實的感官體驗，使得體驗者能夠真實地觀察和感知環(huán)境。

虛擬現(xiàn)實技術最主要的特點就是交互性的特點。體驗者在模擬的環(huán)境中與設備進行線管的互動，計算機傳感設備是交互互動的橋梁，交互結(jié)果通過圖像、語音等形式呈現(xiàn)。沉浸性能夠幫助體驗者在模擬的環(huán)境中也具有真實的感受。

2.2 虛擬現(xiàn)實技術的應用與意義? 首先中職院校引入虛擬現(xiàn)實技術應用與汽修專業(yè)有利于汽修專業(yè)的學生學習和實踐專業(yè)知識。另外虛擬現(xiàn)實技術的引入減少了學校對相關設備的購入，從而大量減少了相關資金的投入。在虛擬的環(huán)境下，學生就能夠較為真實地感受到汽車的內(nèi)部環(huán)境，能夠更直觀地了解汽車地內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并利用自己學到的知識對汽車進行相關的測試，這既保障了學生可以接觸到汽車零件，保障學生的安全，還對降低設備的損壞率有非常大的幫助。虛擬現(xiàn)實技術可以為學生提供更為豐富的訓練素材，滿足學生在實際生活中接觸不到的汽車器件，不僅豐富了學生的知識儲備，還能加深學生的實訓印象，在充分調(diào)動了學生的學習積極性的基礎上，提高汽修專業(yè)的教學效率。

3? 虛擬現(xiàn)實技術在教學中的應用特點

3.1 全方位? 全方位是虛擬現(xiàn)實技術的一個很大的特點，使得學生能夠更加全面、直觀地觀察汽車地內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對汽車的零部件產(chǎn)生一定的認識和了解，對學生全面了解汽車的構(gòu)造以及在將來從事汽車維修工作，遇到特殊問題有非常大的幫助。

3.2 安全性? 學生通過虛擬現(xiàn)實技術就可以完成對一輛汽車的檢修工作，極大地提高了訓練過程中地安全性，不僅解除了汽車實訓中的安全隱患，還能夠免除一部分的實訓教材費用。

3.3 趣味性? 虛擬現(xiàn)實技術增加了學生身臨其境的感受，增加了互動性，從而最大限度地激發(fā)了學生的學習興趣。

4? 虛擬現(xiàn)實技術在汽修專業(yè)教學中的應用

4.1 在汽修專業(yè)理論授課中的應用? 傳統(tǒng)的理論知識的學習非常的枯燥，由于理論知識比較抽象難懂，學生很難領會理論知識的真正含義也很難應用到實際的汽車修理中。虛擬現(xiàn)實技術在汽修專業(yè)信息化教學中的應用，學生通過虛擬技術對汽車內(nèi)部有一個比較真實的觀察和體驗，幫助學生更好地理解和學習理論知識。例如自動變速器是一個動態(tài)且復雜的過程，學生在學習過程中有一定的難度，利用傳統(tǒng)的多媒體的方式，學生很難理解其中的真正原理。因此，借助虛擬現(xiàn)實技術創(chuàng)建一個液力變阻器模型，學生通過模型觀察自動變速器的運動情況，更好地掌握變阻器的工作原理。也能夠極大地調(diào)動學生地學習積極性。另外虛擬現(xiàn)實技術還可以對學生地操作過程進行追蹤和記錄，把學生的掌握情況反饋給教師，幫助學生對專業(yè)知識進行查漏補缺，督促學生的學習，提高學生的學習效率。

4.2 在汽修專業(yè)駕駛員培訓中的應用? 虛擬現(xiàn)實技術的實用性還表現(xiàn)在它可以通過計算機的系統(tǒng)設置，模擬各種道路環(huán)境，例如各種建筑、橋梁、隧道、水域、植被綠化、車輛、行人、交通標志等，除此之外，還可以對各種天氣狀況進行模擬和再現(xiàn)，例如早晨、中午、黃昏、大霧、下雨、下雪等各種天氣狀況。學生可以通過虛擬現(xiàn)實技術更真實地感受到汽車在各種天氣和路段的行使情況。虛擬駕駛系統(tǒng)完全的方針模擬，例如在汽車啟動的時候，方向盤等會微微的震動，讓駕駛員有極為真實的駕車體驗。虛擬駕駛技術對學院進行交通知識的培訓、駕駛知識和駕駛技能的訓練都能夠極大地幫助學員更快地掌握駕駛知識，減少學院地培訓時間，有效幫助學院提高駕駛熟練程度，減少學員在學習初期對汽車駕駛地恐懼心理，同時在之后的汽車駕駛中也能夠減少汽車駕駛事故的發(fā)生。另外，虛擬現(xiàn)實技術還降低了學校對駕駛材料的投入費用，降低了能源的消耗，保護了環(huán)境。可以預測，虛擬現(xiàn)實技術在之后完全可以取代實車考試，完全顛覆了學校中的駕駛實習考試，大大節(jié)約了學校車輛購置的費用。

4.3 在汽修專業(yè)汽車故障診斷與排除課程中的應用? 傳統(tǒng)的教學模式中，很難讓學生真正地接觸到出故障的車輛，并進行汽車故障診斷和排除的訓練。虛擬現(xiàn)實技術在汽修專業(yè)中的應用則很好地解決了無法真實接觸到故障汽車的事實。例如，在學習“電子控制汽油噴射系統(tǒng)電路故障診斷與排除”內(nèi)容的時候，就可以利用虛擬現(xiàn)實技術開發(fā)一個比較逼真的電子控制汽油噴射系統(tǒng)并設置故障點。學生就可以進入這個系統(tǒng)中對汽車進行故障診斷和排查。在進行故障診斷的時候，學生可以根據(jù)三維的電路圖，更加直觀地查找故障點，然后再根據(jù)故障點在虛擬環(huán)境中進行故障查找和排除。虛擬現(xiàn)實技術可以對汽車的所有故障進行設置，學生可以通過虛擬現(xiàn)實技術對故障點進行反復地練習，極大地提高了學生的實際操作能力。另外虛擬現(xiàn)實技術能帶給學生真實體驗的同時也保障了學生的自身安全。

4.4 在汽修專業(yè)汽車維護保養(yǎng)中的應用? 對汽車的維護保養(yǎng)是一項非常重要的課程內(nèi)容，但是傳統(tǒng)的汽修教學中，由于不能進行實際地操作，學生的實際操作能力并不是很強。利用虛擬現(xiàn)實技術開發(fā)一款軟件，包括發(fā)動機維護、底盤維護以及電氣設備維護等四大模塊的總成，同時也要包括工單考評以及資料查詢等功能。學生可以通過計算機內(nèi)的選項設置對任意一項總成進行維護的練習。例如對發(fā)動機更換機油和三濾、進行車輛輪胎平衡試驗等，在完成練習之后可以填寫一份工單，計算機會自動對學生對該項目的操作熟練程度以及準確性與否進行一個及時的反饋的考評，方便對學生進行糾錯和指導。通過資料查詢功能學生可以對不熟練的地方或者掌握不到位的地方進行反復操作，直到掌握該項目的基本操作為止。

5? 結(jié)語

綜上所述，當前中職院校汽修專業(yè)由于師資力量、設備經(jīng)費以及實訓條件有限，造成人才培養(yǎng)成果跟培養(yǎng)模式相背離的現(xiàn)象比較嚴重。隨著網(wǎng)絡信息技術的發(fā)展，將虛擬現(xiàn)實技術應用在汽修專業(yè)能夠很好地解決設備經(jīng)費投入的問題，極大地降低學校的經(jīng)費支出，另外虛擬現(xiàn)實技術由于其安全性、全面性以及趣味性等特點，極大地提高了學生的學習積極性以及學生的實際操作能力。

參考文獻：

[1]陳瑞燕.虛擬現(xiàn)實技術在汽修專業(yè)信息化教學中的應用[J].汽車與駕駛維修（維修版），2019（04）：95-96.

[2]文敏飛，尚林燕，張帥武，鄭愷.虛擬現(xiàn)實技術在汽修專業(yè)信息化教學中的應用分析[J].湖北工業(yè)職業(yè)技術學院學報，2017，30（02）：89-92.

[3]田浩.試論虛擬現(xiàn)實技術在汽修專業(yè)信息化教學中的應用[J].時代農(nóng)機，2018，45（05）：90.

[4]張科鋒.基于VR的信息化手段在汽修專業(yè)實訓教學中的創(chuàng)新實踐[J].汽車維護與修理，2019（20）：49-50.