“元宇宙”在汽車專業(yè)建設(shè)中的技術(shù)應(yīng)用與探索

深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院 張永波

深圳絲路視創(chuàng)科技有限公司 丁文巖

“元宇宙”是整合多種新技術(shù)而產(chǎn)生的新型虛實相融的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和社會形態(tài)，它基于擴展現(xiàn)實技術(shù)可提供沉浸式體驗，這讓汽車專業(yè)建設(shè)中存在的諸多問題變得迎刃而解。本文根據(jù)汽車專業(yè)建設(shè)特別是實訓(xùn)室建設(shè)中遇到的主要問題，探索“元宇宙”相關(guān)技術(shù)在汽車專業(yè)建設(shè)中的應(yīng)用。

1 “元宇宙”在汽車專業(yè)建設(shè)中的技術(shù)應(yīng)用

“元宇宙”主要描述的是將“現(xiàn)實世界”和“虛擬世界”進行有效結(jié)合，實現(xiàn)“互通”?！霸钪妗毕嚓P(guān)技術(shù)能否在汽車專業(yè)建設(shè)中得到有效應(yīng)用，關(guān)鍵是能否處理好實訓(xùn)室教學(xué)實物（實訓(xùn)設(shè)備）和“虛擬世界”之間的關(guān)系。將安全隱患大、難以實現(xiàn)現(xiàn)場操作等實訓(xùn)內(nèi)容，移到“虛擬世界”進行操作，可實現(xiàn)最佳的教學(xué)效果。“元宇宙”在汽車專業(yè)建設(shè)中的部分技術(shù)應(yīng)用如下所列。

（1）避免事故的發(fā)生。學(xué)生在汽車實訓(xùn)室實訓(xùn)時，可能會發(fā)生安全事故，特別是在電動汽車實訓(xùn)教學(xué)中該問題尤為突出。電動汽車由于存在高電壓系統(tǒng)，實訓(xùn)過程稍有不慎，非常容易發(fā)生事故，所以有必要讓學(xué)生在虛擬的環(huán)境下先進行預(yù)學(xué)習，熟練掌握相關(guān)技術(shù)后再進行實物整車實訓(xùn)，從而避免事故的發(fā)生。此外，通過虛擬實訓(xùn)還可實現(xiàn)危險場景的再現(xiàn)，模擬人體觸電實訓(xùn)教學(xué)場景如圖1所示。

圖1 模擬人體觸電實訓(xùn)教學(xué)場景

（2）教學(xué)實訓(xùn)場景豐富多樣。通過“元宇宙”的技術(shù)應(yīng)用，可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的實際需求，快速更換所需的教學(xué)場景，不受現(xiàn)有實訓(xùn)設(shè)備的束縛，可顯著提高教學(xué)效果。實訓(xùn)教學(xué)場景布置如圖2所示。

圖2 實訓(xùn)教學(xué)場景布置

（3）降低實訓(xùn)耗材支出。學(xué)生在現(xiàn)實的實訓(xùn)過程中，由于操作頻繁，容易導(dǎo)致實訓(xùn)設(shè)備損壞和實訓(xùn)耗材消耗量較大。如部分教學(xué)內(nèi)容利用“元宇宙”的技術(shù)應(yīng)用，可以大大降低實訓(xùn)設(shè)備的損耗和實訓(xùn)耗材的支出。

（4）實現(xiàn)多人同時進行實訓(xùn)和復(fù)雜教學(xué)內(nèi)容簡單化。通過“元宇宙”的技術(shù)應(yīng)用，可實現(xiàn)多人（不受學(xué)生數(shù)量限制）同時進行模擬實訓(xùn)，教學(xué)效果接近真實實訓(xùn)，同時還可使復(fù)雜教學(xué)內(nèi)容簡單化。如高壓配電總成的檢測與更換、動力電池更換等。高壓配電總成的檢測與更換如圖3所示。

圖3 高壓配電總成的檢測與更換

（5）實現(xiàn)故事化學(xué)習。在VR虛擬的世界里加入經(jīng)典故事，讓學(xué)生充分認識到學(xué)習的重要性及為誰學(xué)的奮斗精神，把以往的說教形式轉(zhuǎn)變成深度參與的故事化形式，可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣同時提高課堂教學(xué)效果。

2 “元宇宙”在其他方面的技術(shù)應(yīng)用

“元宇宙”的技術(shù)應(yīng)用帶來的沉浸感、想象感，可以給汽車專業(yè)建設(shè)增添新的教學(xué)方式或教學(xué)手段。“元宇宙”對于目前汽車專業(yè)建設(shè)的作用，除了在實訓(xùn)室建設(shè)中的應(yīng)用，還可以在其他方面得到應(yīng)用。

（1）汽車交通事故的救援與演練。進行校內(nèi)外汽車交通安全教育培訓(xùn)、救援知識的普及工作。

（2）特種車輛的實訓(xùn)教學(xué)與考核。有些特種車輛具有高空、高壓強、高電壓等危險性特征，在實訓(xùn)設(shè)備不能滿足現(xiàn)有教學(xué)情境和核心技能實訓(xùn)、考核要求的情況下，可通過“元宇宙”的技術(shù)應(yīng)用，進行教學(xué)情境的高度還原，從而實現(xiàn)特種車輛的實訓(xùn)教學(xué)與考核。

（3）汽車1+X證書實訓(xùn)與考核。通過“元宇宙”的技術(shù)應(yīng)用，結(jié)合院校現(xiàn)有場地、設(shè)備設(shè)施、考核員人數(shù)、學(xué)生數(shù)量與汽車1+X證書相關(guān)考核要求，實現(xiàn)1+X證書制度的推廣與應(yīng)用。

（4）創(chuàng)新教學(xué)資源開發(fā)?！霸钪妗睘榻處焺?chuàng)新教學(xué)資源開發(fā)提供了必要的工具，提高了教師的教學(xué)能力，同時也促進了汽車專業(yè)數(shù)字資源建設(shè)。