计算机虚拟技术对汽车基础课程的教学研究

马石飞++朱洪涛++李涛++曹录翠++杨华城++林云

【摘要】由于汽车职业教育的效果受到资金投入、实训场地和其它一些条件的限制，所以汽车职业教育的发展一直都比较缓慢。随着计算机技术的快速发展，近年来计算机虚拟技术被应用到汽车职业教育中，这不仅让汽车职业教育的成本得到控制，还让基础课程的教学取得了更好的效果。本文将对计算机虚拟技术进行介绍，并分析其在汽车基础课程教学中的应用。

【关键词】计算机 虚拟技术 汽车 基础课程 教学

【中图分类号】TP3-4；G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）09-0052-01

一、计算机虚拟现实技术的含义及特点

虚拟现实技术简称VR，又被叫作灵境技术。其是以沉浸性、交互性和构想性为基础的计算机高级人际界面。虚拟现实技术是对多媒体技术、多传感器技术、人工智能技术等进行综合运用的一种技术，能够实现对人类视觉、听觉、触觉等感觉器官功能的模拟，从而创建一个虚拟的环境。

在将虚拟现实技术应用到汽车维修中后，系统主要具有五个特点。其一是高效性，即可以让多个学生同时进行实际操作，从而有效提升教学的效率；其二是真实性，通过对汽车部件的三维模拟，能够将汽车的构造真实地展现在学生面前；其三是系统性，根据汽车的原始资料，有资深的导师进行脚本的编写，从而实现教学的规范性和系统性；其四是交互性，通过对真实情况的模拟，可以实现对汽车的装配、故障设置和故障排除，从而实现交互性。

二、在汽车职业教育中的应用效果

（一）理论与实战之间联系的桥梁

一般情况下，汽车职业教育的教学活动以理论为基础，然后进行实训。通过计算机虚拟技术的应用，理论学习和实际操作训练将能被有效地结合在一起，从而实现理论与实践的相互渗透。这样既能让学生在学习过程中减少不必要的付出，也能提升学生的学习效率。其中汽车专业学生基本的工程能力教学《机械制图》《汽车机械基础》等课程可以运用UG8.0、Solid Edge、Solid Work、3D Max等三维软件教学。同时汽车服务等课程可以通过引进汽车销售管理软件来完成教学，让学生在模拟的状态下完成对汽车销售管理的学习。

（二）改善学生的结构原理认知

汽车作为一种先进工具，其构造较为复杂并且零部件的数量较多，所以学生要完全掌握汽车的构造就十分困难。但是通过计算机虚拟技术的应用，学生能够在三维空间内对汽车的构造进行全面详细的了解，掌握每个零部件的位置，并且能在脑海中形成汽车的三维立体模型。这样就能让学生在学习的过程中迅速掌握汽车的基本构造和特点，从而提升实战演练效果。同时，通过在线动画的形式，能够让汽车职业教育教学中的枯燥氛围得到改善，从而让学生的学习兴趣将能被激发，学习效果将能得到提升。

（三）降低学校的教学成本

在汽车职业教学的过程中，通过计算机虚拟技术的应用，建立的维修虚拟仿真系统中将包含汽车所有的故障情况，以及基本的保养模拟流程。所以在教学的过程中，学生能够通过虚拟仿真模拟系统进行真实的操作。而在面对故障修理的时候，学生只需要从虚拟的资源库中调出工具和设备，就能进行汽车故障的检查和维修。在这种情况下，学校将不用花费大量资金用于设备的购买，从而减少学校在实际训练中的经费支出。

（四）保证实训的安全

在汽车的实际维修中，由于汽车的构造较为复杂，所以实际操作训练的过程中经常会因为学生的操作失误而发生安全事故，对学生甚至是周围的人造成伤害。但计算机虚拟技术建立的仿真系统中并不存在真实的汽车零部件，所以学生在进行维修操作的过程中既能感受到操作的真实性，又不会因为操作失误而引发安全事故。

（五）实现实物教学中不能实现的功能

由于在真实的汽车维修中，一般都要让汽车处于熄火状态才能进行，这样能够防止因汽车运行而威胁学生的安全。所以在真实的操作中，并不能实现汽车运行状态下的维修。而在通过计算机虚拟技术建立的模拟场景中，学生能够在汽车处于运行状态时对汽车中各个零部件的运行进行观察，并对出现故障的地方进行实际查看，从而更有利于学生掌握汽车故障的原因。

（六）减轻了教学的负担

通过计算机虚拟技术建立模拟场景，教师可以在学生实际操作的过程中对其进行实时的评价，从而完成对学生的全面考核，而且教师在整个考察过程中甚至可以站在原地不动。同时，教师还能随意设置汽车的故障点，从而改变原有的只能固定故障点的情况，从而为教师全面考核学生节省不少时间。另外，学生在短时间内可以完成对各种汽车故障进行维修的实训，更有利学生的能力提升。

三、教学中的问题及应对方法

（一）不能感受到实际操作的难度

在计算机模拟场景中进行车辆维修时，有时候会因为难度较小而让学生误认为实际情况也是一样的难度。其中最明显的就是在模拟场景中维修发动机的过程中，有些需要手动拧紧的螺栓只需要轻轻一拧就能完成。但是在实际的发动机维修中，有时需要学生使出很大的力气进行持续拧动才能完成对螺栓的固定。所以模拟场景中的汽车维修操作难度不大，只要学生掌握维修方法就能完成，而实际操作的难度往往会大很多。

（二）容易让学生对计算机产生依赖

在长时间的虚拟仿真系统中进行汽车维修训练，学生会因为维修过程的顺序固定而对计算机的设定形成深刻印象，从而在不断重复的训练中对计算机产生依赖，从而忽视对实际操作的训练，这样最终会导致学生一知半解，不能灵活地运用学到的知识。

（三）对计算机作为汽车维修教学工具的认识存在局限性

由于计算机的应用让汽车维修教学节约了成本，也提升了教学质量，总之是由很多好处。但实际上计算机的应用也给汽车维修教学带来了一定的问题，其中最明显的就是学生对计算机的依赖。所以在应用计算机的过程中，要对其进行综合评价，不能因为其优势就忽略其弱点，这样才能将计算机的应用效果完全发挥出来。

四、总结

计算机虚拟技术在汽车职业教育中的应用让教学效率得到有效提升，并且学校解决了设备购买资金不足的问题。但计算机虚拟技术的应用也存在一定缺陷，所以应该对其进行多方位的认知。

参考文献：

[1]沈爱莲. 虚拟现实技术在高职汽车电子类课程教学中的应用研究[J]. 湖南理工学院学报（自然科学版），2011，04：90-92.

[2]徐海霞，李森. 虚拟仿真技术在计算机专业网络基础课程教学中的应用[J]. 电子世界，2014，12：174-175.