虚拟现实技术在汽车构造实验教学中的应用分析

于文东

虚拟现实技术在汽车构造实验教学中的应用分析

于文东

（长春工业大学人文信息学院，吉林 长春 130122）

虚拟现实技术的出现，使其成为运用到汽车构造实验教学中的有效教学手段，借助基于虚拟现实技术下的虚拟实验平台，便于学生进行实际操作，使汽车构造实验教学的效率获得一定的提升。文章通过分析汽车构造实验教学中虚拟现实技术运用的优势，同时提出了虚拟现实技术在汽车构造实验教学中的有效应用对策。

虚拟现实技术；汽车构造；实验教学；应用对策

前言

得益于科技不断进步的影响，虚拟现实技术应运而生，并且在教学领域当中得到了广泛的运用，彻底改变了从前的教学方式，获得了一定的教学成效。对于汽车构造教学领域来说，长期以来，主要以实际的发动机与变速器等设备为主，依靠教师的演示和讲解方式，再安排学生自行实施拆装操控，不但易于出现安全问题，而且教学效率较低。基于虚拟现实技术下，能构建相应的虚拟拆装系统，以供学生进行操作练习，使整体的教学质量获得保障。鉴于此，深入探究与分析虚拟现实技术在汽车构造实验教学中的应用对策显得尤为必要，具有重要的研究意义和实践价值。

1 汽车构造实验教学中虚拟现实技术运用的优势分析

从当前的情况来看，优势如下：

第一，使当前的汽车构造实验教学方式获得优化，并激发了学生的参与热情和学习兴趣。引入虚拟现实技术后，让汽车构造实验教学工作的开展不再受到时间与地域方面的束缚。教师利用虚拟现实技术，为学生创建一个虚拟的学习氛围，在向学生讲授相关汽车构造知识的基础上，让更多的学生愿意参与到良好的学习活动当中[1]。第二，汽车构造实验教学效率和质量获得提升。学生通过实施拆装操作以前，事先运用虚拟的拆装软件加以训练，降低了实际拆装时形成的失误几率，并且让学生对整个拆装流程更加了解与熟悉，达到最终的实验教学目的。第三，让汽车构造实验教学的费用成本下降。由于学生可以事先借助虚拟拆装软件进行训练，让由于失误操控导致的设备受损数量减少，使相关设备的维修经济成本降低[2]。第四，拓展了汽车构造实验教学的广度及深度。比如：针对那些拥有较高危险及实操性困难的实验，均能够运用虚拟现实技术，让学生实施虚拟实验操作，无疑拓展了汽车构造实验教学的深度。学生通过使用有关的虚拟仿真软件，在拓展其具体内容的同时，达到帮助学生熟悉产品拆装流程的效果。由此可见，在汽车构造实验教学中运用虚拟现实技术拥有很大的优势。

2 虚拟现实技术在汽车构造实验教学中的有效应用对策

2.1 重视有关汽车理论虚拟实验教学的开展

对于汽车专业而言，汽车理论属于其中不可或缺的课程内容之一，主要涵盖了汽车的动力理论、操控稳定性与制动性、燃油经济以及汽车行驶的平稳性等等，这当中的部分实验需要依靠相应教师的指导予以开展，学生在此过程当中仅可以借助相关检测仪设备查看相应的数据信息。而借助虚拟实验的方式，带给学生直观的学习体验。比如：下图1代表的是汽车的风洞实验，学生依靠这种虚拟实验方式，了解到风阻带给汽车动力性方面的影响情况。

图1 轿车的虚拟风洞实验图

2.2 加大轿车性能检测虚拟平台的利用力度

一般而言，在车辆工程课程当中涵盖了针对汽车性能的检测内容，假如运用真实实验的方式，可能存在很大的安全风险，但是运用虚拟仿真实验的方法，能够避免不必要的安全风险。进行轿车的相关性能检测虚拟实验的过程当中，学生能够针对轿车的不同类型操控加以模拟，进而使轿车的运作发生相应的改变，见下图2，其中涵盖了轿车操控点火开关、制动板以及变速器装置的换挡处理等，利用该虚拟实验系统，能够结合学生的具体输入情况，以不同的声音作为搭配加以模拟，凸显出一定的真实性，使得轿车的运作状态发生变化，最终完成对其性能进行检测的任务。

2.3 做好汽车故障的检测与维修虚拟实验教学工作

依靠有关的虚拟实验操作系统，能够供给学生多达上百种类型的故障，诸如常见的凸轮轴位置的传感器装置线路断路、发动机的冷却液温度太高等。此时，学生能够在虚拟实验系统内同时选择不同的故障，进而处于虚拟的车间场景内加以故障检测处理。基于此虚拟场景环境内，学生能够运用操控虚拟举升机的方式，实现对汽车相应的举升情况的管控，同时以汽车底盘的角度加以细致查看，完成故障的检测分析任务。

图2 轿车的操控界面图

2.4 确保汽车总成拆装虚拟实验开展的科学性

通常情况之下，对于汽车总成拆装虚拟实验而言，主要涵盖了汽车的总成拆装与零部件的拆装不同的种类。教师可以利用相应的虚拟拆装环境，提供给学生们具体的拆装台架、工具设备以及拆装维修的说明等，此时学生们能够实施360°的发动机拆装台架翻转操控。而对于由虚拟实验环境中所供给的工具设备，其中涵盖了不同规格与种类的板子、套筒、钳子以及扭力扳手等设备。同时借助系统，为学生们进行汽车发动机拆卸流程的细致说明，同时介绍该过程当中相关工具设备的具体运用方式。

2.5 凸显出汽车维护虚拟实验的重要作用

教师通过开展汽车维护虚拟实验，借助其平台，能够提供给学生多达上百个汽车维护相关的项目，在这当中，涵盖了定期检查、电解液、润滑油、冷却液以及机油滤清器装置的更换、火花塞的利用状况、发动机装置运作情况、车灯功能正常与否以及雨刮器的开关功能正常与否等情况的检查和分析。

3 结论

本文通过分析汽车构造实验教学中虚拟现实技术运用的优势，同时提出了虚拟现实技术在汽车构造实验教学中的有效应用对策：重视有关汽车理论虚拟实验教学的开展、加大轿车性能检测虚拟平台的利用力度、做好汽车故障的检测与维修虚拟实验教学工作、确保汽车总成拆装虚拟实验开展的科学性、凸显出汽车维护虚拟实验的重要作用。

[1] 李未,滕菲,李庆华.虚拟现实技术在汽车构造实验教学中的应用[J].长春大学学报,2018,26(13):189-193.

[2] 张平霞,朱永强.虚拟现实技术在《汽车构造》教学中的应用研究[J].拖拉机与农用运输车,2018,37(2):178-179.

Application Analysis of Virtual Reality Technology in Experimental Teaching of Automobile Structure
Yu Wendong

( College of Humanities & Information Changchun University of Technology, Jilin Changchun 130122 )

Absrtact:The emergence of virtual reality technology makes it an effective teaching method applied in automobile construction experiment teaching. With the help of virtual experiment platform based on virtual reality technology, students can easily carry out practical operation, and the efficiency of automobile construction experiment teaching can be improved to a certain extent. By analyzing the advantages of the application of virtual reality technology in automobile construction experiment teaching, this paper puts forward the effective application countermeasures of virtual reality technology in automobile construction experiment teaching.

Virtual reality technology;Automobile construction;Experimental teaching; Application countermeasures

G42

A

1671-7988(2019)14-231-02

G42

A

1671-7988(2019)14-231-02

于文东（1987.11-）男，汉族，本科，助理实验师，就职于长春工业大学人文信息学院，研究方向：汽车故障诊断技术。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.14.078