三维虚拟仿真技术在汽车维修教学中的应用

马俊超

摘要：通过三维虚拟现实仿真技术所营造的三维虚拟学习环境为同学们带来了更加优质的学习体验，有效的改善了以往的教学形式。把三维虚拟仿真技术应用到汽车维修教学中，能够使同学们在学校里就可以感受汽车维修的具体操作流程和一些新式的汽车技术。此篇文章首先阐述了虚拟仿真技术的内涵，然后分析了汽车维修教学的现状，最后着重分析了三维虚拟仿真技术在汽车维修教学过程中的应用。

关键词：三维虚拟仿真技术；汽车维修教学；应用

引言：

当今世界，科学技术迅猛发展，新技术的不断涌现迫使传统行业需要不停地进行自我升级，三维虚拟仿真技术是当前快速发展和广泛应用的新技术之一，其在工业、教育、娱乐等多个行业都有着十分广泛的应用。伴随着汽车工业技术的飞速发展，其对汽车维修教育水平提出了更高的要求，采用新技术手段来满足这个要求是我们需要深入思考的问题，而三维虚拟仿真技术与汽车维修教学的结合为提高传统汽修教学的水平提供了很好的技术手段。

一、虚拟仿真技术的内涵

虚拟仿真技术是当前科技发展的热门话题，在诸多方面有着广泛的应用，虚拟仿真技术是多种前沿技术交叉形成的新技术，主要包括仿真技术、计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、传感技术和网络技术等多种技术的集合交叉。虚拟仿真技术的具体应用主要包括环境模拟、状态感知、人機交互和传感设备等方面。环境模拟是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。状态感知是指理想的虚拟仿真技术应该具有具体应用所需要的感知能力，一般包括视觉感知、听觉感知、触觉感知、力觉感知、运动感知等。人机交互是指用户根据计算机的模拟环境做出相应的动作，同时计算机对用户的输入做出实时响应，形成交互互动的过程。

二、汽车维修教学的现状

三维虚拟仿真技术有很多优点，特别是在用户体验和人机交互两个方面有着很好的运用，这就给了传统的用实物汽车来进行维修教育的方式巨大的冲击，当然，从技术的优势和前景的广阔程度上来说，三维虚拟仿真技术是教育技术史上一个伟大的技术创新。在传统的教学模式中，实物汽车是主要的教学对象，课本为辅助材料，针对故障模式和汽车类型的不同，传统的教学手段就是老师手把手对实物汽车进行拆解或对汽车的局部进行拆装来给学生现场授课，这样的教学方式从汽车产生一直延续至今，在整个汽车历史的变化中起着很重要的作用。

但是，汽车技术的更新换代和教育技术的不断创新，让传统的用实物汽车拆装维修的教育形式暴露出许多弊端，具体表现如下：（1）汽车技术更新换代的速度越来越快，新型的以混合动力和其他动力为核心的技术正在对传统的以变速箱、发动机为核心的技术造成巨大的冲击，大背景下有关汽车维修的教育很难满足汽车技术发展的需要。（2）以实物汽车作为教学对象的传统的汽修教育方式，不能满足国家对汽修专业人才的需求，也不能较好地适应现代教育技术的更新发展。（3）从事汽车维修教育的教育者要先以提升自己的业务为出发点，弥补自身能力上的不足，破除思维的定势，这样才能让新型的技术更好地运用到具体的教学中，从而帮助新技术运用推广。

三、三维虚拟仿真技术在汽车维修教学中的应用

（一）教学内容及其特点需求分析

将三维虚拟仿真技术运用在汽车的维修教学之中，主要是依靠三维虚拟仿真技术中有关汽车维修的教学体统来完成的，整个教学内容主要由汽车的总体构成、汽车的工作原理、各分系统的检测、各零配件的拆装、故障的诊断处理、仪表的维修运用6个方面构成。改进教学模式能在一定程度上促进教学质量的提升，教育和汽车两个方面新技术的不断发展，促进了汽车维修教学模式的不断创新和改变。

就目前而言，汽车维修教学的特点主要表现如下：（1）汽车维修的专业性很强，这其中又细分为很多类别，这就要求从事汽修的人员不仅要具备扎实的理论基础，还要有一定的实践经验，将这两者进行充分的融合，才能帮助从业人员熟练地掌握好基本的维修技能。（2）使用三维虚拟仿真技术进行汽车维修教学，能让学生们更快的掌握汽车各部分的架构，帮助其熟悉从汽车总体结构到各个分系统的原理结构，以及各检测设备的使用方法、汽车故障时的判断方式以及如何采取有效的措施进行处置等等，能为学生今后从事汽修工作奠定坚实的基础。

（二）采用“虚实结合”的教学模式

利用三维虚拟仿真技术进行汽车维修教学关键就在于利用三维数字进行建模，教师首先要对汽车整车进行数字建模，其次对汽车的各零部件进行数字建模，最后对汽车的工具、仪表灯辅助的维修手段进行数字建模。学生通过三维虚拟仿真技术能对汽车的各种数据进行更为详尽的了解。如汽车各零部件、整车、工具仪表辅助的维修手段等有关的数据，这些数据包含外部尺寸、内部结构框架、内部电路的走向和布局、各零部件的具体位置等数据资料，学生通过仿真技术能清晰明确的了解汽车的结构。进行实训课程时，可以通过三维虚拟仿真技术使学生对所学知识有一定的了解，然后进入实训车间进行拆装学习，这样既能减少零部件的损耗，还能有效的提高学生的学习效率。

（三）教学的过程

进行汽车维修虚拟教学工作时，教师首先要进行教学的演示，利用三维虚拟仿真技术对汽车的各个部件进行详细的讲解，其次，要引导学生对三维模型进行探索，并要求学生在摸索汽车模型的同时要识记各个部位的名称及其安装顺序，通过多次的尝试进行正确的组装。之后将学生带入实训的场地，教师首先进行操作，将具体的操作步骤展示给学生，学生在旁观看，在学生大致掌握操作的流程后，由学生进行实物操作。整个过程以学生为主导，要注意学生的主体地位，教师仅作为引导者在旁进行补充。

四、结束语

随着科学技术的迅猛发展，我们的世界逐渐被发达的科技而被改变着，将三维虚拟仿真技术应用于汽车维修教学中有利于改善汽车维修教学现状，通过采用“虚实结合”的教学模式，有效的提升教学的效果，让更多的同学可以更好的掌握汽车的维修能力，提升自己的专业技术水平，丰富自己的汽车维修知识，成为汽车维修界的优秀人才。

参考文献：

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[2] 张士涛.模拟教学方法在汽车维修教学中的应用研究[J].天津职业院校联合学报，2016

[3] 李林.汽车检测与维修专业的人才培养[J].新疆有色金属，2009