VR技术在汽车专业实践教学中的应用探索

周定武

目前，我国高科技技术飞速发展，其中VR技术脱颖而出。不仅如此，VR技术在人们的生产和生活等多种领域中已经变得越来越重要，并逐渐表现出必要性和不可替代性。比如，在汽车专业实践教学中，其已经在不断地发挥着它的作用。本文通过对VR技术的概念及其在汽车专业实践教学重要性进行概述分析，逐步阐述当前我国汽车专业教学中存在的问题，并列举出VR技术在汽车专业实践教学中的实际应用。

引言：近年来，随着人们生活水平的不断提升，汽车逐渐走进每个人的家中。或许驾驶汽车对人们来说很简单，但实际上汽车却是一个涉及多种学科领域知识的复杂综合性物体。以此类推，汽车专业毫无疑问是一个综合性很高的专业。因此，对于汽车专业实践教学来说，就需要一些新兴且有效的教学手段和教学方法来提升教学质量。VR技术以一种新形势下的新技术出现在汽车专业实践教学当中，提高了学生的学习兴趣并有效地改善了其教学效果。

1 概念及重要性

1.1 VR技术的概念及其特征

所谓VR技术，其实就是指的虚拟现实技术。这个新概念是于20世纪80年代初，由美国VRL公司的创始人拉尼尔最先提出。VR技术是为了帮助人们可以更好地加深对事物的感受或对虚拟事物有更好的认识，以虚拟现实仿真平台为载体，从而让人们达到身临其境的效果同时实现现实环境与虚拟环境之间交互感完美体现的技术。其中，虚拟环境又可理解为由计算机生成的一个可交互的三维环境。虚拟现实技术的成功之处就在于其将计算机仿真技术、显示技术、传感技术等多领域技术巧妙的结合着在一起，体现出此技术的沉浸性、交互性、想象性这三个基本特征。

1.2 VR技术应用于汽车专业教学中的必要性

有关于汽车专业知识的传授除了理论教学外，最重要的就是对实践操作技术的掌握，而这就要求学校应该注重对学生进行实训教学来提升其专业能力。目前在汽车专业实践教学中的主要教学方式还是虚拟实验系统，该系统则是基于VR技术，从而对实践场景进行虚拟塑造，以便达到对实验的高度模仿，让学生有更好的代入感、参与感。利用仿真技术实践教学方法，并以现代教学作为启发学生和传授学生的主要方向，不仅能更好的提高学生学习汽车专业相关知识的积极性，还可以弥补学校因教学资源不足而导致的教学效果差的缺点。

2 汽车专业教学中存在的问题

2.1 场地限制较为突出、不能大范围的布置实训室

汽车行业不像其他小型行业一样，其设备占地面积较大，对场地的要求非常的高，所以汽车专业实践教学就容易会受到场地上的限制。与此同时，由于设备的高额费用以及在实际操作中与现实的差异，从而无法大范围的布置实验室。实验室作为学生进行实践学习的基本场地，没有了学习实践的载体，其学科实践学习将难以顺利进行。由于场地限制问题而带来的隐患还有很多，其中最为典型的就是当教师为学生进行实际操作示范演练时，学生无法更直观、更全面地觀看到更为细致的操作行为，教师也无法像在场地较为宽阔的实验室进行教学更加得心应手，不能很好地照顾到现场的每一位同学，解决场地问题至关重要。

2.2 汽修设备更新换代较快、学校难以支撑其换代费用

汽修设备是对汽车进行故障修理恢复的基础，而与此同时汽修设备又紧随着技术的发展而更替变化。目前我国汽车行业正在飞速发展，汽修设备更新换代越来越快，而随之带来问题也越来越明显。比如：由于汽修工作对设备存在一定的要求，一个好的汽修设备就要在精准度上有足够的保障，造成了学校在教学资金方面存在很大的压力。也正因如此，很大一部分学校无法支撑因设备更新带来的巨额费用，以致于在教学设备和社会需求上出现了严重的不协调。

2.3 对实体实训设备的不熟悉，常常造成意外危险和设备损坏

当前仍存在一部分学校忽视对汽车专业学生的实践教学，尤其是对实体实训设备初期使用的教学力度极度欠缺。除此之外，教师对设备的了解程度也不够深入，仍然停留在设备的浅层次技术方面，大大的降低了实践教学的教学质量。实践教学力度长期不足将直接导致学生对汽修设备不熟悉甚至不了解的问题突出，而对于汽车专业实体实训设备的熟悉、掌握需要一定时间和过程的经验累积，事实表明，对于实体实训设备表现出不熟悉、不了解的学生，往往更容易出现损坏实体实训设备的现象，严重的甚至会因为操作不当等问题而造成意外的人员伤亡。

3 VR技术在汽车专业实践教学中的应用

3.1 VR技术在生产见习中的应用

生产见习是汽车专业学生在学习中所要经历的必要过程。生产见习是通过让学生到达现场，从而达到每一位学生都可以深入地了解实体实训设备，真正地认识生产线的教学目的。但在实际生产和生活中，由于汽车公司的要求以及学校师资力量和教学经费的限制，学生可以真正参观的实地的很少，或者说大多数学生都没有机会去汽车公司进行参观的机会。VR技术的出现正好为这一问题找到了出路，合理地利用VR技术不受时间和空间上限制的特点，将VR技术融合于生产见习中，将汽车生产线虚拟再现，达到让学生可以身临其境的效果。VR技术的运用，使学校以一种投入最少的方式，让更多的学生参与其中，享受学习过程，增强学习兴趣。

3.2 VR技术在汽车类专业实验教学中的应用

建模和仿真作为VR技术的核心，在很大程度上让使用者感受到更加真实的感受。通过对汽车驾驶时的操作及环境的模拟，让学生拥有身临其境的感受，从而使学生在较短时间内了解和掌握对汽车驾驶的基本操作方法以及行为规范。因为模拟训练具有可反复性，方便了学生根据自身对设备掌握的实际情况来指定训练计划。目前，VR技术在汽车专业实验教学中的应用已经渗透到各个课程的教学中，其中包括：发动机拆装实验、汽车构造实验以及驾驶试验等多个实验课程。各种虚拟实验课程的开设增强了学生学习主动性，有效提高了学生自身实践操作能力。

3.3 VR技术在汽车类专业汽车检测、故障维修实践中的应用

关于汽车类专业汽车检测以及故障维修，绝大部分学校由于条件限制，无法为学生提供实际操作的机会。运用VR技术构建各种情况下汽车故障的虚拟模型，让学生在这种虚拟环境下进行反复实践训练。不得不说，VR技术在汽车专业实践教学中的应用，让学生更加深刻地体会到汽车检测、故障维修中所可能会遇到的问题和状况，提高了学生的学习动力和实践能力。一方面，解决了学校因为场地或经费等问题的限制而无法为学生提供良好的、较为完善的教学环境的问题。另一方面，由VR技术构建的虚拟模型不会存在对实体实训设备的损坏的现象，与此同时，一些不必要的人员伤亡也就此避免。

结语：VR技术走进汽车专业实践教学领域是时代发展的必然结果，通过虚拟实验系统构建实验操作场景，很好地解决了因学校实践教学场地限制，设备更新换代费用不足以及因学生对实体实训设备陌生造成不必要伤亡损失等众多问题。以VR技术为基础的汽车专业教学中，学生大多兴趣高涨，积极性较为明显，与此同时学生的创新意识和创新能力都有明显提高。尽管VR技术还没有达到十全十美的境界，但VR领域作为当前最具有前景的领域之一，随着其不断完善，一定会给汽车专业实践教学带来意想不到的惊喜。

本文系湖南汽车工程职业学院 “基于移动VR技术的汽车维修类课程教学资源建设研究与实践”项目编号为：XJK18CZY042职业教育课题的阶段性研究成果。

（作者单位：湖南汽车工程职业学院）