汽車虛擬仿真實訓室的建設

劉從鋒

【摘要】本文分析了我校汽車專業實訓教學的現狀及存在的問題，隨著計算機科學技術的日益成熟，且與其它學科的關系日益緊密，使仿真虛擬技術在科學研究、職業教育實訓等方面得到廣泛關注和應用，利用防真虛擬技術輔助我校實訓教學，可以解決困惑我校的實訓設備短缺、實訓效果不理想等問題。節約學校的資金投入，促進學生的學習積極性，對培養學生動手實踐能力和創新意識有深遠的影響。從而提高專業教學的質量，加快高素質人才培養的速度，為我校實訓教學改革提出了新思路、新途徑和新方向。

【關鍵詞】實訓教學；仿真虛擬實訓；教學改革

前 言

國家高度重視職業教育事業發展，職業教育規模不斷擴大，對完善我國職業教育結構，服務經濟社會等方面發揮了積極作用。但同時，目前我國職業院校辦學條件和教學設備供給情況并不是那么盡如人意，“雙師型”專業教師數量不足，質量保障體系不夠完善，辦學機制和教學方法改革有待突破等等問題，嚴重制約了職業教育快速發展。

加強實訓中心裝備建設、保證實踐教學時間，是滿足學生培養目標的前提條件和重要保證。 因而，各職業學校在實訓儀器設備和實訓教學管理上都加大了資金和人員投入，紛紛建立設備齊全的實訓室和實訓基地，為實訓教學的開展提供基本保障。即便如此，由于經費投入、設備更新換代、場地限制和擴招的原因，很多學校存在實訓資源緊張，學生操作技能練習不足等問題，這將大大降低學生的動手能力和就業的競爭力。因此除了傳統設備的投入，必須考慮利用虛擬技術來解決當前實訓中存在的一些問題。

一、我校實訓教學存在的主要問題

1.設備先進性保持時間短

目前，我校實訓室中存在的一個突出問題就是硬件條件差，學校教育經費嚴重不足，有些先進設備學校根本無力購買，生均設備費與教育部的要求相差甚遠，生均占有的儀器設備數額少，檔次低。結果導致相關課程的實訓基本無法開出，有些勉強開出的實訓也由于設備數量嚴重不足滿足不了學生動手的需求。同時都是購買了一批設備要使用到設備的報廢年限為止，而實際生產企業的設備更新換代很快，這樣從學校培養出去的學生并不能夠在很短的時間內適應崗位工作的需要。這很難做教育部提到的“基地設備保持同期企業生產使用設備水平，并具有一定的超前性”要求。

2.實訓開放性不夠

我校要面向學生、企業、社會，開拓實訓、培訓、科研等全方位的社會服務。實際上學校在滿足學生實訓的前提下，真正能面向企業、社會開放的時間非常少，這主要是實訓資源少、實訓基地機制不靈活、基地受時間和空間約束過多等原因造成的

二、仿真虛擬技術概念的提出及應用

技工院校實訓存在的問題隨著國家對職業教育教學的日益重視，職業教育正在以前所未有的速度向前發展，而實訓作為提高學生職業技能的重要手段也越來越多地受到關注，但實訓室作為實訓教學的重要場所卻因為諸多客觀條件的制約。建設受到了各方面的限制一方面，每個技工學校都不可能在短時間內建設所需要的所有實訓室，而且某些實訓室的建設是很困難的：另一方面 ，即使實訓室可以建設，又會面臨設備更新換代的問題，任何一個實訓室都不可能“永葆青春”而仿真虛擬實訓進入實訓教學將對探索和發展現代教育思想、提高教育技術 、水平、改善實驗實訓環境、優化教學過程、培養具有創新意識和創新能力的人才產生深遠的影響。并將有助于解決某些具有危險性的實訓場所不可視、不可摸等的問題，同時，還可以解決技工學校普遍存在的實訓設備和場地不足、型號落后、陳舊等問題。

現在汽車技術發展很快，設備的更新永遠趕不上實際需要，仿真虛擬技術在實訓中得到很廣泛的應用價值，相對來說軟件的更新要方便的多，投資也小，學生可以通過仿真虛擬技術軟件及時了解到新技術、新發展。也有很多實訓項目已經有限的使用仿真虛擬技術技術解決了一些實際問題。我們完全可以利用仿真虛擬技術技術中成熟的部分完成對實訓的輔助工作。

三、在實訓中采用仿真技術的成效

1.仿真實訓能解決設備短缺和落后問題

開發和應用虛擬實訓室，可以從根本上解決現階段學校實訓教學的主要問題，它提供了型號齊全、用之不竭、永遠不會損壞的實訓設備，并且可以不斷地擴充和發展，虛擬實訓室的功能可以隨著軟件維護的進行而不斷進步。利用虛擬現實系統，可以彌補這些方面的不足，學生足不出戶便可以做各種各樣的實訓，獲得與真實實訓一樣的體會，從而豐富感性認識，加深對教學內容的理解，減少經費的投入，并可向網絡學院、虛擬教育延伸。

2.仿真實訓可以為學院節約資金投入

構建仿真虛擬實訓室最主要的投資就是計算機及軟件開發費用，大多數學校只要原來的計算機設備上加上合適的軟件和較少的硬件就可以構成具有更完善實訓設備的現代化實訓室。所以，構建虛擬實訓室所需投資遠遠低于實際實訓室的投資額。如購買一輛教學用臺架、檢測設備、整車等，如果初學時就讓學生直接在整車上操作，可能出現耗材增加、損壞加劇、浪費材料等現象，甚至因操作失誤對學生造成人身危害。引入汽車專業教學仿真虛擬系統進行技能操作，可以大大降低訓練的消耗，大大提高了實習效率降低了實習成本。實訓所需器材種類和數量不受限制，一旦實訓室建立起來了，實訓設備取之不盡，用之不竭，同時節省了實訓設備更新換代所需的投入，實訓設備卻能永遠保持其先進性、全面性、完整性。由于學生操作的是虛擬設備，所以不存在由于操作失誤所引起的實訓損耗，省了實訓室設備的維修、保養費用。

3.避免真實實訓或操作所帶來的各種危險

以往對于危險的或對人體健康有危害的實訓，一般采用電視錄像的方式來取代實訓，學生無法直接參與實訓，獲得感性認識。利用虛擬現實技術進行虛擬實訓，則可以免除這種顧慮。學生在虛擬實訓環境中，可以放心地去做各種危險的或危害人體的實訓。

四、總結

通過仿真技術在汽車實訓課程教學中的運用，實現在學生進入實物訓練前能夠熟練掌握操作的技術規程和操作工藝，為縮短和強化實物操作奠定基礎。即在虛擬訓練中能夠達到既能滿足教師演示方便和學生反復訓練需要，又能在演練過程中充分在嚴格的規范約束下進行，諸如零部件認知，熟悉操作技術要領，允許學生在一個對實物不造成影響或不受場地等限制的環境下進行，反復的認識、理解、訓練，掌握到一定程度后再到實物上進行訓練，由于掌握了操作的規范性要求和基本技術要求，轉到實物訓練后可主要進行直觀性和熟練程度的訓練，可以大大縮短實物訓練的周期，提高實物教學設備利用率。由于學生基本掌握了訓練的規范性要求，在實物訓練中大大減少非正常耗損，有效解決了辦學條件和教育資源還相對存在某些匱乏和不足所帶來對實訓教學效果的影響。

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