VR技術在汽車職業教育領域中的應用探討

周定武 樂啟清

[摘 要] 現階段，高職汽車教育教學中存在教學成本較高、安全隱患較多、演示效果較差等許多問題，而這些問題嚴重制約了當前汽車職業教育的良好發展。從分析VR技術的分類入手，進一步對其在汽車職業教育過程中的具體應用及其應用成效展開了探討。

[關 鍵 詞] VR技術；高職教育；汽車教學

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）35-0222-01

當今時代，汽車工業與汽車技術發展迅速，因此對汽車專業人才的選拔標準也越來越高。此時如果將移動VR技術應用于汽車職業教育中，不但可以模擬實際環境中常見的維護保養項目，還可給學生提供反復練習機會，使教學、訓練和考核環節變得可量化和標準化，有效解決傳統教學中存在的系列問題。

一、VR技術概述

（一）VR技術基本概念

虛擬現實技術又簡稱VR技術，VR技術興起于20世紀90年代，是一種以計算機技術為主的新型信息技術，通過綜合利用三維圖形技術、多媒體技術、仿真技術以及傳感技術等多種高新技術成果，通過計算機等設備展現一個較為逼真的集多種感官體驗于一體的虛擬世界，使人置身于虛擬世界之中便如身臨其境。人們可以通過虛擬世界觀察周圍世界及物體內在發生的變化，與其中的物體發生交互，實時感知真實世界的感覺，促使人與計算機真正融為一體[1]。

（二）VR技術的分類

VR系統可具體分為桌面式、沉浸式、增強及分布式四種[2]。桌面式VR系統是在PC平臺下的小型桌面虛擬現實系統，通過中低端圖形工作站和立體顯示器，進而形成虛擬場景；沉浸式VR系統是通過頭盔顯示器及其他設備封閉VR用戶的所有感官，為用戶提供一個虛擬空間；增強式VR系統是指基于真實環境下將虛擬對象進行疊加的系統，可以使用戶看到真實存在的世界，同時可以看到真實世界上疊加的虛擬對象；分布式VR系統是指通過遠程網絡將不同地方的多個用戶聯結在一起，讓他們可以體驗同一個虛擬世界。

二、VR技術在汽車職業教育領域中的應用

（一）桌面式VR系統

桌面式VR系統是初級的VR技術，所以使用成本較低、結構簡單、應用十分廣泛。在普通的PC平臺只要安裝軟件就可以使用，汽車3D結構展示功能、模擬拆裝功能、安全故障檢修功能、日常維護功能，用戶可以通過鼠標、鍵盤操控模擬工具與模擬場景進行互動。

（二）沉浸式VR系統

汽修專業學生可以利用VR技術學習實際的操作規范和創設真實的維修場景，并且沉浸該場景中進行車輛故障檢測和診斷訓練；學生在沉浸式VR技術訓練其虛擬駕駛能力，可減少初學者內心的緊張感和恐懼感，規范按駕駛操作，進而提高學生的駕照通過率。

（三）增強式VR系統

汽修專業學生通過佩戴VR眼鏡，連接電腦給車輛故障診斷和維修方面提供一定的建議，從維修工角度觀察疊加彩色3D圖像發現維修部位、所需維修工具及維修流程，此系統可指導維修工車輛維修工作，增強式VR系統非常適用于汽車維修。

（四）分布式VR系統

高職汽車教學中，分布式VR系統可實現遠程教育和技術指導，通過與慕課教育模式的有效結合，可以讓不同地方的學生接受到優秀教師的優質課程教學，有效解決當前教育中學習資源短缺和失衡的問題。

三、VR技術在汽車職業教育領域的應用效果

VR技術在汽車職業教育領域的應用效果主要體現在三個方面：（1）提高課堂教學效果?？衫肰R技術進行場景創設，學生可在直觀的工作過程及結構部件展示中了解發動機內部運行原理，通過虛擬場景中的模擬訓練進而通過考核。另外，教師通過提供系列有關專業知識和技能的教學游戲，學生可通過交互設備與虛擬場景進行交互，原本枯燥的訓練開始有趣化，深化專業知識，提高學生的專業技能。（2）促進教學模式改革。通過采用VR技術進行汽車實踐實訓，創設學生自主學習的良好場景，避免真實環境中人為因素的干擾，突破傳統教育的局限，創新以學生為主的探討型教學模式和合作型教學模式。教學中可充分體現學生的主體地位，啟發式教學、引導式教學、發現式教學等多種模式可全面實施。由原本單一的師生交流轉為師生、人機、生生之間的多方面交流。（3）結合實訓條件和實訓教材，采用適合的VR系統，建立汽車模擬仿真實訓室，進行虛擬仿真教學，可在建設經費不足、場地緊缺的問題上起到一定程度的緩解作用，擺脫設備落后的困境，降低汽車實訓設備投入和縮減實訓設備維護及維修成本，進而改善實訓教師缺乏的現狀，有效避免實訓中出現設備損壞、人員受傷的風險，便于加強實訓過程的管理和控制，進而有效提高汽車實訓的整體效果及效率。

高職汽車技術類專業崗位能力要求高、辦學成本高、設備損耗、消耗大、投入大。為有效解決目前大多數高職院校中普遍存在因車輛及配套設備價格較高、實訓教學教師資源匱乏、實訓過程耗材量較大、演示效果不佳、學生實訓興趣下降、教學成本過高以及汽車實訓中有的學生因發生錯誤操作導致設備損壞和安全事故等隱患等問題，可將VR技術中有機融入汽車職業教育教學中，隨著移動VR技術的不斷發展和VR技術中桌面式VR系統、沉浸式VR系統、增強式VR系統、分布式VR系統在汽車職業教育領域中的具體應用，可有效縮小職業教育與社會實際需求兩者間的差距，積極促進汽車職業教育的快速發展，提高汽車專業學生職業能力水平。

參考文獻：

[1]張占龍，羅辭，何為.虛擬現實技術概述[J].計算機仿真，2005，22（3）：1-3.

[2]王晶琳，焦瑋.虛擬現實技術與應用[M].清華大學出版社，2016.