三維虛擬仿真技術在汽車維修教學中的應用

馬俊超

摘要：通過三維虛擬現實仿真技術所營造的三維虛擬學習環境為同學們帶來了更加優質的學習體驗，有效的改善了以往的教學形式。把三維虛擬仿真技術應用到汽車維修教學中，能夠使同學們在學校里就可以感受汽車維修的具體操作流程和一些新式的汽車技術。此篇文章首先闡述了虛擬仿真技術的內涵，然后分析了汽車維修教學的現狀，最后著重分析了三維虛擬仿真技術在汽車維修教學過程中的應用。

關鍵詞：三維虛擬仿真技術；汽車維修教學；應用

引言：

當今世界，科學技術迅猛發展，新技術的不斷涌現迫使傳統行業需要不停地進行自我升級，三維虛擬仿真技術是當前快速發展和廣泛應用的新技術之一，其在工業、教育、娛樂等多個行業都有著十分廣泛的應用。伴隨著汽車工業技術的飛速發展，其對汽車維修教育水平提出了更高的要求，采用新技術手段來滿足這個要求是我們需要深入思考的問題，而三維虛擬仿真技術與汽車維修教學的結合為提高傳統汽修教學的水平提供了很好的技術手段。

一、虛擬仿真技術的內涵

虛擬仿真技術是當前科技發展的熱門話題，在諸多方面有著廣泛的應用，虛擬仿真技術是多種前沿技術交叉形成的新技術，主要包括仿真技術、計算機圖形學、人機接口技術、多媒體技術、傳感技術和網絡技術等多種技術的集合交叉。虛擬仿真技術的具體應用主要包括環境模擬、狀態感知、人機交互和傳感設備等方面。環境模擬是由計算機生成的、實時動態的三維立體逼真圖像。狀態感知是指理想的虛擬仿真技術應該具有具體應用所需要的感知能力，一般包括視覺感知、聽覺感知、觸覺感知、力覺感知、運動感知等。人機交互是指用戶根據計算機的模擬環境做出相應的動作，同時計算機對用戶的輸入做出實時響應，形成交互互動的過程。

二、汽車維修教學的現狀

三維虛擬仿真技術有很多優點，特別是在用戶體驗和人機交互兩個方面有著很好的運用，這就給了傳統的用實物汽車來進行維修教育的方式巨大的沖擊，當然，從技術的優勢和前景的廣闊程度上來說，三維虛擬仿真技術是教育技術史上一個偉大的技術創新。在傳統的教學模式中，實物汽車是主要的教學對象，課本為輔助材料，針對故障模式和汽車類型的不同，傳統的教學手段就是老師手把手對實物汽車進行拆解或對汽車的局部進行拆裝來給學生現場授課，這樣的教學方式從汽車產生一直延續至今，在整個汽車歷史的變化中起著很重要的作用。

但是，汽車技術的更新換代和教育技術的不斷創新，讓傳統的用實物汽車拆裝維修的教育形式暴露出許多弊端，具體表現如下：（1）汽車技術更新換代的速度越來越快，新型的以混合動力和其他動力為核心的技術正在對傳統的以變速箱、發動機為核心的技術造成巨大的沖擊，大背景下有關汽車維修的教育很難滿足汽車技術發展的需要。（2）以實物汽車作為教學對象的傳統的汽修教育方式，不能滿足國家對汽修專業人才的需求，也不能較好地適應現代教育技術的更新發展。（3）從事汽車維修教育的教育者要先以提升自己的業務為出發點，彌補自身能力上的不足，破除思維的定勢，這樣才能讓新型的技術更好地運用到具體的教學中，從而幫助新技術運用推廣。

三、三維虛擬仿真技術在汽車維修教學中的應用

（一）教學內容及其特點需求分析

將三維虛擬仿真技術運用在汽車的維修教學之中，主要是依靠三維虛擬仿真技術中有關汽車維修的教學體統來完成的，整個教學內容主要由汽車的總體構成、汽車的工作原理、各分系統的檢測、各零配件的拆裝、故障的診斷處理、儀表的維修運用6個方面構成。改進教學模式能在一定程度上促進教學質量的提升，教育和汽車兩個方面新技術的不斷發展，促進了汽車維修教學模式的不斷創新和改變。

就目前而言，汽車維修教學的特點主要表現如下：（1）汽車維修的專業性很強，這其中又細分為很多類別，這就要求從事汽修的人員不僅要具備扎實的理論基礎，還要有一定的實踐經驗，將這兩者進行充分的融合，才能幫助從業人員熟練地掌握好基本的維修技能。（2）使用三維虛擬仿真技術進行汽車維修教學，能讓學生們更快的掌握汽車各部分的架構，幫助其熟悉從汽車總體結構到各個分系統的原理結構，以及各檢測設備的使用方法、汽車故障時的判斷方式以及如何采取有效的措施進行處置等等，能為學生今后從事汽修工作奠定堅實的基礎。

（二）采用“虛實結合”的教學模式

利用三維虛擬仿真技術進行汽車維修教學關鍵就在于利用三維數字進行建模，教師首先要對汽車整車進行數字建模，其次對汽車的各零部件進行數字建模，最后對汽車的工具、儀表燈輔助的維修手段進行數字建模。學生通過三維虛擬仿真技術能對汽車的各種數據進行更為詳盡的了解。如汽車各零部件、整車、工具儀表輔助的維修手段等有關的數據，這些數據包含外部尺寸、內部結構框架、內部電路的走向和布局、各零部件的具體位置等數據資料，學生通過仿真技術能清晰明確的了解汽車的結構。進行實訓課程時，可以通過三維虛擬仿真技術使學生對所學知識有一定的了解，然后進入實訓車間進行拆裝學習，這樣既能減少零部件的損耗，還能有效的提高學生的學習效率。

（三）教學的過程

進行汽車維修虛擬教學工作時，教師首先要進行教學的演示，利用三維虛擬仿真技術對汽車的各個部件進行詳細的講解，其次，要引導學生對三維模型進行探索，并要求學生在摸索汽車模型的同時要識記各個部位的名稱及其安裝順序，通過多次的嘗試進行正確的組裝。之后將學生帶入實訓的場地，教師首先進行操作，將具體的操作步驟展示給學生，學生在旁觀看，在學生大致掌握操作的流程后，由學生進行實物操作。整個過程以學生為主導，要注意學生的主體地位，教師僅作為引導者在旁進行補充。

四、結束語

隨著科學技術的迅猛發展，我們的世界逐漸被發達的科技而被改變著，將三維虛擬仿真技術應用于汽車維修教學中有利于改善汽車維修教學現狀，通過采用“虛實結合”的教學模式，有效的提升教學的效果，讓更多的同學可以更好的掌握汽車的維修能力，提升自己的專業技術水平，豐富自己的汽車維修知識，成為汽車維修界的優秀人才。

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