VR技術在汽車職業(yè)教育領域中的應用探討

周定武+樂啟清

摘 要：現(xiàn)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(yè)教育的良好發(fā)展。本文從分析VR技術的分類入手，進一步對其在汽車職業(yè)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

當今時代，汽車工業(yè)與汽車技術發(fā)展迅速，因此對汽車專業(yè)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(yè)教育中，不但可以模擬實際環(huán)境中常見的維護保養(yǎng)項目，還可給學生提供反復練習機會，使教學、訓練和考核環(huán)節(jié)變得可量化和標準化，有效解決傳統(tǒng)教學中存在的系列問題，因此，本文對VR技術的分類及其在汽車職業(yè)教育領域的具體應用進行了深入探討。

一、VR技術概述

1.VR技術基本概念

虛擬現(xiàn)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(xiàn)一個較為逼真的集多種感官體驗為一體的虛擬世界，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(nèi)在發(fā)生的變化，與其中的物體發(fā)生交互，實時感知真實世界的感覺，促使人與計算機可以真正的融為一體[1]。

2.VR技術的分類

VR系統(tǒng)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(tǒng)是在PC平臺下的小型桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，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(tǒng)是通過頭盔顯示器及其它設備封閉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(tǒng)是指基于真實環(huán)境下將虛擬對象進行疊加的系統(tǒng)，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的虛擬對象；分布式VR系統(tǒng)是指通過遠程網(wǎng)絡將不同地方的多個用戶連結在一起，讓他們可以體驗同一個虛擬世界[3]。

二、VR技術在汽車職業(yè)教育領域中的應用

1.桌面式VR系統(tǒng)

桌面式VR系統(tǒng)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。

2.沉浸式VR系統(tǒng)

汽修專業(yè)學生可以利用VR技術學習實際的操作規(guī)范和創(chuàng)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(nèi)心的緊張感和恐懼感，規(guī)范按駕駛操作，進而提高學生駕照通過率。

3.增強式VR系統(tǒng)

汽修專業(yè)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(fā)現(xiàn)維修部位、所需維修工具及維修流程，此系統(tǒng)可指導維修工車輛維修工作，增強式VR系統(tǒng)非常適用于汽車維修。

4.分布式VR系統(tǒng)

高職汽車教學中，分布式VR系統(tǒng)可實現(xiàn)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(yōu)秀教師的優(yōu)質(zhì)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[3]。

三、VR技術在汽車職業(yè)教育領域的應用效果

VR技術在汽車職業(yè)教育領域的應用效果主要體現(xiàn)在三個方面：一是提高課堂教學效果?？衫肰R技術進行場景創(chuàng)設，學生可在直觀的工作過程及結構部件展示中了解發(fā)動機內(nèi)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(yè)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(yè)知識，提高學生的專業(yè)技能；二是促進教學模式改革。通過采用VR技術進行汽車實踐實訓，營造學生自主學習的良好場景，避免真實環(huán)境中人為因素的干擾，突破傳統(tǒng)教育的局限，創(chuàng)新以學生為主的探討型教學模式和合作型教學模式。教學中可充分展示學生的主體地位，啟發(fā)式教學、引導式教學、發(fā)現(xiàn)式教學等多種模式可全面實施。由原本單一的師生交流轉(zhuǎn)為師生、人機、生生之間的多方面交流；三是結合實訓條件和實訓教材，采用適合的VR系統(tǒng)，建立汽車模擬仿真實訓室，進行虛擬仿真教學，可在建設經(jīng)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，消減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(xiàn)狀，有效避免實訓中出現(xiàn)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。[3]。

結語

高職汽車技術類專業(yè)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(shù)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(fā)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技術中有機融入到汽車職業(yè)教育教學中去，隨著移動VR技術的不斷發(fā)展和VR技術中桌面式VR系統(tǒng)、沉浸式VR系統(tǒng)、增強式VR系統(tǒng)、分布式VR系統(tǒng)在汽車職業(yè)教育領域中的具體應用，可有效縮短職業(yè)教育與社會實際需求兩者間的差距，積極促進著汽車職業(yè)教育的快速發(fā)展，提高汽車專業(yè)學生職業(yè)能力水平。

參考文獻

[1]張占龍；羅辭；何為.虛擬現(xiàn)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(xiàn)實技術與應用[M].北京：清華大學出版社.2016.

[3]蔡偉明.VR技術在汽車職業(yè)教育領域中的應用綜述[J]漳州職業(yè)技術學院學報，2017，19（1）：78-81.

作者簡介

周定武（1981.2-），男，講師， 碩士，工作單位：湖南汽車工程職業(yè)學院，研究方向：汽車運用與維修技術。endprint