虛擬現(xiàn)實技術(shù)在汽車構(gòu)造實驗教學(xué)中的應(yīng)用分析

于文東

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在汽車構(gòu)造實驗教學(xué)中的應(yīng)用分析

于文東

（長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院，吉林 長春 130122）

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的出現(xiàn)，使其成為運用到汽車構(gòu)造實驗教學(xué)中的有效教學(xué)手段，借助基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)下的虛擬實驗平臺，便于學(xué)生進行實際操作，使汽車構(gòu)造實驗教學(xué)的效率獲得一定的提升。文章通過分析汽車構(gòu)造實驗教學(xué)中虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用的優(yōu)勢，同時提出了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在汽車構(gòu)造實驗教學(xué)中的有效應(yīng)用對策。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)；汽車構(gòu)造；實驗教學(xué)；應(yīng)用對策

前言

得益于科技不斷進步的影響，虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)運而生，并且在教學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中得到了廣泛的運用，徹底改變了從前的教學(xué)方式，獲得了一定的教學(xué)成效。對于汽車構(gòu)造教學(xué)領(lǐng)域來說，長期以來，主要以實際的發(fā)動機與變速器等設(shè)備為主，依靠教師的演示和講解方式，再安排學(xué)生自行實施拆裝操控，不但易于出現(xiàn)安全問題，而且教學(xué)效率較低。基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)下，能構(gòu)建相應(yīng)的虛擬拆裝系統(tǒng)，以供學(xué)生進行操作練習(xí)，使整體的教學(xué)質(zhì)量獲得保障。鑒于此，深入探究與分析虛擬現(xiàn)實技術(shù)在汽車構(gòu)造實驗教學(xué)中的應(yīng)用對策顯得尤為必要，具有重要的研究意義和實踐價值。

1 汽車構(gòu)造實驗教學(xué)中虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用的優(yōu)勢分析

從當(dāng)前的情況來看，優(yōu)勢如下：

第一，使當(dāng)前的汽車構(gòu)造實驗教學(xué)方式獲得優(yōu)化，并激發(fā)了學(xué)生的參與熱情和學(xué)習(xí)興趣。引入虛擬現(xiàn)實技術(shù)后，讓汽車構(gòu)造實驗教學(xué)工作的開展不再受到時間與地域方面的束縛。教師利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，為學(xué)生創(chuàng)建一個虛擬的學(xué)習(xí)氛圍，在向?qū)W生講授相關(guān)汽車構(gòu)造知識的基礎(chǔ)上，讓更多的學(xué)生愿意參與到良好的學(xué)習(xí)活動當(dāng)中[1]。第二，汽車構(gòu)造實驗教學(xué)效率和質(zhì)量獲得提升。學(xué)生通過實施拆裝操作以前，事先運用虛擬的拆裝軟件加以訓(xùn)練，降低了實際拆裝時形成的失誤幾率，并且讓學(xué)生對整個拆裝流程更加了解與熟悉，達到最終的實驗教學(xué)目的。第三，讓汽車構(gòu)造實驗教學(xué)的費用成本下降。由于學(xué)生可以事先借助虛擬拆裝軟件進行訓(xùn)練，讓由于失誤操控導(dǎo)致的設(shè)備受損數(shù)量減少，使相關(guān)設(shè)備的維修經(jīng)濟成本降低[2]。第四，拓展了汽車構(gòu)造實驗教學(xué)的廣度及深度。比如：針對那些擁有較高危險及實操性困難的實驗，均能夠運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，讓學(xué)生實施虛擬實驗操作，無疑拓展了汽車構(gòu)造實驗教學(xué)的深度。學(xué)生通過使用有關(guān)的虛擬仿真軟件，在拓展其具體內(nèi)容的同時，達到幫助學(xué)生熟悉產(chǎn)品拆裝流程的效果。由此可見，在汽車構(gòu)造實驗教學(xué)中運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)擁有很大的優(yōu)勢。

2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在汽車構(gòu)造實驗教學(xué)中的有效應(yīng)用對策

2.1 重視有關(guān)汽車理論虛擬實驗教學(xué)的開展

對于汽車專業(yè)而言，汽車理論屬于其中不可或缺的課程內(nèi)容之一，主要涵蓋了汽車的動力理論、操控穩(wěn)定性與制動性、燃油經(jīng)濟以及汽車行駛的平穩(wěn)性等等，這當(dāng)中的部分實驗需要依靠相應(yīng)教師的指導(dǎo)予以開展，學(xué)生在此過程當(dāng)中僅可以借助相關(guān)檢測儀設(shè)備查看相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。而借助虛擬實驗的方式，帶給學(xué)生直觀的學(xué)習(xí)體驗。比如：下圖1代表的是汽車的風(fēng)洞實驗，學(xué)生依靠這種虛擬實驗方式，了解到風(fēng)阻帶給汽車動力性方面的影響情況。

圖1 轎車的虛擬風(fēng)洞實驗圖

2.2 加大轎車性能檢測虛擬平臺的利用力度

一般而言，在車輛工程課程當(dāng)中涵蓋了針對汽車性能的檢測內(nèi)容，假如運用真實實驗的方式，可能存在很大的安全風(fēng)險，但是運用虛擬仿真實驗的方法，能夠避免不必要的安全風(fēng)險。進行轎車的相關(guān)性能檢測虛擬實驗的過程當(dāng)中，學(xué)生能夠針對轎車的不同類型操控加以模擬，進而使轎車的運作發(fā)生相應(yīng)的改變，見下圖2，其中涵蓋了轎車操控點火開關(guān)、制動板以及變速器裝置的換擋處理等，利用該虛擬實驗系統(tǒng)，能夠結(jié)合學(xué)生的具體輸入情況，以不同的聲音作為搭配加以模擬，凸顯出一定的真實性，使得轎車的運作狀態(tài)發(fā)生變化，最終完成對其性能進行檢測的任務(wù)。

2.3 做好汽車故障的檢測與維修虛擬實驗教學(xué)工作

依靠有關(guān)的虛擬實驗操作系統(tǒng)，能夠供給學(xué)生多達上百種類型的故障，諸如常見的凸輪軸位置的傳感器裝置線路斷路、發(fā)動機的冷卻液溫度太高等。此時，學(xué)生能夠在虛擬實驗系統(tǒng)內(nèi)同時選擇不同的故障，進而處于虛擬的車間場景內(nèi)加以故障檢測處理。基于此虛擬場景環(huán)境內(nèi)，學(xué)生能夠運用操控虛擬舉升機的方式，實現(xiàn)對汽車相應(yīng)的舉升情況的管控，同時以汽車底盤的角度加以細致查看，完成故障的檢測分析任務(wù)。

圖2 轎車的操控界面圖

2.4 確保汽車總成拆裝虛擬實驗開展的科學(xué)性

通常情況之下，對于汽車總成拆裝虛擬實驗而言，主要涵蓋了汽車的總成拆裝與零部件的拆裝不同的種類。教師可以利用相應(yīng)的虛擬拆裝環(huán)境，提供給學(xué)生們具體的拆裝臺架、工具設(shè)備以及拆裝維修的說明等，此時學(xué)生們能夠?qū)嵤?60°的發(fā)動機拆裝臺架翻轉(zhuǎn)操控。而對于由虛擬實驗環(huán)境中所供給的工具設(shè)備，其中涵蓋了不同規(guī)格與種類的板子、套筒、鉗子以及扭力扳手等設(shè)備。同時借助系統(tǒng)，為學(xué)生們進行汽車發(fā)動機拆卸流程的細致說明，同時介紹該過程當(dāng)中相關(guān)工具設(shè)備的具體運用方式。

2.5 凸顯出汽車維護虛擬實驗的重要作用

教師通過開展汽車維護虛擬實驗，借助其平臺，能夠提供給學(xué)生多達上百個汽車維護相關(guān)的項目，在這當(dāng)中，涵蓋了定期檢查、電解液、潤滑油、冷卻液以及機油濾清器裝置的更換、火花塞的利用狀況、發(fā)動機裝置運作情況、車燈功能正常與否以及雨刮器的開關(guān)功能正常與否等情況的檢查和分析。

3 結(jié)論

本文通過分析汽車構(gòu)造實驗教學(xué)中虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用的優(yōu)勢，同時提出了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在汽車構(gòu)造實驗教學(xué)中的有效應(yīng)用對策：重視有關(guān)汽車理論虛擬實驗教學(xué)的開展、加大轎車性能檢測虛擬平臺的利用力度、做好汽車故障的檢測與維修虛擬實驗教學(xué)工作、確保汽車總成拆裝虛擬實驗開展的科學(xué)性、凸顯出汽車維護虛擬實驗的重要作用。

[1] 李未,滕菲,李慶華.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在汽車構(gòu)造實驗教學(xué)中的應(yīng)用[J].長春大學(xué)學(xué)報,2018,26(13):189-193.

[2] 張平霞,朱永強.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在《汽車構(gòu)造》教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].拖拉機與農(nóng)用運輸車,2018,37(2):178-179.

Application Analysis of Virtual Reality Technology in Experimental Teaching of Automobile Structure
Yu Wendong

( College of Humanities & Information Changchun University of Technology, Jilin Changchun 130122 )

Absrtact:The emergence of virtual reality technology makes it an effective teaching method applied in automobile construction experiment teaching. With the help of virtual experiment platform based on virtual reality technology, students can easily carry out practical operation, and the efficiency of automobile construction experiment teaching can be improved to a certain extent. By analyzing the advantages of the application of virtual reality technology in automobile construction experiment teaching, this paper puts forward the effective application countermeasures of virtual reality technology in automobile construction experiment teaching.

Virtual reality technology;Automobile construction;Experimental teaching; Application countermeasures

G42

A

1671-7988(2019)14-231-02

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于文東（1987.11-）男，漢族，本科，助理實驗師，就職于長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院，研究方向：汽車故障診斷技術(shù)。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.14.078