虛擬仿真系統(tǒng)在汽修專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用
隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和汽車市場(chǎng)的不斷壯大，汽車作為人們基本的交通工具越來越受到人們的青睞，我國人均汽車擁有量越來越大。然而，汽車維修服務(wù)在我國明顯滯后，汽車維修技能型人才明顯短缺。因此，大力培養(yǎng)汽車維修技能型人才，提高汽車維修專業(yè)教學(xué)質(zhì)量，優(yōu)化教學(xué)條件成為各中職院校教學(xué)改革的重點(diǎn)。當(dāng)前，各中職院校在汽修專業(yè)教學(xué)方面還存在著諸多問題。汽修專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀
1.課堂理論教學(xué)枯燥乏味
在日常課堂教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，由于中職學(xué)生入學(xué)的理論基礎(chǔ)就相對(duì)較弱，學(xué)生對(duì)于汽車原理知識(shí)缺乏興趣?，F(xiàn)在大部分技校汽修專業(yè)都采用一體化教學(xué)，理論教學(xué)和實(shí)習(xí)教學(xué)的相結(jié)合，這種教學(xué)方式，在很大程度上可以改善學(xué)生的厭學(xué)情緒，學(xué)生對(duì)簡單的拆裝、檢測(cè)等實(shí)踐學(xué)習(xí)興趣較高，但在學(xué)生參與程度上，學(xué)生的參與是被動(dòng)的，技能的掌握方式是模仿型的。因此，學(xué)生的參與程度只停留在模仿操作的層面上，其自覺、努力的程度低下，在學(xué)習(xí)過程中容易出現(xiàn)從一開始的“我要學(xué)”逐步衰變成為以后的“要我學(xué)”。
2.理實(shí)一體化對(duì)教師要求高
教師的水平?jīng)Q定學(xué)生的水平。沒有高素質(zhì)的教師隊(duì)伍，就不能培養(yǎng)出合格的學(xué)生。要建立一支高素質(zhì)、結(jié)構(gòu)合理的專業(yè)教師隊(duì)伍，除具備教師的基本素質(zhì)外，主要是對(duì)專業(yè)教師的理論知識(shí)和實(shí)操能力方面提出更高的要求。對(duì)于從事汽車維修教育的教師來說，汽車技術(shù)飛速發(fā)展，教師的專業(yè)知識(shí)和操作技能能否跟上汽車技術(shù)的發(fā)展，是影響技工教育培養(yǎng)合格畢業(yè)生的一個(gè)重要因素。但實(shí)際操作過程中卻發(fā)現(xiàn)，由于老師的個(gè)人水平與經(jīng)驗(yàn)不盡相同，真正上同一個(gè)知識(shí)點(diǎn)是卻是“各念各的經(jīng)”。缺乏統(tǒng)一的系統(tǒng)化的實(shí)訓(xùn)模式。部分大學(xué)本科畢業(yè)的老師，黑板上講得頭頭是道，到實(shí)訓(xùn)室遠(yuǎn)不如一位高中都沒畢業(yè)的老師傅，然而老師傅也有其缺憾之處，雖然會(huì)做會(huì)修，但讓他講出來或者通過合理的理論傳授給學(xué)生那也是難上加難。
3.實(shí)訓(xùn)設(shè)備損壞、材料的消耗大
眾所周知，汽車實(shí)體教學(xué)設(shè)備十分昂貴，教師的教學(xué)培訓(xùn)費(fèi)用也非常高，加上學(xué)生對(duì)設(shè)備不熟悉在實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生設(shè)備損壞，這些都增加了成本投入。有的學(xué)校實(shí)訓(xùn)室的管理老師不敢對(duì)學(xué)生開放，幾萬的設(shè)備，學(xué)生幾個(gè)小動(dòng)作就要修半天。又比如在汽車保養(yǎng)環(huán)節(jié)中每做一次全程保養(yǎng)至少要幾百元的材料費(fèi)用（機(jī)油、空濾、機(jī)濾），部分價(jià)值高的車輛耗材還不止這個(gè)價(jià)格，鈑金、油漆等工作開展起來消耗更是驚人。如果能在電腦上實(shí)現(xiàn)仿真模擬，那么這部分資金就能大大的節(jié)約下來。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是利用三維圖形生成技術(shù)、多傳感交互技術(shù)以及高分辨顯示技術(shù)，生成三維逼真的虛擬環(huán)境，使客戶成為虛擬環(huán)境的一員，進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，感知和操作虛擬世界中的各種對(duì)象，從而獲得身臨其境的感受和體驗(yàn)。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本特征是沉浸性、交互性和想象性。由于虛擬技術(shù)具有可操作性、真實(shí)性、可重復(fù)性等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用在教育行業(yè)上為教育技術(shù)的發(fā)展提供了一個(gè)飛躍的平臺(tái)，它營造了“自主學(xué)習(xí)”的環(huán)境，由傳統(tǒng)的“以教促學(xué)”的學(xué)習(xí)方式代之為學(xué)習(xí)者通過自身與信息環(huán)境的互動(dòng)來獲得知識(shí)和技能的新型學(xué)習(xí)方式。它已經(jīng)成為了當(dāng)今教育技術(shù)和計(jì)算機(jī)多媒體輔助教學(xué)的重要發(fā)展方向之一。
汽修仿真教學(xué)系統(tǒng)是根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)的培養(yǎng)汽車維修技能人才的軟件，是專為汽車維修操作技能的教學(xué)、實(shí)訓(xùn)和考核而開發(fā)的互動(dòng)型仿真軟件。其核心內(nèi)容是應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的三維互動(dòng)理念。采用動(dòng)畫、圖片、視頻等多種表現(xiàn)形式。設(shè)計(jì)出適合汽車構(gòu)造教學(xué)特點(diǎn)的詳盡、逼真的實(shí)物模擬，以生動(dòng)、形象的交互式原理動(dòng)畫，清晰、直觀的三維運(yùn)動(dòng)仿真，詳細(xì)、實(shí)時(shí)的系統(tǒng)電路圖，零部件的拆裝及故障設(shè)置與檢修等，使學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容更易于接受和理解，學(xué)生還可以進(jìn)行模擬動(dòng)手操作，真正掌握汽修技能；同時(shí)，老師可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容對(duì)學(xué)生進(jìn)行逼真的展示和交互，還可以對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)建、編輯、修改，輕松掌握課程管理；相較于昂貴的大型實(shí)體實(shí)訓(xùn)設(shè)備，虛擬仿真系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)多人實(shí)時(shí)操作，不僅提高了培訓(xùn)效率，也大大降低了設(shè)備投資成本。
虛擬汽車教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)以3D互動(dòng)方式直觀展現(xiàn)汽車的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，以及虛擬拆卸與安裝（每一步互動(dòng)操作都有相應(yīng)的語音解說或提示）。并提供3D互動(dòng)、故障診斷及考核功能。本系統(tǒng)包含汽車機(jī)械常識(shí)、汽車文化、汽車的美容與裝飾、汽車電子電工技術(shù)應(yīng)用、汽車結(jié)構(gòu)與拆裝、汽車使用日常維護(hù)、汽車的修理、汽車 性能檢測(cè)、汽車故障診斷九大模塊：（1）汽車機(jī)械常識(shí)包含量缸表的使用、曲軸的測(cè)量、汽缸的測(cè)量；（2）汽車文化包含汽車駕駛的演示和汽車駕駛的實(shí)訓(xùn)；（3）汽車的美容與裝飾章節(jié)包含的主要課程（汽車清洗、汽車護(hù)理、汽車漆膜修補(bǔ)、汽車車身裝飾、汽車室內(nèi)裝飾、車身電器的裝飾等）；（4）汽車電子電工技 術(shù)應(yīng)用主要包含電源系統(tǒng)繪制與連接、啟動(dòng)系統(tǒng)繪制與連接、點(diǎn)火系統(tǒng)繪制與連接、照明系統(tǒng)繪制與連接；（5）汽車結(jié)構(gòu)與拆裝包含整車拆裝，發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝，發(fā)電 機(jī)拆裝，發(fā)電機(jī)拆裝（含工具），自動(dòng)變速器原理，變速器內(nèi)部展示與拆裝，汽車整車展示與拆裝，汽車底盤展示與拆裝等（所有拆裝均包括：自動(dòng)拆卸，自動(dòng)安裝，手動(dòng)拆卸，手動(dòng)安裝。其中自動(dòng)拆卸，自動(dòng)安裝是為了讓學(xué)員學(xué)習(xí)整個(gè)拆裝過程，手動(dòng)拆卸，手動(dòng)安裝是為了學(xué)員練習(xí)對(duì)所學(xué)拆裝步驟的熟悉度）；（6）汽車使用日常維護(hù)包含調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)、交流發(fā)電機(jī)各部件的檢修、啟動(dòng)機(jī)故障診斷與排除、前照明燈的檢查與排除、電動(dòng)門窗故障診斷與調(diào)整等。（7）汽車的修理包，含汽油泵拆裝、分電器拆裝、曲柄連桿機(jī)構(gòu)拆裝、活塞環(huán)更換、噴油器拆裝、汽油機(jī)竣工驗(yàn)收、柴油機(jī)竣工驗(yàn)收、氣缸壓力的測(cè)量、變速器的拆裝、前橋拆裝、轉(zhuǎn)向 器拆裝桑塔納主減速器拆裝、東風(fēng)制動(dòng)閥拆裝、交流發(fā)電機(jī)拆裝、分電器拆裝、四缸發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝、以及制冷劑進(jìn)行瀉放、添加及抽真空等常見汽車修理內(nèi)容；（8）汽車性能檢測(cè)功能模塊可讓學(xué)員在三維互動(dòng)的場(chǎng)景中學(xué)習(xí)動(dòng)手進(jìn)行制動(dòng)性能檢測(cè)、燈光性能檢測(cè)、汽車尾氣性能檢測(cè)、側(cè)滑性能檢測(cè)、蓄電池性能檢測(cè)、交流發(fā)電機(jī) 性能檢測(cè)、啟動(dòng)機(jī)性能檢測(cè)、點(diǎn)火性能檢測(cè)、點(diǎn)火能量檢測(cè)等性能檢測(cè)；（9）汽車故障診斷包含機(jī)械故障，電控故障，電器故障。機(jī)械故障主要檢查器件磨損間 隙，裂紋，變形，老化等故障（包括冷卻系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)，啟動(dòng)系統(tǒng)，點(diǎn)火系統(tǒng)等故障）；電控故障檢查發(fā)動(dòng)機(jī)控制和各個(gè)系統(tǒng)控制反饋信號(hào)的檢測(cè)，查看各個(gè)功能 傳感器的故障（防盜系統(tǒng)，燃油系統(tǒng)，排氣系統(tǒng)，點(diǎn)火系統(tǒng)，空氣供給系統(tǒng)等故障）；電器故障檢查各個(gè)系統(tǒng)的電器原件故障(如雨刮噴水系統(tǒng)，燈光照明系統(tǒng)，儀 表系統(tǒng)，啟動(dòng)系統(tǒng)，充電系統(tǒng)，玻璃升降系統(tǒng)，電動(dòng)后視鏡系統(tǒng)等故障)。本系統(tǒng)還提供排除故障過程中需要用到相關(guān)儀器儀表，例如：汽車故障檢測(cè)儀，示波表， 千分尺，內(nèi)徑千分尺等三維互動(dòng)模型。
廈門鳳凰創(chuàng)壹軟件有限公司（OneSoft）主要致力于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)三維動(dòng)態(tài)交互軟件平臺(tái)的研制、開發(fā)、運(yùn)用與推 廣。它累積近20年國內(nèi)外先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的科研經(jīng)驗(yàn)，以英國、新加坡各大院校及相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的技術(shù)背景為依托，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)壹在線虛擬 現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)引擎。目前已經(jīng)擁有多套成熟且廣泛應(yīng)用的虛擬現(xiàn)實(shí)系列產(chǎn)品，如創(chuàng)壹虛擬數(shù)控機(jī)床培訓(xùn)系統(tǒng)、創(chuàng)壹虛擬模具培訓(xùn)系統(tǒng)、創(chuàng)壹虛擬汽車維修教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)、 創(chuàng)壹虛擬教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)、創(chuàng)壹虛擬電子技術(shù)應(yīng)用教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)、創(chuàng)壹虛擬機(jī)電一體化教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)、創(chuàng)壹虛擬機(jī)械設(shè)計(jì)與制造教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)、創(chuàng)壹虛擬旅游管理教學(xué) 培訓(xùn)系統(tǒng)、創(chuàng)壹虛擬船舶電站教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)、創(chuàng)壹虛擬集裝箱橋吊實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)等等一批成熟的軟件產(chǎn)品線。創(chuàng)壹虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)廣泛應(yīng)用于教育培訓(xùn)、軍事模擬、科學(xué)研 究、城市規(guī)劃、工業(yè)仿真、航天航空、醫(yī)學(xué)仿真、工程技術(shù)等眾多領(lǐng)域。
今后，隨著公司的規(guī)?；M(jìn)一步發(fā)展擴(kuò)大，鳳凰創(chuàng)壹軟件將研發(fā)出更多更具有巨大社會(huì)價(jià)值的虛擬現(xiàn)實(shí)系列產(chǎn)品，公司將充分利用自身全球領(lǐng)先的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和商務(wù)營銷經(jīng)驗(yàn)，為國內(nèi)外各類客戶提供完善的行業(yè)解決方案，為客戶傾力打造具有先進(jìn)性、有效性、且能提升價(jià)值的虛擬現(xiàn)實(shí)世界。
