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摘要:社会经济的发展为科学技术的发展提供了坚实的经济发展基础,科学技术的发展为计算机技术的发展提供了坚实的理论技术基础。现如今,虚拟现实技术正是处在经济发展基础和理论技术基础齐备的成熟发展时期。本篇文章首先对虚拟现实技术作了概括性的陈述,其次,对以往车辆工程专业教学中存在的局限作了详尽的分析,最后,探索和研究了虚拟现实技术在车辆工程专业教学中的六点应用优势,以期促进车辆工程专业整体教学实效的提升,为社会培养出更多、更优质的专业性人才,以弥合市场强大的人才需求缺口。
关键词:虚拟现实技术;车辆工程专业;教学;应用
本文引用格式:黄雄健.虚拟现实技术在车辆工程专业教学中的应用[J].教育现代化,2019,6(23):61-62.
当前,我国高等教育教学越来越朝着“智能化”和“虚拟化”的方向发展,基于此,把依托于计算机系统的虚拟现实技术应用到车辆工程专业的日常教学中,具有非常重大的现实意义。
一 概括性陈述虚拟现实技术
融合多种科学技术的虚拟现实技术,其被广泛认为是本世纪具有最大发展潜力的学科,计算机技术是该技术的核心,进行多种相关技术的结合,形成一种与真实的视觉、听觉和触觉等感官触觉具有高度相近性的数字化环境,终端用户可通过配备的装备来和该拟真环境中的对象进行实时的交流和互动,与此同时,产生一种身临其境之感,体验非常刺激、真实[1]。真实世界的表现形式有很多种,虚拟现实就是其中的一种,仿真技术的重要发展方向就是虚拟现实,仿真融合技术、图形计算机学、接口人机技术、多媒体技术、传感技术和网络技术等多种技术的虚拟现实技术是非常具有挑战性的一门交叉技术。该技术的系统一般由专业性的处理图形计算机、输出与输入设备、系统软件、数据库以及现实虚拟开发平台这五部分构成。
二 以往车辆工程专业教学中存在的局限
机械工程是车辆工程专业的基础,相关的技术科学以及自然科学是其理论基础,与生产实践中的大量技术经验相结合,对车辆装备和相关产品在开发、设计、制造、安装、应用和维修全过程中的理论知识和实际问题进行解决和研究的一门应用型学科。因此,理论性强和实践性强是车辆工程专业教学的鲜明特点[2]。“课堂讲述、课程设计、典型试验”是以往车辆工程专业进行教学的主要方式,与之相对应的就是教学手段非常单一化,通常采用多媒体进行讲解和例题书面性质的解算是该专业教学中普遍呈现的形式,这使在教学中学生对抽象知识的信息接受吸收不良,而且还存在缺失培养学生动手能力这一块重要的内容。当前,以计算机为依托的先进的多媒体技术在很大程度上多样化了教学内容与模式,极大的引发了学生的学习热情,促进了整体教学实效的有效提升。利用立体的三维动画、大量的视频资料以及海量的图片素材库等辅助教学的资料可以直观而形象的对学生的感官产生强烈的刺激,对学生的注意力产生极大的吸引力,达到使整体教学实效提升的最终目的[3]。但是,教学效果是否真如上述所讲的呢?在科学技术迅猛发展的当代,其为计算机网络技术的发展奠定了强大的技术基础,使该技术也有了长足的发展与进步。在大环境中的大学生,其所具备互联网方面的搜索能力和技巧不是本专业教师们可以想象的,也是不能及的,他们完全有能力和自信心来达成任何想要了解知识点的全方位360度的资料搜索和整合目的,很多时候,远远超过了车辆工程专业教材和教师所准备教学资料所涵盖的范围。因此,教师在该专业的课程教学中所应用的经过简单堆砌的知识层次较浅的多媒体资料远不能满足大学生旺盛的求知欲。特别是在专业课程和机械类课程的教学中,比如教师以往主要依赖三维动画展示的课程讲解模式来讲述机械构造原理、传动方式、液压路面、机车动力学等几个知识点,但是量化的原理计算和过程推演却是单纯的动画演示所不能真实模拟和详尽阐述的[4]。总而言之,尽管在以往的车辆工程专业教学中引入了先进的具有丰富多彩、数字化特点的多媒体技术手段来进行辅助教学,但还是有下述几个问题的集中出现:只能通过单纯的动画进行结构原理的展示,不能对其进行定量与重复性的推演,使大学生不能够深入理解并熟练掌握教师所教授的知识点,进而更不能够实现车辆工程类专业依托知识点的教授来培养大学生创新能力的专业目标。
三 虚拟现实技术在车辆工程专业教学中的应用优势
(一)改革车辆工程专业实验教学模式
将虚拟现实的技术应用于车辆工程专业的实验教学中,击破了以往车辆工程专业的实验教学在时间和空间上的限制,感觉好比将实验工作间搬到了车辆工程专业的课堂教学中。车辆工程专业教学从此不再仅是枯燥而繁杂的专业知识的僵化讲解,且依托于先进的多媒体技术进行的辅助车辆工程专业教学不再仅仅局限于展示图片与视频这种单一的方式,学生可通过直接参与到车辆工程专业教学的课堂中,亲身去感知虚拟化的学习环境。
(二)引发与提升学生的学习热情
应用虚拟现实技术的车辆工程专业实验课程完全摆脱了以往单一而僵化的车辆工程专业教学模式,可以模拟真实存在的实验场景,给车辆工程专业学生带来了丰富多样的感官刺激。在车辆工程专业实验全过程中,虚拟现实技术能够提供给车辆工程专业学生围绕本专业知识进行的游戏化的教学模式,这有助于引发车辆工程专业学生产生极大的学习欲望,提升学生的学习热情[5]。车辆工程专业中的每一个学生都可以参与到虚拟实验的车辆工程专业的课堂教学中来,这有助于消除一部分学生未参与动手的教学弊端,能够有效激发车辆工程专业全体学生的学习热情和课堂教学参与度。
(三)有效提升学生的实际学习效率
车辆工程专业学生在学习真实拆装前,首先应在虚拟拆装的软件中学习与练习拆装,这能够有效降低真实拆装中出现操作错误的概率。车辆工程专业学生在完全熟悉拆装的整个过程之后再进行真实实验,能够极大的提升车辆工程专业实验教学的整体实效。
(四)降低车辆工程专业教学的成本
车辆工程专业学生先在虚拟拆装的软件中进行学习与练习拆装,在其完全熟悉拆装的整个过程之后方可进行真实拆装,可有效减少、甚至避免操作错误的出现,不仅能够有效降低设备的损坏率,还能够有效减少维修设备的成本投入。此外,低价格和高扩展是车辆工程专业实验仿真虚拟软件的特点,并且能够反复的投入车辆工程专业实验教学当中。
(五)增加车辆工程专业实验纵深度
一些具有高危险性和开展难特点的车辆工程专业实验,加之在实验的实际操作中不可能做到十全十美,因此,可将虚拟现实技术应用到这些车辆工程专业实验中,进行虚拟化实验,这可有效促进车辆工程专业实验教学深度的增加。车辆工程专业的快速发展,这要求应及时进行实验设备的更新,才能追赶上专业快速发展的步伐。应用仿真虚拟软件,仅仅需要扩展软件中的内容,就可使学生对新出现的技术产品做针对性的学习与拆装练习,这可有效增加车辆工程专业实验教学的深度[6]。
(六)优化车辆工程专业实验考核方式
旧有的车辆工程专业实验教学中的考核方式主要围绕实验报告和实验操作这两个方面,应用仿真虚拟软件可有效改变此种旧有的考核方式。仿真虚拟软件主要将学生进行虚拟化拆装操作的准确度和速度作为车辆工程专业实验教学的评价指标,软件会自动给予学生操作相应的评分。该软件还能够进行考试虚拟系统的设置,随机性的抽取考试试题,其会自动的记录学生在考试当中所做的任何操作,最终给予学生公正而科学的评分。
四 结语
社会经济的发展为科学技术的发展提供了坚实的经济发展基础,科学技术的发展为计算机技术的发展提供了坚实的理论技术基础。现如今,虚拟现实技术正是处在经济发展基础和理论技术基础齐备的成熟发展时期。有关高校在车辆工程专业的教学中应该着重突破以往比较单一的以先进的多媒体技术为主的教学手段。多样化车辆工程专业的教学手段和方式将培养出更多、更优质的具备强大实战能力的大学生作为目标,进而切实提升大学生的实践动手能力以及综合创新能力。本篇文章首先对虚拟现实技术作了概括性陈述,其次,对以往车辆工程专业教学中存在的局限作了详尽的分析,最后,探索和研究了虚拟现实技术在车辆工程专业教学中的六点应用优势,以期促进车辆工程专业整体教学实效的提升,为社会培养出更多、更优质的专业性人才,以弥合市场强大的人才缺口。
参考文献
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