虚拟实验技术在中职汽修教学中的应用

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1、虚拟实验技术在中职汽修教学中的应用　　摘要：虚拟实验技术可以提供一种实物和模型的环境，向学习者提供一种最具真实感的学习模式。它让学习者拥有一个“自主学习”的环境，通过自身与信息环境的相互作用来得到知识和技能。本文通过分析虚拟实验技术在中职汽修教学中应用的必要性和实际应用效果得出结论：虚拟实验技术在中职汽修专业教学中的应用，从汽车驾驶、构造、维修、装配以及汽车检测等各方面进行模拟，缓解或解决了现行汽修专业教学中实训设备更新过快，成本过大、场地限制明显等实际问题。　　关键词：虚拟实验技术中职汽修教学应用　　一、国内外研究现状　

2、　从20世纪90年代起，世界上很多高等院校对虚拟实验技术开展了研究，如美国的麻省理工学院（MIT）建立了一个名叫BOLIO的测试环境，用于进行不同图形仿真技术的实验。利用这一环境，MIT建立了一个虚拟环境下的对象运动跟踪系统；英国的Linda大学医学中心以数据手套为工具，将手的运动实时地在计算机上用图形表示出来，还首创了VR儿科治疗法；德国的Ruhr大学开发的虚拟自动化实验室，是一个关于控制工程的学习系统，具有直观形象的三维实验场景视觉效果，实现了对虚拟自动化实验的交互式操作。7　　我国在虚拟实验研究方面起步较晚，但是发展

3、速度较快。中国科技大学、同济大学已经根据自身教学需求建立了虚拟实验室，并专门构建了虚拟仿真开放共享平台，以实现教学资源的共享。在汽车相关领域，北京科技大学的虚拟实验室，成功开发出了纯交互式汽车模拟驾驶培训系统。通过计算机产生汽车行驶过程中的虚拟视景、音响效果和运动仿真，驾驶员沉浸到虚拟驾驶环境中，并有实车驾驶的感觉。　　二、汽车专业教学中存在的问题　　1.汽修设备更新换代较快、学校难以支撑其换代费用　　随着高科技时代的来临，汽车的发展日新月异。汽修专业的设备和仪器仪表更新速度加快，使用周期缩短，同时设备和仪器仪表价格不菲，

4、学校经济层面难以支撑，导致无法及时换代，日积月累实验实训的教学设备和实际企业应用的情况脱节，难以跟上时代的步伐。　　2.场地限制较为突出、不能大范围的布置实训室　　汽修实训设备往往体积较大，占地范围也同样如此，且同样设备由于费用和实际场地条件限制，也不能大范围地购置。这样会导致教师在实际示范过程中不能顾及到大部分或全部的学生，教学开展有一定的局限性。　　3.对实体实训设备的不熟悉，常常造成意外危险和设备损坏　　在实训设备初次或前几次的使用过程中，由于学生乃至教师对设备的了解和熟悉缺乏一定的经验积累过程，没有经过必要的“养成

5、训练”，常常出现学生受到一定的意外伤害或者实训设备受损害和破坏的情况。　　三、运用虚拟实验技术在汽修教学中应用的必要性　　1.促进教学改革，改变教学方式7　　基于虚拟实验技术的教学，突破传统教育的时间和空间限制，使学生拥有自主学习的环境，扩大学生的学习空间，增强学生的想象力；从传统单一的师生交互环境，转变到师生、人机、生生多个交互系统的有机环境；教学过程中教师作为引导者与组织者，学生作为主导者与参与者，教师启发引导、学生自我学习与相互交流讨论等教学方式能够全面体现与实施。　　2.激发学生热情，提高教学效率　　基于虚拟实验技

6、术的教学，摆脱了传统书本教学和普通多媒体演示的教学模式。它能够模拟真实场景，让学生在虚拟环境中身临其境地进行虚拟训练，还可以提供各种基于专业知识和技能的教学游戏。这样可使原本枯燥乏味的理论知识和难于操作的实操变得有趣，有利于学生在人机交互过程中产生强烈的学习欲望，激发学习热情，提高教学效率。　　3.合理配置成本，拓宽教学知识面　　传统汽车实训室往往需要很大的场地与投资，建立一套虚拟实验室的投资要小得多；虚拟实验技术在使用过程中，材料消耗低，设备可靠性高，维修概率小，学生安全性高；还可将一些危险性高、开展难度大的项目采用虚拟

7、实验技术进行，比如训练各类检测设备的操作方法、各种故障诊断与排除的技巧等，既解决了某些现实中无法开展的难题，又保证了安全。　　四、虚拟实验技术与传统教学的相互关系　　1.虚拟实验技术对传统教学的影响7　　传统的教学以教师讲课为主，学生听课为辅，教师讲什么学生学什么，教师主宰整个课堂，导致学生被动地学习。久而久之，学生固定了思维，创新能力无法得到有效提高。虚拟实验利用先进的计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术以及传感器技术等，使它生成的视觉环境是立体的、音效是立体的，人机交互是和谐友好的，因此虚拟实验技术将一改人与计算机

8、之间枯燥、生硬和被动的现状，创造使学生陶醉在流连忘返的学习之中的环境。　　2.虚拟实验技术对教学手段的影响　　互动启发式教学，通过好像身临其境、自主控制的人和机器的交互，给学生提供诸如视、听、嗅、触等各种直观而又自然的实时感知交互手段、最大限度地方便学生的操作，从而提高学生的学习效率；发现式教学，教师要