汽車駕駛模擬器對駕駛技能形成分析研究

王哲強　李旭升

[摘 要]隨著汽車駕駛培訓(xùn)市場的開放，新大綱的實施，原有的汽車駕駛員培訓(xùn)模式和手段已經(jīng)不適應(yīng)新的汽車駕駛培訓(xùn)教學(xué)要求。將駕駛模擬器應(yīng)用于駕駛操作技能培訓(xùn)，有效彌補實車訓(xùn)練之不足，增強駕駛訓(xùn)練的安全性、提高訓(xùn)練效果、降低訓(xùn)練成本、全面提高駕駛操作技能，達(dá)到教學(xué)大綱要求的預(yù)期效果。

[關(guān)鍵詞]模擬器 駕駛培訓(xùn) 技能形成

一、汽車駕駛模擬器的基本原理

汽車模擬駕駛教學(xué)系統(tǒng)是采用微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、實時成像技術(shù)、傳感器技術(shù)、高速數(shù)據(jù)通信技術(shù)、人體工效學(xué)原理和仿真學(xué)原理等現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)研制而成。它通過給學(xué)員同時提供諸如視覺、聽覺、觸覺等各種直觀而又自然的實時感知交互手段，最大限度地方便學(xué)員操作，減輕學(xué)員負(fù)擔(dān)，通過計算機產(chǎn)生汽車行駛過程中的虛擬視景、音響效果和運動仿真，使操作者沉浸在虛擬駕駛環(huán)境中，根據(jù)虛擬駕駛環(huán)境提供的視覺、聽覺、觸覺感受，構(gòu)想其駕駛動作，體驗、認(rèn)識和學(xué)習(xí)現(xiàn)實世界中的汽車駕駛，系統(tǒng)規(guī)范教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)員在各種道路及特殊條件下駕駛操作的識別、判斷、分析和處理能力，使學(xué)員能夠在實車訓(xùn)練前初步掌握操作要領(lǐng)，大大提高教學(xué)水準(zhǔn)和教學(xué)效率，系統(tǒng)能夠縮短實車培訓(xùn)周期，減少實車損耗和油耗，降低培訓(xùn)成本，減少交通事故發(fā)生，顯然具有節(jié)能、安全、經(jīng)濟(jì)和培訓(xùn)不受時間、氣候、場地的限制，訓(xùn)練效率高、培訓(xùn)周期短等優(yōu)點，從而帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

二、駕駛模擬器在操作技能訓(xùn)練中的作用

（一）統(tǒng)一規(guī)范學(xué)員操作。駕駛操作技能培訓(xùn)是學(xué)員在教練的指導(dǎo)下，實際操作車輛，掌握各種環(huán)境下的駕駛要領(lǐng)與技巧。傳統(tǒng)的培訓(xùn)方法是教員先理論課教學(xué)，然后再由教練陪同學(xué)員在車上實習(xí)駕駛技術(shù)。駕駛模擬器的出現(xiàn)可以使得很大一部分理論學(xué)習(xí)和實車訓(xùn)練都轉(zhuǎn)移到駕駛模擬器上來，訓(xùn)練就可以不受場地、天氣等的影響，可以全天候的訓(xùn)練而不用教練在旁邊也可以知道自己訓(xùn)練是否規(guī)范等。

（二）增強駕駛訓(xùn)練的安全性。在駕駛學(xué)員的訓(xùn)練初期，其對車輛運動學(xué)、動力學(xué)等特性一般一無所知或一知半解，由于緊張和缺乏定向映像的操作活動，在聽從教練員反復(fù)講解指導(dǎo)的同時，又要反復(fù)操作機件，初學(xué)者直接實車上路駕駛，往往顧此失彼，安全隱患多，危險性大。模擬器采用潛移默化地培養(yǎng)安全駕駛意識，掌握行駛中妥善處理各種緊急情況的經(jīng)驗和方法，從而提高了訓(xùn)練行為的安全性。

（三）提高訓(xùn)練綜合效率。汽車駕駛需要“眼、耳、鼻、舌、身”等身體“五官”的協(xié)調(diào)動作。駕駛模擬器不僅提供了極具可視性與實操性的駕駛環(huán)境，而且計算機仿真系統(tǒng)還可將安全駕駛可能遇到的諸多交通安全問題如實編輯到操作過程中。學(xué)員通過駕駛模擬訓(xùn)練設(shè)備進(jìn)行部分車輛操縱控制技能和部分道路交通情況分析處理能力的訓(xùn)練，模擬形象、直觀、逼真的駕駛技術(shù)可以不受季節(jié)、天氣、環(huán)境、場地、燃料供給、道路禁行等外界因素和條件的限制。為考察汽車模擬器在駕駛員操作技能培訓(xùn)過程中所起到的作用，我們曾隨機選定360名學(xué)員分別作為模擬組、實車組(非模擬組)和模擬+實車組進(jìn)行比較研究。結(jié)果表明，模擬組學(xué)員與其他兩組學(xué)員在駕駛技能的協(xié)調(diào)方面相差不大，在謹(jǐn)慎駕駛的安全意識方面則略高于后兩者，但燃料、車輛和人工費用等訓(xùn)練成本和訓(xùn)練時間明顯減少，說明汽車駕駛模擬器的使用效果明顯。

三、駕駛模擬器在駕駛操作技能形成中的作用

汽車駕駛技能是駕駛?cè)嗽诰唧w的道路交通環(huán)境中，根椐已經(jīng)掌握的專業(yè)知識和經(jīng)驗，經(jīng)過觀察、估計、判斷、反應(yīng)所選擇的實際動作，以合理、完善的程序構(gòu)成自動化的操縱活動方式。它是操作技能和心智技能的有機結(jié)合。心智技能主要是認(rèn)識活動，它包括感知、記憶、想象和思維。其中，動作技能是心智技能的基礎(chǔ)，心智技能是動作技能的調(diào)解者，并促使其提高和完善，從而提提高高解決問題的效率。駕駛技能的形成一般要經(jīng)過三個相互聯(lián)系的階段：即動作定向和掌握局部動作階段、動作整合階段、動作協(xié)調(diào)完善階段。汽車駕駛初級教練階段主要是學(xué)習(xí)駕駛基本動作，并著重動作技能訓(xùn)練；中、高級階段主要學(xué)習(xí)道路交通情況處理的方式方法，以利于基本動作的綜合運用，屬于心智技能訓(xùn)練范疇。駕駛模擬訓(xùn)練主要應(yīng)用于初級和中級階段的訓(xùn)練。

（一）動作定向和掌握局部動作階段。學(xué)員在學(xué)習(xí)駕駛操縱技能的初期，須通過教練員言語講解和觀察動作示范，掌握汽車有關(guān)的知識，對單一動作模仿練習(xí)，在頭腦中形成某一駕駛操縱技能最一般的、最粗略的表象。這就是駕駛操縱技能形成的認(rèn)知階段。由于初學(xué)者缺乏對汽車駕駛的感性認(rèn)識，在操作中表現(xiàn)緊張，動作硬、忙亂、呆板、不協(xié)調(diào)，經(jīng)常出現(xiàn)多余動作。利用駕駛模擬器訓(xùn)練既可模擬汽車行駛的真實情景，又減少了實車訓(xùn)練的過度負(fù)荷，并且能自由調(diào)節(jié)訓(xùn)練進(jìn)度，詢問有關(guān)問題及多次重復(fù)所需練習(xí)的動作，是糾正上述問題的較好方法。

（二）動作整合階段。學(xué)員通過練習(xí)把已掌握的局部的、個別的動作聯(lián)系起來，以形成比較連貫的動作。這就是聯(lián)系形成階段。在這一階段各個動作之間的聯(lián)系尚不緊密，從一個環(huán)節(jié)過渡到另一個環(huán)節(jié)，即實現(xiàn)動作轉(zhuǎn)換時，不夠協(xié)調(diào)、緊密、會出現(xiàn)短暫的停頓現(xiàn)象；學(xué)習(xí)者完成動作的緊張度已大大緩和下來，但沒有完全消失，稍微分心，還會出現(xiàn)錯誤的動作。這個階段運用模擬器強化訓(xùn)練，有助于加快動作的連貫性。學(xué)員尤其是女性和高齡學(xué)員在模擬器上操作熟練后，再到實車上駕駛操作感到比較適應(yīng)，這樣就縮短了掌握一般操作技能的訓(xùn)練時間。

（三）動作協(xié)調(diào)完善階段。在這一階段學(xué)員的各個動作已構(gòu)成一個連貫的穩(wěn)定的動作系統(tǒng)，駕駛動作相互協(xié)調(diào)似乎是自動流出來的，無需特殊的注意和糾正，自始至終是一氣呵成的。在這一階段，完成動作的緊張狀態(tài)和多余動作都已經(jīng)完全消失；學(xué)員的注意范圍擴大了，注意的重點日趨正確，能根據(jù)條件的變化迅速、準(zhǔn)確地完成駕駛操作動作。意識對動作的控制作用減少到最低限度。此階段側(cè)重于通過實車訓(xùn)練建立起學(xué)員協(xié)調(diào)而完善的動作系統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)員的獨立駕駛能力。將年齡大、文化程度低、技術(shù)基礎(chǔ)弱的學(xué)員編入模擬訓(xùn)練組，先模擬后實車，循序漸進(jìn)，由易到難，逐步提高；將年輕、文化程度高、有一定駕駛經(jīng)歷的學(xué)員編入實車訓(xùn)練組，先實車、后模擬。在不同階段突出不同重點，通過智能模擬教學(xué)系統(tǒng)，將駕駛活動中遇到的各種場景呈現(xiàn)給學(xué)員。學(xué)員在教員的引導(dǎo)下，反復(fù)進(jìn)行模擬操作，形成心智技能的積累，從而提高各種道路交通環(huán)境下的判斷能力和應(yīng)變能力。

駕駛模擬器訓(xùn)練畢竟只是模擬訓(xùn)練，它不能完全替代實車培訓(xùn)方法。實訓(xùn)中，還需根據(jù)訓(xùn)練科目和訓(xùn)練目的，將駕駛模擬器和實車訓(xùn)練、教練員講解指導(dǎo)等傳統(tǒng)方法有機結(jié)合應(yīng)用，提高訓(xùn)練效果、降低訓(xùn)練成本、全面提高駕駛操作技能，達(dá)到教學(xué)大綱要求的預(yù)期效果。

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