汽車維修教學(xué)中仿真技術(shù)的應(yīng)用

周紅梅 靳春士（65066部隊(duì) 遼寧沈陽 110101）

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汽車維修教學(xué)中仿真技術(shù)的應(yīng)用

周紅梅 靳春士
（65066部隊(duì) 遼寧沈陽 110101）

摘 要：汽車維修教學(xué)是一門突出實(shí)踐能力的學(xué)科，如何探索一種經(jīng)濟(jì)、高效的教學(xué)模式勢(shì)在必行。仿真技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用不僅提供了可能性，而且也成為輔助教學(xué)的必要手段。通過對(duì)真實(shí)環(huán)境的模擬，把各種抽象的理論和操作直觀化和形象化，調(diào)動(dòng)和激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到了“不在車間，勝似車間”的效果，具有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：汽車維修 教學(xué) 仿真 應(yīng)用

隨著社會(huì)發(fā)展與新軍事變革的展開，軍隊(duì)對(duì)于車輛維修保障能力的要求也在不斷地提高。而如何培養(yǎng)高素質(zhì)的車輛維修人才也成為當(dāng)前部隊(duì)汽車維修訓(xùn)練機(jī)構(gòu)所面臨的一個(gè)重要課題。在汽車維修教學(xué)中，一個(gè)重要的特點(diǎn)是在保證理論教學(xué)的基礎(chǔ)上突出實(shí)踐教學(xué)，而在現(xiàn)有的訓(xùn)練周期和教學(xué)條件下，要實(shí)現(xiàn)全部課目的實(shí)裝訓(xùn)練是不現(xiàn)實(shí)的。但計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用不僅提供了可能性，而且越來越成為輔助教學(xué)訓(xùn)練的有效途徑。實(shí)踐證明：仿真訓(xùn)練既節(jié)省經(jīng)費(fèi)，又可提高訓(xùn)練效率，還可縮短訓(xùn)練周期。［1］

一、在汽車維修教學(xué)中應(yīng)用仿真技術(shù)的必要性

仿真技術(shù)在職業(yè)教育的產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)較為普遍，作為汽車工業(yè)強(qiáng)國的德國，其汽車專業(yè)人才的培養(yǎng)采用“雙元制教學(xué)”，這種教學(xué)模式將虛擬現(xiàn)實(shí)仿真訓(xùn)練與實(shí)體教學(xué)相結(jié)合，體現(xiàn)了實(shí)踐性和操作性的完美統(tǒng)一。

在汽車維修教學(xué)中，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是突出的重點(diǎn)，更是難點(diǎn)。熟練掌握汽車各總成部件規(guī)范的分解、裝配與調(diào)整方法，這是一個(gè)汽車維修工必須具備的基本技能，也是影響維修效率的一個(gè)重要因素。但在實(shí)裝訓(xùn)練中，所需的設(shè)備及器材較多，教學(xué)實(shí)習(xí)場(chǎng)地較大，教學(xué)訓(xùn)練時(shí)間長。而且，在有限的教學(xué)條件下，學(xué)員人均維修實(shí)踐的機(jī)會(huì)少，短期內(nèi)難以提高實(shí)踐操作技能。鑒于這種情況，在汽車維修教學(xué)中，引入仿真技術(shù)，像3D 游戲一樣，采取人機(jī)交互的方式，把汽車各總成部件的構(gòu)成、拆卸和分解、故障設(shè)置與排除等有機(jī)地結(jié)合起來，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)虛擬再現(xiàn)。學(xué)員可以在計(jì)算機(jī)上模擬汽車的構(gòu)造原理及維修操作，從而掌握實(shí)際操作的方法、步驟和要領(lǐng)。仿真技術(shù)與多媒體的有機(jī)結(jié)合使得仿真系統(tǒng)更形象、生動(dòng)，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)員的主動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣。［2］

在汽車維修教學(xué)中應(yīng)用仿真技術(shù)，不僅可以節(jié)省教學(xué)實(shí)習(xí)場(chǎng)地與訓(xùn)練器材的軍費(fèi)開支，還很大程度上減少了教員的工作量，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

二、在汽車維修教學(xué)中仿真技術(shù)的具體應(yīng)用

1.汽車維修仿真系統(tǒng)的功能

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建的汽車維修模擬仿真系統(tǒng)，集汽車構(gòu)造原理、檢測(cè)與維修的功能于一體，主要有以下幾種功能：

（1）真實(shí)、全方位地展示三維虛擬零部件

按照實(shí)物真實(shí)尺寸建模的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器等主要零部件，學(xué)員可以像玩游戲一樣，輕松地將其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、平移、縮放、解剖等操作，全方位展示部件的結(jié)構(gòu)及裝配關(guān)系，使學(xué)員能夠形象、直觀、高效地掌握汽車各部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為迅速提高維修技能打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（2）動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)地展示原理動(dòng)畫和運(yùn)動(dòng)仿真

系統(tǒng)通過交互式二維圖形技術(shù)把發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行、變速器油路等系統(tǒng)的運(yùn)作過程和原理生動(dòng)、形象地展示出來。學(xué)員可以自己操縱油門、剎車、離合器和檔位來控制原理動(dòng)畫的演示過程。對(duì)于變速器系統(tǒng)的三維運(yùn)動(dòng)，學(xué)員可以自由地切換檔位和調(diào)節(jié)速度，看到相應(yīng)的變化以及原本無法看到的系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的內(nèi)部狀態(tài)和原理。

（3）靈活、逼真地對(duì)各總成部件進(jìn)行分解、裝配與調(diào)整

系統(tǒng)通過對(duì)汽車拆裝和調(diào)整過程進(jìn)行仿真模擬，學(xué)員可以在一個(gè)虛擬場(chǎng)景中按照技術(shù)規(guī)范和步驟要求將整車或各總成一步步地分解或裝配。在操作過程中，學(xué)員只需要對(duì)虛擬部件進(jìn)行觀察和分析，選用正確工具和合適的位置，利用鼠標(biāo)來選擇相應(yīng)的部件，就可完成相應(yīng)的虛擬拆裝作業(yè)。

（4）方便、高效地進(jìn)行故障設(shè)置與檢測(cè)

學(xué)員操作該系統(tǒng)，可以設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、變速器系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)和ABS系統(tǒng)的近千個(gè)故障。系統(tǒng)提供了診斷儀、萬用表、油壓表和真空表等多種測(cè)量工具和手段，這些檢測(cè)工具完全參照真實(shí)工具的操作方式和數(shù)據(jù)。設(shè)置故障后，相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)電路狀態(tài)值、排放值、油路壓力或進(jìn)氣管真空度會(huì)相應(yīng)改變。學(xué)員需按照相應(yīng)的檢測(cè)流程進(jìn)行診斷，修復(fù)后，系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和相關(guān)的測(cè)量值也恢復(fù)正常。

2.汽車維修仿真系統(tǒng)的應(yīng)用效果

應(yīng)用仿真系統(tǒng)來輔助汽車維修教學(xué)，首先，其形象、逼真的三維世界極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，良好的人機(jī)交互性使學(xué)員沉浸在一個(gè)更加真實(shí)的情境中，便于學(xué)員對(duì)知識(shí)的理解和操作能力的提高。其次，安全、靈活的裝配仿真和故障排除仿真極大地彌補(bǔ)了實(shí)裝訓(xùn)練中車輛、器材短缺的不足。近千種故障的設(shè)置不僅方便、高效，而且超出了實(shí)訓(xùn)中所能達(dá)到的目標(biāo)，并消除了不安全因素，達(dá)到了“不在車間，勝似車間”的效果。第三，易于教學(xué)的組織與管理。由于仿真教學(xué)軟件在PC機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行使用，加之其自動(dòng)評(píng)分與自動(dòng)記錄功能，使得教學(xué)的組織與管理更加方便容易。［3］

三、結(jié)束語

綜上所述，在汽車維修教學(xué)中應(yīng)用仿真技術(shù)，不僅調(diào)動(dòng)和激發(fā)了學(xué)員學(xué)習(xí)動(dòng)力與興趣，使汽車維修教學(xué)效率得到了提高，同時(shí)還便于學(xué)員對(duì)理論知識(shí)的理解和操作技能水平的提高。在實(shí)際教學(xué)中，如果合理安排實(shí)裝訓(xùn)練和仿真訓(xùn)練的比例，找到二者的最佳契合點(diǎn)，定能達(dá)到理想的訓(xùn)練效果。

參考文獻(xiàn)：

［1］黃永亮.仿真技術(shù)在汽車維修教學(xué)中的應(yīng)用探討［J］.電子制作.2013.9

［2］楊文.仿真技術(shù)在汽車維修教學(xué)中的應(yīng)用 ［J］，汽車維修.2010.1

［3］趙海濱.仿真技術(shù)在汽車維修教學(xué)中的應(yīng)用.科技風(fēng).2015.15