探討仿真技術在汽車維修教學中的應用

朱士兵

摘要：計算機技術的不斷發(fā)展，使得計算機所衍生出的各類技術也在不斷地發(fā)展提高。計算機仿真技術由于能夠逼真地模擬現(xiàn)實場景而得到更多的應用。汽車維修專業(yè)是以學生的實踐操作為主的專業(yè)，需要更多的實踐教學。仿真技術的應用能夠很好地展現(xiàn)汽車的內(nèi)部構造，解決在汽車維修教學中遇到的問題。對提高教學質量和教學方法都有顯著效果。

關鍵詞：仿真技術汽車維修實踐操作

一、前言

隨著社會經(jīng)濟技術的發(fā)展，汽車維修專業(yè)的教學目標也在不斷地提高，傳統(tǒng)的教學方式由于不能充分真實地展現(xiàn)維修汽車各細節(jié)部分的場景，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的教學需求。而汽車維修教學主要是以實踐教學為主，仿真技術通過三維立體動畫效果，能夠真實地模擬現(xiàn)實場景和汽車的內(nèi)部構造，可以提高汽車維修教學的效果。而且仿真技術在汽車維修教學中的應用可以更好地讓學生體驗全真模擬實際的教學效果，從而提高學生的動手操作能力和創(chuàng)造力。本文從仿真技術的內(nèi)涵、仿真技術在教學中的應用分析、仿真技術的發(fā)展思路、應用途徑及總結幾方面進行論述。

二、仿真技術的內(nèi)涵

汽車仿真技術是一種通過三維立體技術展示汽車構造及維修操作過程的軟件技術，主要應用在汽車維修的教學、實訓等方面。通過汽車仿真技術在教學領域的應用是計算機技術成果的體現(xiàn)，也是教學方式革新的結果。

仿真技術的特點在于：

1.通過三維動畫進行交互，真實再現(xiàn)汽修維修具體細節(jié)。仿真技術不僅能夠反應汽車的內(nèi)部的構建模型，而且能夠通過動畫的形式展示汽車的發(fā)動機、變速器、傳感器、電路等汽車大小部件的實物模型。部件模型的設計都是按照部件的真實尺寸進行設計，讓用戶能真實地認識各種零件。

2.展示生動形象的動畫演示和三維運動仿真。虛擬仿真技術能夠通過動畫的形式演示各類汽車系統(tǒng)的運動過程和操作原理。用戶可以通過仿真軟件中的油門、離合等選擇按鈕控制動畫演示過程，體現(xiàn)更好地交互性。用戶通過仿真技術軟件，能夠直觀地觀察到汽車運行時無法看到的內(nèi)部狀態(tài)和原理，同時，仿真技術采取互動式的設計思想，用戶操作離合都能相關汽車部件便能看到相應的變化，并伴有文字解釋，效果更加明顯。

3.特色的故障設置和檢測及零部件拆卸等功能。用戶可以自行設置不同汽車性能的各個部件的系統(tǒng)故障，而且，故障設置成功后相應的數(shù)值也會發(fā)生變化，用戶用相應的測量工具可以測量出其變化。在用戶通過操作修復好設置的故障后，系

統(tǒng)便會運行到原理的狀態(tài)，同時相關數(shù)值也會回到正常運行時的數(shù)值。

4.特色的零部件裝配功能。用戶利用仿真模擬技術軟件的虛擬場景可以進行汽車零部件的裝卸訓練。零部件的裝配功能是汽車維修的主要功能。在虛擬場景中進行相關的裝配訓練不僅可以提高其熟練程度，養(yǎng)成良好的裝配習慣。

三、仿真技術在教學中的應用分析

1.仿真技術的應用使得理論更加直觀形象。技術的進步，使得汽車的內(nèi)部零件越加繁多，內(nèi)部構造更加復雜，這為學生在學習維修和檢測汽車故障帶來了困難。采用真實的企業(yè)實體進行教學又會耗費大量的教學成本。仿真技術能夠真實地展現(xiàn)汽車的零部件和內(nèi)部構造，使得學生能夠快速找到汽車故障，在最短的時間內(nèi)完成維修作業(yè)。而且，由于汽車內(nèi)部結構的復雜性，要求汽車修理人員要掌握自動化、工學、電子學等相關的理論知識。仿真模擬技術的應用能夠綜合汽車修理技術所涉及的各類理論知識，使得理論更加直觀形象，從而提高學生的記憶力和創(chuàng)造力。

2.促進更加合理的教學模式的構建。目前的教學方式中，教師大都采用灌輸式的教學方法，學生被動地接受知識。而汽車維修是以實踐為主的技能教學，對學生的動手操作能力要求較高。傳統(tǒng)的教學方式已經(jīng)不能滿足實踐方面的需求。仿真技術的應用可以更加完整地給學生演示操作流程，通過真實畫面讓學生了解在遇到各種汽車故障問題時的處理辦法。為學生實踐操作提供了案例。而且，通過實踐演示可以提高學生的思維創(chuàng)作能力和空間想象力。

3.有效提高教學質量。汽車維修教學以時實踐教學為主，仿真技術的應用，改變傳統(tǒng)的教學方式，通過立體的畫面向學生展示內(nèi)部構造及零部件的應用，使學生的印象更加深刻，在最短的時間內(nèi)接受老師所講授的知識。而且仿真技術的應用極大地降低了教學成本，逼真的模擬汽車內(nèi)部構造，使得學生在虛擬環(huán)境中掌握汽車零部件的拆卸及故障處理等能力，提高了教學質量。

4.有效提升時間進度。汽車維修教學以培養(yǎng)高效的技術性人才，不僅要求學生能夠對汽車出現(xiàn)的故障進行有效的解決，而且對處理所用的時間要求也較高。老師通過仿真技術講解汽車維修的相關知識，更加直觀易理解，學生的接受時間也會縮短，有效提高上課的效率。

5.為學生維修操作訓練提供條件。虛擬仿真技術不僅逼真模擬汽車的內(nèi)部構造和汽車性能，同時也有條件對操作場景進行模擬。通過為學生提供虛擬的操作環(huán)境， 使學生有更多空間進行汽車維修的操作，為學生提高維修效率提供支持。

當然，仿真技術在教學應用中也存在著一些不足之處。由于仿真技術重點在于模擬現(xiàn)實場景，難免使學生缺乏在實際訓練中的考慮。長期處于仿真技術的訓練中，使得學生在以后的實際操練中缺乏安全警惕，容易發(fā)生意外；仿真技術是由計算機技術通過程序設計的具體操作流程，存在一定的程序化，而在實際操作中，難免會遇到突發(fā)情況，這就對學生的靈活運用提出了更高的要求。

四、仿真技術發(fā)展思路的探討

1.優(yōu)化數(shù)據(jù)庫。仿真技術的不斷應用發(fā)展，其數(shù)據(jù)庫的存儲容量和仿真效果也應不斷更新。技術的進步為提高仿真技術軟件的運行速度、汽車類型存儲的擴大及數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化等提供了技術支持。實際的教學需求也要求仿真技術的進一步革新，實現(xiàn)不斷地優(yōu)化

2.虛擬現(xiàn)實教學與實際教學相結合。正如上述所論述，學生長期在虛擬的場景中進行操作訓練，對現(xiàn)實存在的安全隱患考慮不周。這就要求學校在仿真技術的應用時要考慮到虛擬現(xiàn)實技術與實際實踐教學相結合，根據(jù)實訓的不同特點涉及教學思路和教學方法，使得兩種方法相得益彰，達到更好的教學效果。

3.培養(yǎng)專業(yè)人員進行仿真技術的開發(fā)研究。計算機的迅猛發(fā)展也對仿真技術提出了更高的要求。這也就要求更多的技術人員投入到仿真技術的設計與開發(fā)過程中。技術人員的素質提高在一定程度上決定著技術水平的高低，因此，培養(yǎng)高素質的專業(yè)人員進行仿真技術的開發(fā)設計能夠提高仿真軟件的仿真效果。

五、仿真技術在汽車維修教學中的應用途徑

1.提高維修時間和效率。一個優(yōu)秀的汽車維修工人，不僅能夠準確地找到汽車故障所在，而且要在最短的時間內(nèi)達到最好的維修效果。而汽車零部件的拆卸確定了維修的時間。利用仿真技術虛擬現(xiàn)實，為學生熟練掌握零部件的拆卸過程和規(guī)范提供了條件。俗話說，熟能生巧，通過反復地訓練，提高學生的動手能力，為培養(yǎng)優(yōu)秀的汽車維修技術人員提供條件。

2.多方面構建立體模型。仿真技術的重點在于建立三維立體模型。在汽車教學中，三維立體模型的構建要結合力學、物理學、工學等理論知識，同時針對汽車的不同性能的內(nèi)部構造進行搭建。仿真技術的三維立體模型能夠真實反應汽車的內(nèi)部構造和對汽車的整合拆分。而由于汽車三維立體模型的建立工程量較大，涉及內(nèi)容眾多，學校應根據(jù)教學的實際需求和現(xiàn)實狀況，盡量應用在大型汽車的維修教學過程中。

3.逼真構建場景模擬。對汽車內(nèi)部的三維模型的構建只是仿真技術的第一步，更為主要的是對學生的汽車維修操作進行場景模擬，提供零件的整合、性能故障的檢測及后續(xù)的維修等模擬。利用仿真技術對學生的操作進行評判并糾正出現(xiàn)的錯誤，提高學生的觀察能力、動手操作能力及邏輯思維能力。最終能使學生準確高效地完成維修工作。

4.構造統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫。對于學生日常訓練中的數(shù)據(jù)、涉及的汽車類型、性能等相關信息要及時存儲，方便以后的評效和管理及模型的改進。同時，也要注意對相關程序的編寫，使得程序能全面實現(xiàn)場景模擬、數(shù)據(jù)管理等功能，從而提高汽車教學質量水平。

六、總結

仿真技術在汽車維修教學中的應用，是對實踐教學的補充和擴展，合理地利用仿真技術，能夠實現(xiàn)真實感和虛擬感的有效交互，創(chuàng)新汽車維修的教學方式，降低教學成本，仿真模擬技術的應用必將成為汽車維修教學改革的方向。而且，虛擬仿真技術的技術投入和資金需求將直接決定教學成本的多少，對高等職業(yè)教育的發(fā)展也有深遠影響。

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