虛擬仿真技術在發(fā)動機拆裝實習中的應用

劉亞麗　潘玉龍　李文哲　占才棟　李錚榮　安通

摘 要：本文主要通過分析傳統(tǒng)發(fā)動機拆裝實習中存在的場地有限、設備老舊不足和經費欠缺等等問題，介紹虛擬仿真技術的特征及其應用在發(fā)動機拆裝實習教學中的優(yōu)勢。借助數字化平臺，將虛擬仿真技術應用到發(fā)動機拆裝實習教學過程中去，可以提高教學質量，培養(yǎng)理論與實踐相結合的復合型人才。

關鍵詞：虛擬仿真技術;發(fā)動機拆裝實習;應用

1 前言

隨著電子計算機技術的飛速發(fā)展，虛擬仿真技術應運而生。虛擬仿真技術實際上是一種可創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機系統(tǒng)，這種虛擬世界由計算機生成，以仿真的方式創(chuàng)造一個三維世界，借助各種輔助傳感設備與虛擬世界進行自然的交互。從當前發(fā)展的情況來看，虛擬仿真技術的應用范圍不斷擴大，在實驗實訓環(huán)節(jié)有著重要的應用價值，尤其是汽車發(fā)動機拆裝中有著重要作用。

2 傳統(tǒng)發(fā)動機拆裝實習中存在的問題

發(fā)動機拆裝實習對我校專科學生來說，是一門專業(yè)理論知識與實踐相結合的重要的專業(yè)實踐課。目前，本專業(yè)學生每個班40人，可供拆裝教學的發(fā)動機為8臺125Z1A2型柴油機，實習時間較長，拆裝實習過程中，每5～6人為一組。由于現場學生較多，而指導教師只有一個，可能會造成老師指導學生不及時，學生自己嘗試，不按照要求隨意拆裝，拆卸不徹底就裝配或將螺栓隨意丟棄，造成發(fā)動機損壞[1];而每組學生較多，可能會造成部分學生積極動手參與，部分學生旁觀，學生動手實踐能力差，這樣就達不到實習的目的。

目前，發(fā)動機技術不斷更新，先進的發(fā)動機不斷涌現，而學校提供拆卸的發(fā)動機都是相對落后和老舊的，學生只能通過多媒體來了解更多先進的發(fā)動機，無法實際接觸到它們，學生的學習興趣和積極性不高[2]，實習設備費用昂貴，很難進行更新換代。

3 虛擬仿真技術在動機拆裝實習中的應用

3.1 發(fā)動機虛擬拆裝平臺的建設

發(fā)動機虛擬拆裝平臺的建設，可以有效的解解學校資源不足、經費欠缺的問題，可以減少場地投入、建筑投入、設備投入和指導教師投入等等[3]，而現在的學生幾乎人人都有電腦，有了發(fā)動機虛擬拆裝教學平臺，學生可以直接通過電腦進行發(fā)動機拆裝實習，詳細的了解發(fā)動機的內部構造，掌握正確的拆裝順序，將發(fā)動機拆卸徹底，減少拆裝過程中造成的零部件損壞，加深學生對理論和實踐知識的學習掌握。同時，可以通過對發(fā)動機虛擬拆裝教學平臺軟件進行更新換代，構建更多先進的發(fā)動機模型，讓學生掌握更為先進的發(fā)動機知識。

3.2 虛擬仿真技術在發(fā)動機拆裝實習中的優(yōu)勢

目前，實踐環(huán)節(jié)在?？平虒W中占相當大的比重，針對傳統(tǒng)發(fā)動機拆裝實習中存在的諸多問題，虛擬仿真技術在動機拆裝實習中開始廣泛應用。首先，應用虛擬仿真技術可以節(jié)省成本，解決高校資源不足、經費短缺因而無力購買足夠多的實驗實訓設備的問題，傳統(tǒng)的發(fā)動機拆裝實習中設備滯后、升級改造困難，只能不斷購買新的設備，造成教學過程中教學資源的浪費，教學過程停滯不前[4]，而虛擬仿真技術可以重復利用，將其軟件進行改進升級，隨著發(fā)動機技術的不斷進步，將各種新型的發(fā)動機模型加入到虛擬仿真技術平臺中，這樣，發(fā)動機拆裝實習中的硬件資源就無需全部替換，只需不斷進行軟件更新，就能及時跟上現今技術的發(fā)展，滿足發(fā)動機拆裝實訓教學的需求。

其次，應用虛擬仿真技術可以提高學生學習的興趣。傳統(tǒng)的發(fā)動機拆裝實習過程較為單一，設備老舊，學生拆裝過程比較枯燥，而虛擬仿真技術可以創(chuàng)設多種情景，具有多感知性、沉浸性、交互性、先進的共享性、易擴充性、易改進等等優(yōu)點，真實感強，易激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的動手能力，同樣，運用虛擬仿真技術可以提高實訓的安全性，避免學生因為使用工具不當造成的傷害，同時也可以減少因拆裝不當造成設備損傷從而導致的成本增加。

最后，應用虛擬仿真技術有助于加強學生學習記憶。傳統(tǒng)的發(fā)動機拆裝實習只能在實訓室里進行，學生只能在有限的時間里進行拆裝實習，可能拆卸不徹底造成學生對發(fā)動機內部構造了解不清楚，走馬觀花，對知識掌握不準確、不徹底，而應用虛擬仿真技術，現今幾乎每個學生都有電腦，學生可以在宿舍、在家里通過虛擬仿真平臺進入，不進入實訓室，利用業(yè)余時間拆裝實習即可，這樣有足夠的開放性和足夠的時間，讓學生能夠充分理解掌握相關知識，而不拘于時間地點，能夠加強學生動手能力的培養(yǎng)，加深學生對理論和實踐知識的掌握。

4 結論

虛擬仿真技術的應用，能夠解決傳統(tǒng)發(fā)動機拆裝實習中的諸多問題，學生可以在任意地點利用任意時間在虛擬仿真平臺進行發(fā)動機的拆裝實訓，按照規(guī)范的要求反復操作，這樣一方面有助于學生對發(fā)動機相關知識的掌握，另一方面可以減少場地、設備和相關人員的投入，節(jié)省成本，提高實訓的安全性，同時，這種先進的技術更能夠激發(fā)學生學習的興趣，調動學生的積極性，有利于學生對知識的學習記憶，達到最終實訓的目的。

參考文獻：

[1]黃衛(wèi)庭，羅麗瓊.虛擬仿真技術在高職教學中的應用[J].南通航運職業(yè)技術學院學報.2011（4）：111-113.

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[3]王勇，賴思琦.汽車拆裝虛擬仿真實訓項目建設[J].當代教育實踐與教學研究. 2018（8）：171-172+174.

[4]魏曉旭，田哲文.汽車發(fā)動機拆裝實踐虛實結合教學模式探索[J].大學教育. 2018（7）：104-106.

作者簡介

劉亞麗：（1990.07.04—），女，湖北省襄陽市棗陽市人，職稱：助教，學歷：碩士研究生。研究方向：發(fā)動機構造與修理。工作單位：空軍預警學院雷達士官學校。