基于計算機仿真技術在汽車實訓教學中應用的需求及可行性分析

?

基于計算機仿真技術在汽車實訓教學中應用的需求及可行性分析

奚德琳

（上海市交通學校信息中心，200431)

1　研究背景

近年來，我國宏觀經濟保持快速發展，汽車產業也隨之呈現了良好的發展事態，2009年中國汽車產量突破1379萬輛，到2010年全年產銷量雙雙突破1800萬輛，成為世界第一。上海作為國內汽車工業發達地區，隨著汽車銷量的不斷上升，對汽車售后市場的技術人員需要也日益增加，從而與汽車產業密切相關的各類院校也隨之發展，日趨成熟。但是在汽車維修行業,對人才需求的標準與目前職業院校的教育模式還不能無縫對接，關鍵在于人才的技能培養模式及其培養成本。

結合國外先進職業教育經驗，理想的汽車維修教學模式是基于“理論實踐一體化”的項目教學法，并且通過國內外的實踐證明確實取得了良好的教學效果。隨之而來的問題是，盡管我國相關職業院校大多與汽車制造廠商形成了校企合作的辦學模式，但是從企業或者政府管理部門得到的相關專業基礎建設的投入相當有限，雖然采購或自制了諸如試驗臺、演示教板、教學車輛等設備，但是鑒于設備成本及維護成本非常高，要建立功能強大、涵蓋面廣的汽車實訓中心并非是每個學校都能夠如愿以償的。同時由于汽車技術的更新逐步加快，汽車售后市場的產業鏈不斷延伸，使得汽車專業教學內涵不斷擴大，從而為滿足汽車專業全方位建設的追加投資將大大增加，教學成本亦隨之增大。因此，解決高昂的實訓設備投入與學生培養成本，眾多的學生人數與少量的實訓設備的矛盾成為了相關職業院校專業發展的首要問題。

2　需求分析

2.1現階段維修汽車維修實訓教學成本分析

1）實訓室成本

現代“理論-實踐一體化”汽車維修類專業教學的關鍵就是將實訓室變成教室，而能真實模擬汽車維修企業的實訓室由以下幾個部分組成，首先是場地，其次是場地裝修。

對于有些汽車總成或部件，需要對其進行切割改裝，這類教學用部件由于額外的改裝費用比購買這些總成部件的費用更為昂貴。另外還需要為展示這些教學設備購置如支架，電子操作平臺等。

除了上述設備外，還需要購置用于檢測、拆裝和維修的配套工具。主要的檢測工具是與車型相匹配的車用檢測儀，主要的維修、拆裝工具是原廠工具和通用工具。一套完整的檢測、維修專用工具價格都在數十萬元左右。

2）教學材料成本（日常使用）

教學材料成本主要由油耗和易耗品組成。在油價日益上漲的情況下，成本上升也逐步顯現。

帶有緊固部件的相關配件，如：汽油濾清器、機油濾清器在日常教學中因反復拆裝，而導致的損耗也是非常大的。

3）師資成本

在理論教學過程中，一名教師可以完成一個班級的理論講授。而在進入到實訓環節后，往往會將學生分為若干小組，每個小組配備一名專業教師，同時授課，師資成本則相應提高。

2.2傳統實訓教學中的主要問題

在現階段傳統汽車實訓教學手段下或多或少都存在以下一些問題：

1）實訓設備損耗大，投入成本大

從實訓教學的角度來看，學生要掌握汽車維修某一項技能，都要經歷“初步認知—基本完成—熟練操作—靈活運用”四個階段。其中，學生畢業后在生產崗位上經過一定時間的維修經驗積累才能達到第四階段，本文對此暫不做討論。從上述的成本分析來看，由于維修工藝不熟悉、工具使用不恰當、誤操作等原因，使學生在第一、二階段中必須經過反復多次實際操作才能達到第三階段水平，因此一、二階段中所投入的成本是最高的。

2）實訓教學安全性不足

由于汽車大多部件為金屬材料，且可進行高速的機械運動，加上學生對知識探求而產生的好奇心理，容易導致盲目操作而發生教學事故。另外，由于實訓設備有限、學生人數眾多，造成教師在教學過程中不能全面管理而產生疏忽導致事故發生。

2.3應用計算機仿真技術優勢

表1　涉眾概要

表2　用戶概要

隨著計算機技術及多媒體技術的發展，計算機輔助教學可以充分發揮其優勢，實現資源的優化配置。相關職業院校近年來已經在計算機多媒體教學上取得了一定的成果。各院校大多具備有一定規模的多媒體教學設施，教師可以在教學中使用專業相關的多媒體課件，學生樂于接受多媒體教學這一手段。但是大多數的多媒體教學課件，僅能在教學中起到演示作用，缺乏與學生的互動功能，僅能理解為對傳統板書的影像演示。

利用計算機仿真手段，制作類似于3D游戲的系統操作界面，使用人機交互的方式，將汽車，如發動機，各個部件的拆卸，檢修，裝配，調整等實驗結合在一起，通過計算機進行虛擬操作。學生通過該平臺可模擬汽車發動機拆裝檢修、整車排故等操作，同時可配備了大量的教學資源以供學生在拆裝過程中隨時查閱，從而更好的掌握實際操作的要領及操作步驟。

由計算機仿真技術開發的模擬系統，可具有較好的擴展性，根據不同的需求，進行相應的修改即。如根據車型更新、等級工考核、企業員工培訓等方面的變化進行適時調整。從而為解決教育投入不足，而引起的學生人數與實訓設備臺套數不匹配等問題提供具有可行性的解決途徑。

3　可行性分析

3.1計算機仿真實訓系統涉眾及用戶類型分析

1）涉眾分析：

該平臺的涉眾主要包括對應部門管理者，使用的教師及學生，涉眾概要見表1。

2）用戶分析：

該平臺用戶類型主要包括學生及教師，用戶說明及職責等見表2簡述。

3.2系統開發簡述

利用AS3作為開發工具，以SWF動畫文件的呈現系統界面，穩定性較高。在系統中涉及的零件及工具模型可使用3DMAX三維建模完成，導入flash庫中作為元件，立體感強，外形逼真。

在開發過程中，類文件獨立，分別與源文件綁定，完成相應功能。源代碼及源文件建檔清晰易查。在系統升級時，類文件以及部分源文件可以繼續使用（場景、元件等），進而降低了維護成本。在硬件方面，用戶單機版對用戶機要求不高，普通的計算機都能夠滿足需求。

小結：在汽車實訓教學初期，利用計算機仿真模擬系統來部分替代實物實訓操作作為輔助教學手段，不僅可行而且具有顯著優勢。仿真系統可以降低教學成本，提高學習效率，今后也將是大勢所趨。隨著計算機技術的不斷發展，建模成本及開發成本有望進一步降低，且更具有互動性和真實感的模擬系統將會不斷的推陳出新,并投入到實際應用中去。

參考文獻

[1] 王澤華.上海汽車制造業的現狀和特征分析.統計科學與實踐,2010年,5期:40

[2] 代碧波.中國汽車后市場現狀及發展趨勢研究.經濟研究導刊，2010年，第21期:155

[3] 蔡昶文.職業院校信息化汽車實訓體系建設探究.交通職業教育,2009年,02期:25

[4] 劉和海,王清.高等學校多媒體教學現狀的調查與研究.教育與現代化,2006年,第4期:40

[5] 湯定國,李飛.計算機仿真平臺在汽車實訓教學中的應用.中國職業技術教育,2005年,總第209期:39

[6] 楊文.仿真技術在汽車維修教學中的應用.汽車維修,2010 年1期:21

奚德林，女（1981年2月——）上海市人，漢族，講師，主攻方向為數字媒體技術。

摘要：隨著中國對汽車售后市場的技術服務人員需求日益增加，各類院校中汽車售后相關專業其高昂的購置、使用、維護成本無法與學生人數相匹配成為了日漸突出的矛盾。本文首先分析了傳統實訓存在的問題，提出引入計算機輔助教學手段，并對利用計算機仿真模擬來部分代替傳統實訓中基礎操作的需求及可行性進行了全面分析。

關鍵詞：計算機仿真；汽車實訓；Flash

The demand and feasibility analysis of Computer simulation technology in automobile practice teaching Abstract:

Xi Delin

（Shanghai Communications School，200431)

Abstract：Along with the increased tech-needs of Chinese automobile aftermarket,various institutions of automobile aftermarket professional emerge as the times require,but because of the high purchase,use and maintenance costs of the equipment, they can not match with the large number of students.This paper first analyzes the traditional training problems,puts forward to introducing the computer aided teaching method, and comprehensive analyzes the demand and feasibility of using the computer simulation training system to replace some of the traditional training operation.

Keywords：Simulation；Auto training；Flash

作者簡介