汽車維修教學中仿真技術的應用

周紅梅 靳春士（65066部隊 遼寧沈陽 110101）

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汽車維修教學中仿真技術的應用

周紅梅 靳春士
（65066部隊 遼寧沈陽 110101）

摘 要：汽車維修教學是一門突出實踐能力的學科，如何探索一種經濟、高效的教學模式勢在必行。仿真技術的發展和應用不僅提供了可能性，而且也成為輔助教學的必要手段。通過對真實環境的模擬，把各種抽象的理論和操作直觀化和形象化，調動和激發了學生的學習興趣，達到了“不在車間，勝似車間”的效果，具有明顯的社會效益和經濟效益。

關鍵詞：汽車維修 教學 仿真 應用

隨著社會發展與新軍事變革的展開，軍隊對于車輛維修保障能力的要求也在不斷地提高。而如何培養高素質的車輛維修人才也成為當前部隊汽車維修訓練機構所面臨的一個重要課題。在汽車維修教學中，一個重要的特點是在保證理論教學的基礎上突出實踐教學，而在現有的訓練周期和教學條件下，要實現全部課目的實裝訓練是不現實的。但計算機仿真技術的發展和應用不僅提供了可能性，而且越來越成為輔助教學訓練的有效途徑。實踐證明：仿真訓練既節省經費，又可提高訓練效率，還可縮短訓練周期。［1］

一、在汽車維修教學中應用仿真技術的必要性

仿真技術在職業教育的產品開發與應用在發達國家已經較為普遍，作為汽車工業強國的德國，其汽車專業人才的培養采用“雙元制教學”，這種教學模式將虛擬現實仿真訓練與實體教學相結合，體現了實踐性和操作性的完美統一。

在汽車維修教學中，實踐教學環節是突出的重點，更是難點。熟練掌握汽車各總成部件規范的分解、裝配與調整方法，這是一個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重要因素。但在實裝訓練中，所需的設備及器材較多，教學實習場地較大，教學訓練時間長。而且，在有限的教學條件下，學員人均維修實踐的機會少，短期內難以提高實踐操作技能。鑒于這種情況，在汽車維修教學中，引入仿真技術，像3D 游戲一樣，采取人機交互的方式，把汽車各總成部件的構成、拆卸和分解、故障設置與排除等有機地結合起來，通過計算機技術虛擬再現。學員可以在計算機上模擬汽車的構造原理及維修操作，從而掌握實際操作的方法、步驟和要領。仿真技術與多媒體的有機結合使得仿真系統更形象、生動，極大地調動了學員的主動性和學習興趣。［2］

在汽車維修教學中應用仿真技術，不僅可以節省教學實習場地與訓練器材的軍費開支，還很大程度上減少了教員的工作量，具有很高的經濟效益和社會效益。

二、在汽車維修教學中仿真技術的具體應用

1.汽車維修仿真系統的功能

基于虛擬現實技術構建的汽車維修模擬仿真系統，集汽車構造原理、檢測與維修的功能于一體，主要有以下幾種功能：

（1）真實、全方位地展示三維虛擬零部件

按照實物真實尺寸建模的發動機、變速器等主要零部件，學員可以像玩游戲一樣，輕松地將其進行旋轉、平移、縮放、解剖等操作，全方位展示部件的結構及裝配關系，使學員能夠形象、直觀、高效地掌握汽車各部件的結構特點，為迅速提高維修技能打下堅實的基礎。

（2）動態、實時地展示原理動畫和運動仿真

系統通過交互式二維圖形技術把發動機運行、變速器油路等系統的運作過程和原理生動、形象地展示出來。學員可以自己操縱油門、剎車、離合器和檔位來控制原理動畫的演示過程。對于變速器系統的三維運動，學員可以自由地切換檔位和調節速度，看到相應的變化以及原本無法看到的系統運行時的內部狀態和原理。

（3）靈活、逼真地對各總成部件進行分解、裝配與調整

系統通過對汽車拆裝和調整過程進行仿真模擬，學員可以在一個虛擬場景中按照技術規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，學員只需要對虛擬部件進行觀察和分析，選用正確工具和合適的位置，利用鼠標來選擇相應的部件，就可完成相應的虛擬拆裝作業。

（4）方便、高效地進行故障設置與檢測

學員操作該系統，可以設置發動機系統、變速器系統、空調系統和ABS系統的近千個故障。系統提供了診斷儀、萬用表、油壓表和真空表等多種測量工具和手段，這些檢測工具完全參照真實工具的操作方式和數據。設置故障后，相關聯的系統電路狀態值、排放值、油路壓力或進氣管真空度會相應改變。學員需按照相應的檢測流程進行診斷，修復后，系統的運行狀態和相關的測量值也恢復正常。

2.汽車維修仿真系統的應用效果

應用仿真系統來輔助汽車維修教學，首先，其形象、逼真的三維世界極大地調動了學員的學習興趣，良好的人機交互性使學員沉浸在一個更加真實的情境中，便于學員對知識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了實裝訓練中車輛、器材短缺的不足。近千種故障的設置不僅方便、高效，而且超出了實訓中所能達到的目標，并消除了不安全因素，達到了“不在車間，勝似車間”的效果。第三，易于教學的組織與管理。由于仿真教學軟件在PC機及其網絡上運行使用，加之其自動評分與自動記錄功能，使得教學的組織與管理更加方便容易。［3］

三、結束語

綜上所述，在汽車維修教學中應用仿真技術，不僅調動和激發了學員學習動力與興趣，使汽車維修教學效率得到了提高，同時還便于學員對理論知識的理解和操作技能水平的提高。在實際教學中，如果合理安排實裝訓練和仿真訓練的比例，找到二者的最佳契合點，定能達到理想的訓練效果。

參考文獻：

［1］黃永亮.仿真技術在汽車維修教學中的應用探討［J］.電子制作.2013.9

［2］楊文.仿真技術在汽車維修教學中的應用 ［J］，汽車維修.2010.1

［3］趙海濱.仿真技術在汽車維修教學中的應用.科技風.2015.15