探討仿真技術(shù)在汽車維修教學(xué)中的應(yīng)用

朱士兵

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

關(guān)鍵詞：仿真技術(shù)汽車維修實踐操作

一、前言

隨著社會經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，汽車維修專業(yè)的教學(xué)目標(biāo)也在不斷地提高，傳統(tǒng)的教學(xué)方式由于不能充分真實地展現(xiàn)維修汽車各細(xì)節(jié)部分的場景，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的教學(xué)需求。而汽車維修教學(xué)主要是以實踐教學(xué)為主，仿真技術(shù)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(gòu)造，可以提高汽車維修教學(xué)的效果。而且仿真技術(shù)在汽車維修教學(xué)中的應(yīng)用可以更好地讓學(xué)生體驗全真模擬實際的教學(xué)效果，從而提高學(xué)生的動手操作能力和創(chuàng)造力。本文從仿真技術(shù)的內(nèi)涵、仿真技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用分析、仿真技術(shù)的發(fā)展思路、應(yīng)用途徑及總結(jié)幾方面進(jìn)行論述。

二、仿真技術(shù)的內(nèi)涵

汽車仿真技術(shù)是一種通過三維立體技術(shù)展示汽車構(gòu)造及維修操作過程的軟件技術(shù)，主要應(yīng)用在汽車維修的教學(xué)、實訓(xùn)等方面。通過汽車仿真技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用是計算機(jī)技術(shù)成果的體現(xiàn)，也是教學(xué)方式革新的結(jié)果。

仿真技術(shù)的特點在于：

1.通過三維動畫進(jìn)行交互，真實再現(xiàn)汽修維修具體細(xì)節(jié)。仿真技術(shù)不僅能夠反應(yīng)汽車的內(nèi)部的構(gòu)建模型，而且能夠通過動畫的形式展示汽車的發(fā)動機(jī)、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(shè)計都是按照部件的真實尺寸進(jìn)行設(shè)計，讓用戶能真實地認(rèn)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(shù)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(shù)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(shù)采取互動式的設(shè)計思想，用戶操作離合都能相關(guān)汽車部件便能看到相應(yīng)的變化，并伴有文字解釋，效果更加明顯。

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

統(tǒng)便會運行到原理的狀態(tài)，同時相關(guān)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(shù)軟件的虛擬場景可以進(jìn)行汽車零部件的裝卸訓(xùn)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(jìn)行相關(guān)的裝配訓(xùn)練不僅可以提高其熟練程度，養(yǎng)成良好的裝配習(xí)慣。

三、仿真技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用分析

1.仿真技術(shù)的應(yīng)用使得理論更加直觀形象。技術(shù)的進(jìn)步，使得汽車的內(nèi)部零件越加繁多，內(nèi)部構(gòu)造更加復(fù)雜，這為學(xué)生在學(xué)習(xí)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(jìn)行教學(xué)又會耗費大量的教學(xué)成本。仿真技術(shù)能夠真實地展現(xiàn)汽車的零部件和內(nèi)部構(gòu)造，使得學(xué)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(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，要求汽車修理人員要掌握自動化、工學(xué)、電子學(xué)等相關(guān)的理論知識。仿真模擬技術(shù)的應(yīng)用能夠綜合汽車修理技術(shù)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(xué)生的記憶力和創(chuàng)造力。

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

3.有效提高教學(xué)質(zhì)量。汽車維修教學(xué)以時實踐教學(xué)為主，仿真技術(shù)的應(yīng)用，改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，通過立體的畫面向?qū)W生展示內(nèi)部構(gòu)造及零部件的應(yīng)用，使學(xué)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(shù)的應(yīng)用極大地降低了教學(xué)成本，逼真的模擬汽車內(nèi)部構(gòu)造，使得學(xué)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(xué)質(zhì)量。

4.有效提升時間進(jìn)度。汽車維修教學(xué)以培養(yǎng)高效的技術(shù)性人才，不僅要求學(xué)生能夠?qū)ζ嚦霈F(xiàn)的故障進(jìn)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(shù)講解汽車維修的相關(guān)知識，更加直觀易理解，學(xué)生的接受時間也會縮短，有效提高上課的效率。

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

當(dāng)然，仿真技術(shù)在教學(xué)應(yīng)用中也存在著一些不足之處。由于仿真技術(shù)重點在于模擬現(xiàn)實場景，難免使學(xué)生缺乏在實際訓(xùn)練中的考慮。長期處于仿真技術(shù)的訓(xùn)練中，使得學(xué)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(shù)是由計算機(jī)技術(shù)通過程序設(shè)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(xué)生的靈活運用提出了更高的要求。

四、仿真技術(shù)發(fā)展思路的探討

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

2.虛擬現(xiàn)實教學(xué)與實際教學(xué)相結(jié)合。正如上述所論述，學(xué)生長期在虛擬的場景中進(jìn)行操作訓(xùn)練，對現(xiàn)實存在的安全隱患考慮不周。這就要求學(xué)校在仿真技術(shù)的應(yīng)用時要考慮到虛擬現(xiàn)實技術(shù)與實際實踐教學(xué)相結(jié)合，根據(jù)實訓(xùn)的不同特點涉及教學(xué)思路和教學(xué)方法，使得兩種方法相得益彰，達(dá)到更好的教學(xué)效果。

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

五、仿真技術(shù)在汽車維修教學(xué)中的應(yīng)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(zhǔn)確地找到汽車故障所在，而且要在最短的時間內(nèi)達(dá)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(shù)虛擬現(xiàn)實，為學(xué)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(fù)地訓(xùn)練，提高學(xué)生的動手能力，為培養(yǎng)優(yōu)秀的汽車維修技術(shù)人員提供條件。

2.多方面構(gòu)建立體模型。仿真技術(shù)的重點在于建立三維立體模型。在汽車教學(xué)中，三維立體模型的構(gòu)建要結(jié)合力學(xué)、物理學(xué)、工學(xué)等理論知識，同時針對汽車的不同性能的內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行搭建。仿真技術(shù)的三維立體模型能夠真實反應(yīng)汽車的內(nèi)部構(gòu)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(xué)校應(yīng)根據(jù)教學(xué)的實際需求和現(xiàn)實狀況，盡量應(yīng)用在大型汽車的維修教學(xué)過程中。

3.逼真構(gòu)建場景模擬。對汽車內(nèi)部的三維模型的構(gòu)建只是仿真技術(shù)的第一步，更為主要的是對學(xué)生的汽車維修操作進(jìn)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(shù)對學(xué)生的操作進(jìn)行評判并糾正出現(xiàn)的錯誤，提高學(xué)生的觀察能力、動手操作能力及邏輯思維能力。最終能使學(xué)生準(zhǔn)確高效地完成維修工作。

4.構(gòu)造統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫。對于學(xué)生日常訓(xùn)練中的數(shù)據(jù)、涉及的汽車類型、性能等相關(guān)信息要及時存儲，方便以后的評效和管理及模型的改進(jìn)。同時，也要注意對相關(guān)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(xué)質(zhì)量水平。

六、總結(jié)

仿真技術(shù)在汽車維修教學(xué)中的應(yīng)用，是對實踐教學(xué)的補(bǔ)充和擴(kuò)展，合理地利用仿真技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)真實感和虛擬感的有效交互，創(chuàng)新汽車維修的教學(xué)方式，降低教學(xué)成本，仿真模擬技術(shù)的應(yīng)用必將成為汽車維修教學(xué)改革的方向。而且，虛擬仿真技術(shù)的技術(shù)投入和資金需求將直接決定教學(xué)成本的多少，對高等職業(yè)教育的發(fā)展也有深遠(yuǎn)影響。

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