汽車發動機仿真虛擬動畫開發的教學設計研究

蔣莎 劉淵

摘 要：隨著社會經濟的迅速發展，我國的汽車行業市場也逐漸發展起來，并且呈現出了一種急劇增長的發展趨勢。本文針對汽車行業人才培養闡述了以現代教育理念為指導，以現代化信息技術為支持，對教育教學模式展開探索與研究，利用仿真虛擬動畫開發的教學實施過程將汽車電子技術、機械設計與制造（汽車方向）和數字媒體技術跨專業合作的新型課程實訓教學模式研究，以求培養適合企業發展的應用型創新復合技能人才。

關鍵詞：汽車教學設計：仿真虛擬：發動機

2015年中國經濟低迷，但汽車行業表現良好，這可以從北京車展帶來的熱情和銷售統計數字推測出來。汽車銷售量不斷攀升，2015年比2014年增長4.7%，其中小客車在購買份額中所占比例最大。汽車銷售量在2016年全球汽車銷量迎來增長，據JatoDynamics公布的數據顯示全球52個市場汽車銷量達8424萬輛，同比攀升5 .6%。尤其是SUV和新能源汽車。同時，中國也在不斷向制造強國發展，這就要求加強對汽車專業從業人員的培養。近年虛擬技術的應用發展，虛擬模擬系統讓人們有身臨其境的感受，國內起步雖然較晚，但發展很快，特別是近年來虛擬現實技術（ VR）的發展實現了仿真技術與計算機圖形學、人機接口技術、多媒體技術傳感技術、網絡技術等多種技術的集合，能利用三維交互設備生成五官感知和人體行為動作的實時響應。

1 汽車發動機仿真虛擬動畫開發教學重要意義

汽車教學現狀是汽車教學設備更新遠遠跟不上汽車新技術的發展。同時汽車教學設備價格昂貴，易損耗，投入大。虛擬動畫與仿真技術剛好可以幫助學生將理論很好的運用到實踐中，應用軟件共享虛擬實訓、儀器共享虛擬實訓和遠程控制虛擬實訓等優質教學資源，解決現有設備不足，實訓量大的難處。利用互聯網資源共享平臺等方式多元化改進實驗設備。但是虛擬軟件昂貴，周期短，更新慢的問題讓我們再次思考，怎樣結合各汽車專業的特色建立具有校本能力的教學特色。豐富教學內容，拓展實踐領域，降低成本和風險，開展綠色實訓教學。現代汽車制造企業中常常用到汽車虛擬技術，在汽車開發的整個過程中，全面采用計算機輔助技術。在轎車開發的造型、設計、計算、試驗直至制模、沖壓、焊接、總裝等各個環節中的計算機模擬技術聯為一體的綜合技術，使汽車的開發、制造都置于計算機技術所構造的嚴格的數據環境中。虛擬現實技術的應用，大大縮短了設計周期，提高了市場反應能力。所以，本著培養具有適應企業人才需要的原則以仿真虛擬軟件設計為突破口針對汽車相關的汽車電子技術、機械設計與制造（汽車方向）和數字媒體技術等專業制定一套教學實施過程。

2 汽車發動機仿真虛擬動畫開發教學過程具體實施方案

以制作桑塔納2000AJR發動機三維動畫為一個項目，計劃一學期的教學周期，每個專業集訓8學分，實訓時間一個月，集訓安排在專業課教學第四學期。分三個專業，以集中技訓的方式來完成教學計劃。具體安排如表1。

虛擬仿真軟件開發后，設計一個教學驗證，將開發的軟件用于汽車專業發動機的教學，讓同學們在使用教學軟件的過程中提出意見和改進措施，再用于下一屆的集中技訓。

汽車電子技術專業發動機拆裝與測量集訓匯報總結如圖1。

機械設計與制造（汽車方向）專業集訓發動機部件草圖繪制如圖2；專業集訓發動機部件標號如圖3。

數字媒體技術專業集訓將發動機進氣歧管三維模型導入VRP虛擬現實編輯器如圖4。

3 結語

通過一個周期的教學改革，跨專業合作，相互交流學習培養學生團隊合作意識。學生學會了從零件到總成，從局部到整體的框架式學習和運用。學生通過汽車發動機仿真虛擬動畫開發的學習為后期畢業設計獲得了發動機各零件的二維、三維數據。在以后的教學改革中，可以根據汽車發展方向適當選擇仿真載體，讓學生適應行業發展，同時通過自學仿真加上后期實體仿真的演練，從真正意義上做到了理實一體化的教學目的，對學生能力提升以及畢業后進入企業發展提供了競爭力。