利用動態仿真技術提高航空地面設備教學的效果

張鵬

摘要：在民航院校航空地面設備的教學中，往往需要學生掌握各種地面設備的靠機、撤離等各種運動狀態下的操作要求以及各種液壓設備的工作規律，而學生對此往往無法正確理解。對此，利用動態仿真軟件，構造典型工作過程，通過動畫演示運動表現，從而達到理論和實際相結合的教學效果。實踐表明這樣的教學手段對提高高職院校的專業課程講授效果有著明顯的效果。

關鍵詞：航空地面設備;專業教學;動態仿真

1引言

在民航高職院校的航空地面設備維修專業教學中，需要學生掌握各種地面設備（特種車輛）的靠機、撤離等各種運動狀態下的操作要求以及一些液壓設備的運動規則，而學生對此往往無法正確理解。究其原因，這些知識往往由課堂上以理論講解的方式描述，對于高職院校的學生，很難立即建立起實際場景的概念[1][2]，靠機械記憶往往達不到教學效果，用人單位常常抱怨。對此，本文著重探索在教學過程中引入動態仿真軟件，以便直觀展示不同工作情景下設備可能出現的運動狀態以及液壓回路的一些改變，幫助學生理解其中的道理，從而改進了教學效果。

2仿真案例選擇

目前，在教學過程中感到最難以讓學生掌握的就是航空地面設備的具體操作以及液壓回路的工作原理。這一方面由于這些設備種類繁多，其中主要類型動輒上百萬;另一方面雖然有各種視頻，但是體現不了不同條件時，這些會發生怎樣的變化。在前期調研中發現，有87%的學生反應希望能實際體驗民航特種車輛的具體操作運動;還有諸如特種車輛在制動時液壓回路的工作變化也需要有更直觀的教學展示。為此我們選擇動畫比較精致的運動仿真軟件來實現轉向、制動的動畫教學，以提高學生的學習興趣和理解能力[3][4]：

（1）拖車轉向的教學仿真案例

以往在和學生講解這些操作要求時，只能泛泛地說明轉彎角度的控制，而在加入仿真動畫之后，整個教學的解釋過程更加清晰流暢。為此，選擇Trucksim這樣軟件，根據教學內容，在其中搭建拖掛車動態模型，對其轉向時的操作，結構參數進行設置，對仿真工況進行設計， 隨后就可以進行各種工況的運動動畫展示。

（2）車輛ABS電控液壓制動運動教學仿真案例

為了提高教學效果，我們以車輛ABS電控液壓的制動系統為典型案例，在仿真平臺上搭建模型，并以動畫展示，讓學生直觀理解液體如何導致制動壓力產生，進而對車輛運動狀態影響清晰地進行描述。

3動態仿真效果對教學的影響

（1）拖車轉向動畫展示

通過設置拖車的鉸接關系，可以模擬不同載荷，不同連接高度，不同重心高度尺寸的情形。為了讓學生理解在牽引過程中，在轉彎時可能會遇上的危險，設計了以下的對比仿真實驗，通過對轉向盤的不同操作，可以看到極端狀態下牽引車連同所牽引的后端載荷一同發生側翻這樣的危險后果。

圖3.1不合理操作導致牽引轉向側翻動畫

（2）制動液壓管路壓力展示

由于液壓系統是航空地面設備主要工作系統，無論是操作或是維護都大量涉及到這些知識。但是對于高職學生這是一個較為困難的內容，為了幫助學生進一步了解液壓工作的特點和不同元件變化后對壓力的影響，我們利用上面的液壓回路仿真，實現了壓力曲線的變化顯示。

圖3.2 液壓回路及液壓制動左右輪缸壓力變化

以往這種制動輪缸壓力變化的效果，只能通過語言的描述，學生很多時候并沒有往心里去，也分不出電控ABS制動的好處，而現在，直觀顯示這個良好效果的背后原理，提高了學生的學習興趣。

將以上結果在所教授的航空地面設備專業課程教學中進行了實踐。對比以前的教學效果，在課堂上利用動畫的方式展示車輛整體運行效果，就像學生自己能實際進行操控一樣，其身臨其境的效果吸引了大部分同學的注意，低頭看手機的減少了，也愿意參與一些討論，相對于以往學生學習積極性不高的情況，得到了的改善，且通過提問可以感受到學生理解要更好一些。

4結論

對于航空地面設備維修專業，能正確理解設備的動態工作過程，理解液壓系統回路的工作狀態，對其今后工作中操作特種車輛，判斷其故障原因都有著積極的意義。然而傳統教學過程中，由于缺乏有效手段，在課堂講解中，總是將民航特種車輛的具體結構和其運動的關系割裂開，也無法深入到液壓回路的具體工作狀態，使得學生在掌握上述知識時，學習沒有動力，理解也流于泛泛。將實際動作動態和和各種操作設置結合起來，利用動畫展示這種關系，就可以幫助學生學以致用，通過學生的反饋看到這種教學手段具有較好的吸引力，對其他專業的教學也具有一定的借鑒意義。

參考文獻：

[1]薄海群，姜浩.計算機仿真在中等職業技術學校電路原理教學中的應用[J].現代職業教育.2017，（17）.77.

[2]胡偉心.對仿真軟件在教學中運用的思考[J].信息應用技術，2006，（11）.

[3]李偉，肖平.計算機仿真技術在車輛工程專業實踐教學中的應用研究[J].科技風，2018，（16）.57-58.

[4]張忠洋，鄭利民，孫曉幫，等.虛擬仿真軟件在新能源車輛工程專業實驗教學中的應用[J].汽車實用技術，2016，（12）.210-212.