虚拟仿真技术在汽车维修教学中的应用研究

李海琼

云南工程职业学院，云南　昆明　650300



虚拟仿真技术在汽车维修教学中的应用研究

李海琼

云南工程职业学院，云南昆明650300

摘要：随着计算机技术的迅速发展，计算机仿真技术随之应运而生，运用的范围也越来越广泛，且取得了较好的成效。汽车维修专业重视培养学生的实践能力，学生不仅要掌握基础知识，还要掌握较高水平的操作技能，而现有的教学方式难以满足专业需求，因此技术类院校充分运用计算机仿真技术来培养学生的汽车维修操作能力。本文阐述了汽车维修教学中仿真技术的作用，研究虚拟仿真技术在汽车维修教学中的具体应用。

关键词：虚拟仿真技术；汽车维修；教学

一、虚拟仿真技术的意义

虚拟仿真技术是指通过计算机进行3D效果的模拟，从而形成非常逼真的场景，让学生在虚拟的真实场景中能够直观的感受教学内容和汽车相关特点，激发学生的学习积极性，同时还能够培养学生的实践能力和创造能力，提高汽车维修教学的质量。虚拟仿真技术在虚拟环境中，让学生更深刻的了解汽车结构以及维修和检测的全过程，学生能够对已掌握的理论知识印象加深。传统汽车维修教学中，教师在课堂上进行填鸭式的教学，向学生灌输相关理论知识，或者通过现有的机械设备进行教学，难以实现高质量的教学。而虚拟仿真技术能够帮助学生更好的理解理论知识，掌握操作技能，挖掘学生的创造性潜能。

二、虚拟仿真技术在汽车维修教学中的作用

(一)培养学生的思维能力和想象力

虚拟仿真技术在汽车维修中的应用能够培养学生的思维能力，同时丰富学生的想象力。学生思维能力的发展经历直观到抽象的过程，学生掌握越来越多理论知识，其脑中的表象记忆越来越多且越来越丰富，而学生形成较好的思维能力后，能够将脑中的表象进行重组形成新的形象，学生的想象力就越来越生动。通过虚拟仿真技术的应用，学生能够从虚拟实验中获得结论、结果，并且进行分析和整理，形成新的理论和结果，培养学生的思维能力，形成丰富的想象力。

(二)提高学生的认知和理解能力

虚拟仿真技术在汽车维修教学中的应用，能够提高学生的认知和理解能力，让学生获得更为深刻的表象和直观的认知，从而进行知识和认知的巩固。学生在虚拟练习中，大脑获得生动、直观、形象的信息，记忆能力和理解能力得到提升。

(三)降低学生训练时的风险

在日常汽车维修教学的操作中，不可避免的存在各类风险。但虚拟仿真技术采用虚拟显示技术为学生提供实际操作的环境，在此环境中，学生可安全的完成实验，且能够自行设计汽车故障，进行检测和试验。

(四)缓解教学资源紧缺问题

汽车维修教学中，汽车、零件等设备都随着科技的发展、生产技术的更新不断变化，而学校为了更好的适应社会需求，需要定期更新仪器设备。但受到经费的限制，实验室的设备更新较为缓慢，而虚拟仿真技术能够有效的解决教学资源紧张的局面，通过计算机信息技术模拟出不同的虚拟环境。

三、虚拟仿真技术在汽车维修教学中的应用

计算机、信息技术发展迅速，并且成为全球生产和发展的新趋势，计算机技术衍生出的虚拟仿真技术，在汽车维修教学中效果非常显著。虚拟仿真技术能够培养学生的思维能力、激发学生的积极性，帮助学生在较短的时间内掌握汽车维修的理论知识和操作技能，同时还能够节省大量的经费。虚拟仿真技术通过视觉、听觉以及感官等功能，完成汽车维修教学中汽车构造模拟、分拆组装的模拟以及模拟的调整和教学的考核，而虚拟仿真技术在汽车维修教学中的具体应用分为四个部分，分别是汽车三维模型的构建、真实场景的模拟、模拟数据库以及模拟程序的编写。

(一)建立汽车的三维模型

虚拟仿真技术结合力学、运动学、结构学以及物理学等领域的知识，完成对汽车三维模型的构建，同时构建模拟的汽车整体和零件。虚拟仿真技术以动态的形式对汽车各部件进行组装和分拆，利用软件进行三维模拟，从而完整、真实的展现汽车的构建和组装拆分的全过程。学校在汽车维修教学中。要根据教学目标创造三维模拟造型，例如，以维修轿车等小型车为主时，要注重对小汽车的整车和零部件的三维模型模拟构建；而以维修重型大车为主的专业，要侧重于大型车整车和零部件的三维模型的构建。

(二)构建模拟场景

在构建汽车整车和零部件的三维模型后，可通过3D技术实现对汽车维修的场景的模拟。场景的模拟主要包括整车的组装和分拆以及零部件的维修和调整。教学中，教师要注重对汽车零部件的结构与受力情况进行讲解和分析，分别从局部和整体着手，提高学生的观察能力，培养学生的逻辑思维能力以及实践操作能力。虚拟仿真技术在实现模拟场景时，要注重学生与模拟系统之间的互动，虚拟仿真技术下的虚拟系统要能够对学生输入的操作进行有效性判断。

(三)建立模拟数据库

使用虚拟仿真技术时，要建立模拟数据库来对三维模型和场景数据进行管理，主要数据包括汽车的型号、汽车的三维模型数据以及汽车维修的场景等。

(四)编写模拟程序

在完成数据库模拟构建后，要编写模拟程序，模拟程序是虚拟仿真技术应用中重要的组成部分。汽车维修教学中，模拟程序主要包括三个部分，数据库资源板块、硬件输入与输出板块以及虚拟控制管理软件板块。虚拟仿真技术中模拟程序要满足3D模拟、情境模拟、数据的管理与应用以及教学考核的功能要求。

四、结束语

我国经济水平快速发展，汽车的拥有量飞速增长，且汽车的种类、型号等也越来越多。汽车维修要求也随着提高，汽车维修教学有了更高的目标。科学技术不断发展，学校要培养更多、更优秀的汽车维修人才，满足社会的需求。汽车维修教学中，实践操作非常重要，对学校设备的要求非常高，此时虚拟仿真技术的出现不仅为学生提供了更多的实践机会，还能够为学校降低昂贵的教学成本。虚拟仿真技术在汽车维修教学中的应用，还能够促进教学理念、教学方法的改革，从而提高教学的质量和水平，将汽车维修教学与汽车发展相联系，发挥教师与学生的潜能，为社会输送高质量的汽车维修人才。

[参考文献]

[1]奚德琳.基于计算机仿真技术在汽车实训教学中应用的需求及可行性分析[J].电子测试，2015(09).

[2]郭钦.汽车维修专业实践教学改革探索[J].科技风，2014(08).

[3]王建锋，陈香香.仿真软件在汽车维修实践教学中的应用[J].中国教育技术装备，2013(06).

中图分类号：TP391.9

文献标识码：A

文章编号：1006-0049-(2016)07-0222-01