探讨仿真技术在汽车维修教学中的应用

朱士兵

摘要：计算机技术的不断发展，使得计算机所衍生出的各类技术也在不断地发展提高。计算机仿真技术由于能够逼真地模拟现实场景而得到更多的应用。汽车维修专业是以学生的实践操作为主的专业，需要更多的实践教学。仿真技术的应用能够很好地展现汽车的内部构造，解决在汽车维修教学中遇到的问题。对提高教学质量和教学方法都有显著效果。

关键词：仿真技术汽车维修实践操作

一、前言

随着社会经济技术的发展，汽车维修专业的教学目标也在不断地提高，传统的教学方式由于不能充分真实地展现维修汽车各细节部分的场景，已经不能满足现在的教学需求。而汽车维修教学主要是以实践教学为主，仿真技术通过三维立体动画效果，能够真实地模拟现实场景和汽车的内部构造，可以提高汽车维修教学的效果。而且仿真技术在汽车维修教学中的应用可以更好地让学生体验全真模拟实际的教学效果，从而提高学生的动手操作能力和创造力。本文从仿真技术的内涵、仿真技术在教学中的应用分析、仿真技术的发展思路、应用途径及总结几方面进行论述。

二、仿真技术的内涵

汽车仿真技术是一种通过三维立体技术展示汽车构造及维修操作过程的软件技术，主要应用在汽车维修的教学、实训等方面。通过汽车仿真技术在教学领域的应用是计算机技术成果的体现，也是教学方式革新的结果。

仿真技术的特点在于：

1.通过三维动画进行交互，真实再现汽修维修具体细节。仿真技术不仅能够反应汽车的内部的构建模型，而且能够通过动画的形式展示汽车的发动机、变速器、传感器、电路等汽车大小部件的实物模型。部件模型的设计都是按照部件的真实尺寸进行设计，让用户能真实地认识各种零件。

2.展示生动形象的动画演示和三维运动仿真。虚拟仿真技术能够通过动画的形式演示各类汽车系统的运动过程和操作原理。用户可以通过仿真软件中的油门、离合等选择按钮控制动画演示过程，体现更好地交互性。用户通过仿真技术软件，能够直观地观察到汽车运行时无法看到的内部状态和原理，同时，仿真技术采取互动式的设计思想，用户操作离合都能相关汽车部件便能看到相应的变化，并伴有文字解释，效果更加明显。

3.特色的故障设置和检测及零部件拆卸等功能。用户可以自行设置不同汽车性能的各个部件的系统故障，而且，故障设置成功后相应的数值也会发生变化，用户用相应的测量工具可以测量出其变化。在用户通过操作修复好设置的故障后，系

统便会运行到原理的状态，同时相关数值也会回到正常运行时的数值。

4.特色的零部件装配功能。用户利用仿真模拟技术软件的虚拟场景可以进行汽车零部件的装卸训练。零部件的装配功能是汽车维修的主要功能。在虚拟场景中进行相关的装配训练不仅可以提高其熟练程度，养成良好的装配习惯。

三、仿真技术在教学中的应用分析

1.仿真技术的应用使得理论更加直观形象。技术的进步，使得汽车的内部零件越加繁多，内部构造更加复杂，这为学生在学习维修和检测汽车故障带来了困难。采用真实的企业实体进行教学又会耗費大量的教学成本。仿真技术能够真实地展现汽车的零部件和内部构造，使得学生能够快速找到汽车故障，在最短的时间内完成维修作业。而且，由于汽车内部结构的复杂性，要求汽车修理人员要掌握自动化、工学、电子学等相关的理论知识。仿真模拟技术的应用能够综合汽车修理技术所涉及的各类理论知识，使得理论更加直观形象，从而提高学生的记忆力和创造力。

2.促进更加合理的教学模式的构建。目前的教学方式中，教师大都采用灌输式的教学方法，学生被动地接受知识。而汽车维修是以实践为主的技能教学，对学生的动手操作能力要求较高。传统的教学方式已经不能满足实践方面的需求。仿真技术的应用可以更加完整地给学生演示操作流程，通过真实画面让学生了解在遇到各种汽车故障问题时的处理办法。为学生实践操作提供了案例。而且，通过实践演示可以提高学生的思维创作能力和空间想象力。

3.有效提高教学质量。汽车维修教学以时实践教学为主，仿真技术的应用，改变传统的教学方式，通过立体的画面向学生展示内部构造及零部件的应用，使学生的印象更加深刻，在最短的时间内接受老师所讲授的知识。而且仿真技术的应用极大地降低了教学成本，逼真的模拟汽车内部构造，使得学生在虚拟环境中掌握汽车零部件的拆卸及故障处理等能力，提高了教学质量。

4.有效提升时间进度。汽车维修教学以培养高效的技术性人才，不仅要求学生能够对汽车出现的故障进行有效的解决，而且对处理所用的时间要求也较高。老师通过仿真技术讲解汽车维修的相关知识，更加直观易理解，学生的接受时间也会缩短，有效提高上课的效率。

5.为学生维修操作训练提供条件。虚拟仿真技术不仅逼真模拟汽车的内部构造和汽车性能，同时也有条件对操作场景进行模拟。通过为学生提供虚拟的操作环境， 使学生有更多空间进行汽车维修的操作，为学生提高维修效率提供支持。

当然，仿真技术在教学应用中也存在着一些不足之处。由于仿真技术重点在于模拟现实场景，难免使学生缺乏在实际训练中的考虑。长期处于仿真技术的训练中，使得学生在以后的实际操练中缺乏安全警惕，容易发生意外；仿真技术是由计算机技术通过程序设计的具体操作流程，存在一定的程序化，而在实际操作中，难免会遇到突发情况，这就对学生的灵活运用提出了更高的要求。

四、仿真技术发展思路的探讨

1.优化数据库。仿真技术的不断应用发展，其数据库的存储容量和仿真效果也应不断更新。技术的进步为提高仿真技术软件的运行速度、汽车类型存储的扩大及数据库的优化等提供了技术支持。实际的教学需求也要求仿真技术的进一步革新，实现不断地优化

2.虚拟现实教学与实际教学相结合。正如上述所论述，学生长期在虚拟的场景中进行操作训练，对现实存在的安全隐患考虑不周。这就要求学校在仿真技术的应用时要考虑到虚拟现实技术与实际实践教学相结合，根据实训的不同特点涉及教学思路和教学方法，使得两种方法相得益彰，达到更好的教学效果。

3.培养专业人员进行仿真技术的开发研究。计算机的迅猛发展也对仿真技术提出了更高的要求。这也就要求更多的技术人员投入到仿真技术的设计与开发过程中。技术人员的素质提高在一定程度上决定着技术水平的高低，因此，培养高素质的专业人员进行仿真技术的开发设计能够提高仿真软件的仿真效果。

五、仿真技术在汽车维修教学中的应用途径

1.提高维修时间和效率。一个优秀的汽车维修工人，不仅能够准确地找到汽车故障所在，而且要在最短的时间内达到最好的维修效果。而汽车零部件的拆卸确定了维修的时间。利用仿真技术虚拟现实，为学生熟练掌握零部件的拆卸过程和规范提供了条件。俗话说，熟能生巧，通过反复地训练，提高学生的动手能力，为培养优秀的汽车维修技术人员提供条件。

2.多方面构建立体模型。仿真技术的重点在于建立三维立体模型。在汽车教学中，三维立体模型的构建要结合力学、物理学、工学等理论知识，同时针对汽车的不同性能的内部构造进行搭建。仿真技术的三维立体模型能够真实反应汽车的内部构造和对汽车的整合拆分。而由于汽车三维立体模型的建立工程量较大，涉及内容众多，学校应根据教学的实际需求和现实状况，尽量应用在大型汽车的维修教学过程中。

3.逼真构建场景模拟。对汽车内部的三维模型的构建只是仿真技术的第一步，更为主要的是对学生的汽车维修操作进行场景模拟，提供零件的整合、性能故障的检测及后续的维修等模拟。利用仿真技术对学生的操作进行评判并纠正出现的错误，提高学生的观察能力、动手操作能力及逻辑思维能力。最终能使学生准确高效地完成维修工作。

4.构造统计数据库。对于学生日常训练中的数据、涉及的汽車类型、性能等相关信息要及时存储，方便以后的评效和管理及模型的改进。同时，也要注意对相关程序的编写，使得程序能全面实现场景模拟、数据管理等功能，从而提高汽车教学质量水平。

六、总结

仿真技术在汽车维修教学中的应用，是对实践教学的补充和扩展，合理地利用仿真技术，能够实现真实感和虚拟感的有效交互，创新汽车维修的教学方式，降低教学成本，仿真模拟技术的应用必将成为汽车维修教学改革的方向。而且，虚拟仿真技术的技术投入和资金需求将直接决定教学成本的多少，对高等职业教育的发展也有深远影响。

参考文献：

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