虚拟仿真技术在发动机拆装实习中的应用

刘亚丽　潘玉龙　李文哲　占才栋　李铮荣　安通

摘 要：本文主要通过分析传统发动机拆装实习中存在的场地有限、设备老旧不足和经费欠缺等等问题，介绍虚拟仿真技术的特征及其应用在发动机拆装实习教学中的优势。借助数字化平台，将虚拟仿真技术应用到发动机拆装实习教学过程中去，可以提高教学质量，培养理论与实践相结合的复合型人才。

关键词：虚拟仿真技术;发动机拆装实习;应用

1 前言

随着电子计算机技术的飞速发展，虚拟仿真技术应运而生。虚拟仿真技术实际上是一种可创建和体验虚拟世界的计算机系统，这种虚拟世界由计算机生成，以仿真的方式创造一个三维世界，借助各种辅助传感设备与虚拟世界进行自然的交互。从当前发展的情况来看，虚拟仿真技术的应用范围不断扩大，在实验实训环节有着重要的应用价值，尤其是汽车发动机拆装中有着重要作用。

2 传统发动机拆装实习中存在的问题

发动机拆装实习对我校专科学生来说，是一门专业理论知识与实践相结合的重要的专业实践课。目前，本专业学生每个班40人，可供拆装教学的发动机为8台125Z1A2型柴油机，实习时间较长，拆装实习过程中，每5～6人为一组。由于现场学生较多，而指导教师只有一个，可能会造成老师指导学生不及时，学生自己尝试，不按照要求随意拆装，拆卸不彻底就装配或将螺栓随意丢弃，造成发动机损坏[1];而每组学生较多，可能会造成部分学生积极动手参与，部分学生旁观，学生动手实践能力差，这样就达不到实习的目的。

目前，发动机技术不断更新，先进的发动机不断涌现，而学校提供拆卸的发动机都是相对落后和老旧的，学生只能通过多媒体来了解更多先进的发动机，无法实际接触到它们，学生的学习兴趣和积极性不高[2]，实习设备费用昂贵，很难进行更新换代。

3 虚拟仿真技术在动机拆装实习中的应用

3.1 发动机虚拟拆装平台的建设

发动机虛拟拆装平台的建设，可以有效的解解学校资源不足、经费欠缺的问题，可以减少场地投入、建筑投入、设备投入和指导教师投入等等[3]，而现在的学生几乎人人都有电脑，有了发动机虚拟拆装教学平台，学生可以直接通过电脑进行发动机拆装实习，详细的了解发动机的内部构造，掌握正确的拆装顺序，将发动机拆卸彻底，减少拆装过程中造成的零部件损坏，加深学生对理论和实践知识的学习掌握。同时，可以通过对发动机虚拟拆装教学平台软件进行更新换代，构建更多先进的发动机模型，让学生掌握更为先进的发动机知识。

3.2 虚拟仿真技术在发动机拆装实习中的优势

目前，实践环节在专科教学中占相当大的比重，针对传统发动机拆装实习中存在的诸多问题，虚拟仿真技术在动机拆装实习中开始广泛应用。首先，应用虚拟仿真技术可以节省成本，解决高校资源不足、经费短缺因而无力购买足够多的实验实训设备的问题，传统的发动机拆装实习中设备滞后、升级改造困难，只能不断购买新的设备，造成教学过程中教学资源的浪费，教学过程停滞不前[4]，而虚拟仿真技术可以重复利用，将其软件进行改进升级，随着发动机技术的不断进步，将各种新型的发动机模型加入到虚拟仿真技术平台中，这样，发动机拆装实习中的硬件资源就无需全部替换，只需不断进行软件更新，就能及时跟上现今技术的发展，满足发动机拆装实训教学的需求。

其次，应用虚拟仿真技术可以提高学生学习的兴趣。传统的发动机拆装实习过程较为单一，设备老旧，学生拆装过程比较枯燥，而虚拟仿真技术可以创设多种情景，具有多感知性、沉浸性、交互性、先进的共享性、易扩充性、易改进等等优点，真实感强，易激发学生的学习兴趣，提高学生的动手能力，同样，运用虚拟仿真技术可以提高实训的安全性，避免学生因为使用工具不当造成的伤害，同时也可以减少因拆装不当造成设备损伤从而导致的成本增加。

最后，应用虚拟仿真技术有助于加强学生学习记忆。传统的发动机拆装实习只能在实训室里进行，学生只能在有限的时间里进行拆装实习，可能拆卸不彻底造成学生对发动机内部构造了解不清楚，走马观花，对知识掌握不准确、不彻底，而应用虚拟仿真技术，现今几乎每个学生都有电脑，学生可以在宿舍、在家里通过虚拟仿真平台进入，不进入实训室，利用业余时间拆装实习即可，这样有足够的开放性和足够的时间，让学生能够充分理解掌握相关知识，而不拘于时间地点，能够加强学生动手能力的培养，加深学生对理论和实践知识的掌握。

4 结论

虚拟仿真技术的应用，能够解决传统发动机拆装实习中的诸多问题，学生可以在任意地点利用任意时间在虚拟仿真平台进行发动机的拆装实训，按照规范的要求反复操作，这样一方面有助于学生对发动机相关知识的掌握，另一方面可以减少场地、设备和相关人员的投入，节省成本，提高实训的安全性，同时，这种先进的技术更能够激发学生学习的兴趣，调动学生的积极性，有利于学生对知识的学习记忆，达到最终实训的目的。

参考文献：

[1]黄卫庭，罗丽琼.虚拟仿真技术在高职教学中的应用[J].南通航运职业技术学院学报.2011（4）：111-113.

[2]柳阳明，刘书麟，郝立夫，王大伟.某型飞机发动机教学资源的开发与应用[J].吉林化工学院学报.2015（5）：65-68.

[3]王勇，赖思琦.汽车拆装虚拟仿真实训项目建设[J].当代教育实践与教学研究. 2018（8）：171-172+174.

[4]魏晓旭，田哲文.汽车发动机拆装实践虚实结合教学模式探索[J].大学教育. 2018（7）：104-106.

作者简介

刘亚丽：（1990.07.04—），女，湖北省襄阳市枣阳市人，职称：助教，学历：硕士研究生。研究方向：发动机构造与修理。工作单位：空军预警学院雷达士官学校。