仿真软件在汽车维修实践教学中的应用
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摘 要 汽车维修作为一门实践性很强的课程，要求学生有较强的动手实践能力，而现有的实践教学模式已不能满足高职教育实践教学的要求。以汽车前轮制动器的拆装为例，对汽车仿真软件进行分析研究，并对它在实践教学中的应用进行分析，找出它的优点和不足，并提出汽车维修仿真软件的发展思路。
中图分类号：G712 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2013）06-0135-03
汽车维修作为一门实践性很强的课程，要求学生有较强的动手实践能力，所以实践教学是汽车维修课程教学的重要组成部分[1]。虽然各高职院校在实训室建设方面都有很大投入，但仍存在诸多困难，如学生人数多、实训项目多、技术更新快、设备维护复杂等问题[2]。运用仿真软件模拟学生实训的场景和项目，使学生在普通计算机上就能完成常规的课程实训，将成为今后高职院校进行实践教学改革的一个重要方向。
1 汽车维修仿真软件概述
汽车维修仿真软件是运用三维仿真技术培养汽车维修技能人才的软件产品，它是专为汽车维修操作技能的教学、实训和考核而开发的互动型仿真软件，其最大特色是应用虚拟现实技术实现的“真三维全互动”特性，使其比三维动画的非交互性有了质的提高[3]。下面介绍汽车维修仿真软件在具体功能上的特点。
1）详尽、逼真的实物模型。具备汽车各个零部件的三维实物模型，不但包括发动机、变速器、ABS等汽车主要零部件的模型，而且包括各类传感器、油路、电路等较小的零部件的实体模型，所有模型都按照实物尺寸建模，反映了部件的真实结构。
2）生动、形象的交互式原理动画。动画演示采用交互式二维图形技术，生动、形象地演示了各系统的运作过程和原理。用户可以自己操纵油门、刹车、离合器和档位来控制原理动画的演示过程。
3）清晰、直观的三维运动仿真。模型增加半剖、透明等显示方式，用户可以清晰、直观地查看到原本无法看到的系统运行时的内部状态和原理。互动式的设计，使得用户可以自由地切换档位和调节速度，在三维模型的运动过程中看到相应的变化，并给出相应档位的动力路线的文字说明。
4）独具特色的故障设置与检测。用户可以设置1000多个各类汽车的发动机系统、变速器系统、空调系统和ABS系统的故障。设定故障后，相关联的系统电路状态值、排放值、油路压力或进气管真空度会相应改变。此时，用相应的测量工具去测量，可以看到改变后的值。在找到故障部件并修复它后，系统的运行状态和故障部件的状态将恢复正常，同时相关的测量值也恢复正常。
5）特别设计的零部件装配功能。汽车维修最基本的技能是零部件的拆卸和装配，软件的装配界面分为装配区和零件摆放区，待装配的零件模型有序摆放在零件摆放区，有助于学生养成良好的装配习惯。将摆放区的零件模型拖入装配区进行装配。软件提供了多个特定的装配视角，以便学生在合适的位置进行装配。只有按特定的装配顺序进行装配，才能完成装配任务。否则将无法装配，并且软件会给出提示。
在汽车维修过程中，拆卸与装配消耗的时间决定了维修作业的速度，从而直接影响维修任务的完成。要想又快又好地完成维修任务，必需熟练掌握汽车各总成部件的拆装规范，做到心中有数[4]。俗语说：“修理匠，拆了上，不怕不熟就怕忘。”掌握规范的分解、装配与调整方法，是一个维修工必须具备的基本技能。
基于宇龙汽车维修仿真软件的汽车前轮制动器拆装流程分析：前轮制动器分解操作流程如图1所示；前轮制动器装配操作流程如图2所示；前轮制动器的拆装操作界面如图3所示。
3 汽车维修仿真软件的应用分析
3.1 汽车维修仿真软件的优势
1）汽车维修仿真软件的应用，有利于启迪学生思维，丰富学生想象力。通过汽车仿真软件模拟汽车各零部件运动和工作原理，使学生都可亲身操作虚拟演练。在虚拟演练过程中，学生在大脑中获得教学的信息，具有生动、形象、直观、感染力强等特点，增强记忆和理解能力。
2）汽车维修仿真软件的应用，能避免学生在实验、实操训练中所带来的各种危险。安全责任重于泰山，应防范于未然。在日常教学中，教师根本无法让学生直接参与这种实操来获得感性认识，只能采用口授式来取代实验。利用仿真软件进行实操模拟训练，学生在虚拟实操环境中可以放心地做上述操作，并可以自设故障进行检测和试验。
3）汽车维修仿真软件的应用，能适当缓解教学资源紧缺问题。随着科技的发展，生产技术不断更新换代，学校为能适应科技同步发展，必需不断更新实器设备。但由于经费有限，导致实训设备少、更新慢。为解决这一困扰，采用仿真教学不失为一种有效的解决方法。
3.2 汽车维修仿真软件的不足
1）缺乏实际实训场地亲身感知，不利于学生安全意识的形成。仿真软件的使用比较随意，不会对学生造成人身伤害，这也带来很大的弊端，学生会养成模拟教学场景的操作习惯，在实际操作中对安全警惕性不高，很容易发生安全事故。
2）操作过程过于程式化，不能很好地培养学生的临场应变能力。仿真软件是事先经过计算机程序设计好的，所以操作模式是固定的，但现场实际操作时会遇到许多突发状况，工具和方法的运用不能死板硬套，要具有一定的随机应变能力。
3.3 汽车维修仿真软件的发展思路
1）随着虚拟仿真技术的发展，应不断增加仿真数据库容量，增强虚拟仿真效果。由于计算机硬件和软件的限制，使汽车仿真软件的运行速度不高、车型比较单一。应继续优化数据库，并开发出更多现有车型的仿真程序，使汽车仿真软件的仿真效果和理论教学相匹配。
2）虚拟仿真教学可以作为实物实践教学的有益补充，但不能完全替代实物实践教学。汽车维修仿真软件应根据不同实训的特点确定虚拟教学实训系统的设计思想和仿真工具，并在虚拟仿真教学前后加入实物实践教学，使两者相辅相成，相互促进。
4 结语
仿真软件应用于汽车维修教学中，是对实物实训教学的补充、完善和扩展，能够保证实践教学系统中具有良好的开放性和具有真实感的交互，必将引发实践教学领域的深刻变化，虚拟仿真实训教学也将成为实践教学改革的一个重要方向。虚拟仿真技术的发展水平直接影响实训教学中经费支出和教师工作量，具有很高的经济效益和社会效益。因此，合理利用仿真软件进行汽车维修实践教学，将对高等职业教育的发展产生深远影响。
参考文献
[1]王一刚，张君维.仿真技术在汽车检测与维修教学中的应用初探[J].科学咨询，2011（4）：70.
[2]Burden G C， Coiffet P. Virtual Reality Technology[M].北京：电子工业出版社，2005.
[3]单增郎杰.虚拟仿真技术在教学实验系统中的应用研究[J].计算机光盘软件与应用，2010（5）：178.
[4]杨文.仿真技术在汽车维修教学中的应用[J].汽车维修，2010（1）：21-23.