汽車駕駛模擬器對(duì)駕駛技能形成分析研究

王哲強(qiáng)　李旭升

[摘 要]隨著汽車駕駛培訓(xùn)市場(chǎng)的開放，新大綱的實(shí)施，原有的汽車駕駛員培訓(xùn)模式和手段已經(jīng)不適應(yīng)新的汽車駕駛培訓(xùn)教學(xué)要求。將駕駛模擬器應(yīng)用于駕駛操作技能培訓(xùn)，有效彌補(bǔ)實(shí)車訓(xùn)練之不足，增強(qiáng)駕駛訓(xùn)練的安全性、提高訓(xùn)練效果、降低訓(xùn)練成本、全面提高駕駛操作技能，達(dá)到教學(xué)大綱要求的預(yù)期效果。

[關(guān)鍵詞]模擬器 駕駛培訓(xùn) 技能形成

一、汽車駕駛模擬器的基本原理

汽車模擬駕駛教學(xué)系統(tǒng)是采用微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、實(shí)時(shí)成像技術(shù)、傳感器技術(shù)、高速數(shù)據(jù)通信技術(shù)、人體工效學(xué)原理和仿真學(xué)原理等現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)研制而成。它通過(guò)給學(xué)員同時(shí)提供諸如視覺、聽覺、觸覺等各種直觀而又自然的實(shí)時(shí)感知交互手段，最大限度地方便學(xué)員操作，減輕學(xué)員負(fù)擔(dān)，通過(guò)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生汽車行駛過(guò)程中的虛擬視景、音響效果和運(yùn)動(dòng)仿真，使操作者沉浸在虛擬駕駛環(huán)境中，根據(jù)虛擬駕駛環(huán)境提供的視覺、聽覺、觸覺感受，構(gòu)想其駕駛動(dòng)作，體驗(yàn)、認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)現(xiàn)實(shí)世界中的汽車駕駛，系統(tǒng)規(guī)范教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)員在各種道路及特殊條件下駕駛操作的識(shí)別、判斷、分析和處理能力，使學(xué)員能夠在實(shí)車訓(xùn)練前初步掌握操作要領(lǐng)，大大提高教學(xué)水準(zhǔn)和教學(xué)效率，系統(tǒng)能夠縮短實(shí)車培訓(xùn)周期，減少實(shí)車損耗和油耗，降低培訓(xùn)成本，減少交通事故發(fā)生，顯然具有節(jié)能、安全、經(jīng)濟(jì)和培訓(xùn)不受時(shí)間、氣候、場(chǎng)地的限制，訓(xùn)練效率高、培訓(xùn)周期短等優(yōu)點(diǎn)，從而帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

二、駕駛模擬器在操作技能訓(xùn)練中的作用

（一）統(tǒng)一規(guī)范學(xué)員操作。駕駛操作技能培訓(xùn)是學(xué)員在教練的指導(dǎo)下，實(shí)際操作車輛，掌握各種環(huán)境下的駕駛要領(lǐng)與技巧。傳統(tǒng)的培訓(xùn)方法是教員先理論課教學(xué)，然后再由教練陪同學(xué)員在車上實(shí)習(xí)駕駛技術(shù)。駕駛模擬器的出現(xiàn)可以使得很大一部分理論學(xué)習(xí)和實(shí)車訓(xùn)練都轉(zhuǎn)移到駕駛模擬器上來(lái)，訓(xùn)練就可以不受場(chǎng)地、天氣等的影響，可以全天候的訓(xùn)練而不用教練在旁邊也可以知道自己訓(xùn)練是否規(guī)范等。

（二）增強(qiáng)駕駛訓(xùn)練的安全性。在駕駛學(xué)員的訓(xùn)練初期，其對(duì)車輛運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)等特性一般一無(wú)所知或一知半解，由于緊張和缺乏定向映像的操作活動(dòng)，在聽從教練員反復(fù)講解指導(dǎo)的同時(shí)，又要反復(fù)操作機(jī)件，初學(xué)者直接實(shí)車上路駕駛，往往顧此失彼，安全隱患多，危險(xiǎn)性大。模擬器采用潛移默化地培養(yǎng)安全駕駛意識(shí)，掌握行駛中妥善處理各種緊急情況的經(jīng)驗(yàn)和方法，從而提高了訓(xùn)練行為的安全性。

（三）提高訓(xùn)練綜合效率。汽車駕駛需要“眼、耳、鼻、舌、身”等身體“五官”的協(xié)調(diào)動(dòng)作。駕駛模擬器不僅提供了極具可視性與實(shí)操性的駕駛環(huán)境，而且計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)還可將安全駕駛可能遇到的諸多交通安全問(wèn)題如實(shí)編輯到操作過(guò)程中。學(xué)員通過(guò)駕駛模擬訓(xùn)練設(shè)備進(jìn)行部分車輛操縱控制技能和部分道路交通情況分析處理能力的訓(xùn)練，模擬形象、直觀、逼真的駕駛技術(shù)可以不受季節(jié)、天氣、環(huán)境、場(chǎng)地、燃料供給、道路禁行等外界因素和條件的限制。為考察汽車模擬器在駕駛員操作技能培訓(xùn)過(guò)程中所起到的作用，我們?cè)S機(jī)選定360名學(xué)員分別作為模擬組、實(shí)車組(非模擬組)和模擬+實(shí)車組進(jìn)行比較研究。結(jié)果表明，模擬組學(xué)員與其他兩組學(xué)員在駕駛技能的協(xié)調(diào)方面相差不大，在謹(jǐn)慎駕駛的安全意識(shí)方面則略高于后兩者，但燃料、車輛和人工費(fèi)用等訓(xùn)練成本和訓(xùn)練時(shí)間明顯減少，說(shuō)明汽車駕駛模擬器的使用效果明顯。

三、駕駛模擬器在駕駛操作技能形成中的作用

汽車駕駛技能是駕駛?cè)嗽诰唧w的道路交通環(huán)境中，根椐已經(jīng)掌握的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)觀察、估計(jì)、判斷、反應(yīng)所選擇的實(shí)際動(dòng)作，以合理、完善的程序構(gòu)成自動(dòng)化的操縱活動(dòng)方式。它是操作技能和心智技能的有機(jī)結(jié)合。心智技能主要是認(rèn)識(shí)活動(dòng)，它包括感知、記憶、想象和思維。其中，動(dòng)作技能是心智技能的基礎(chǔ)，心智技能是動(dòng)作技能的調(diào)解者，并促使其提高和完善，從而提提高高解決問(wèn)題的效率。駕駛技能的形成一般要經(jīng)過(guò)三個(gè)相互聯(lián)系的階段：即動(dòng)作定向和掌握局部動(dòng)作階段、動(dòng)作整合階段、動(dòng)作協(xié)調(diào)完善階段。汽車駕駛初級(jí)教練階段主要是學(xué)習(xí)駕駛基本動(dòng)作，并著重動(dòng)作技能訓(xùn)練；中、高級(jí)階段主要學(xué)習(xí)道路交通情況處理的方式方法，以利于基本動(dòng)作的綜合運(yùn)用，屬于心智技能訓(xùn)練范疇。駕駛模擬訓(xùn)練主要應(yīng)用于初級(jí)和中級(jí)階段的訓(xùn)練。

（一）動(dòng)作定向和掌握局部動(dòng)作階段。學(xué)員在學(xué)習(xí)駕駛操縱技能的初期，須通過(guò)教練員言語(yǔ)講解和觀察動(dòng)作示范，掌握汽車有關(guān)的知識(shí)，對(duì)單一動(dòng)作模仿練習(xí)，在頭腦中形成某一駕駛操縱技能最一般的、最粗略的表象。這就是駕駛操縱技能形成的認(rèn)知階段。由于初學(xué)者缺乏對(duì)汽車駕駛的感性認(rèn)識(shí)，在操作中表現(xiàn)緊張，動(dòng)作硬、忙亂、呆板、不協(xié)調(diào)，經(jīng)常出現(xiàn)多余動(dòng)作。利用駕駛模擬器訓(xùn)練既可模擬汽車行駛的真實(shí)情景，又減少了實(shí)車訓(xùn)練的過(guò)度負(fù)荷，并且能自由調(diào)節(jié)訓(xùn)練進(jìn)度，詢問(wèn)有關(guān)問(wèn)題及多次重復(fù)所需練習(xí)的動(dòng)作，是糾正上述問(wèn)題的較好方法。

（二）動(dòng)作整合階段。學(xué)員通過(guò)練習(xí)把已掌握的局部的、個(gè)別的動(dòng)作聯(lián)系起來(lái)，以形成比較連貫的動(dòng)作。這就是聯(lián)系形成階段。在這一階段各個(gè)動(dòng)作之間的聯(lián)系尚不緊密，從一個(gè)環(huán)節(jié)過(guò)渡到另一個(gè)環(huán)節(jié)，即實(shí)現(xiàn)動(dòng)作轉(zhuǎn)換時(shí)，不夠協(xié)調(diào)、緊密、會(huì)出現(xiàn)短暫的停頓現(xiàn)象；學(xué)習(xí)者完成動(dòng)作的緊張度已大大緩和下來(lái)，但沒有完全消失，稍微分心，還會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的動(dòng)作。這個(gè)階段運(yùn)用模擬器強(qiáng)化訓(xùn)練，有助于加快動(dòng)作的連貫性。學(xué)員尤其是女性和高齡學(xué)員在模擬器上操作熟練后，再到實(shí)車上駕駛操作感到比較適應(yīng)，這樣就縮短了掌握一般操作技能的訓(xùn)練時(shí)間。

（三）動(dòng)作協(xié)調(diào)完善階段。在這一階段學(xué)員的各個(gè)動(dòng)作已構(gòu)成一個(gè)連貫的穩(wěn)定的動(dòng)作系統(tǒng)，駕駛動(dòng)作相互協(xié)調(diào)似乎是自動(dòng)流出來(lái)的，無(wú)需特殊的注意和糾正，自始至終是一氣呵成的。在這一階段，完成動(dòng)作的緊張狀態(tài)和多余動(dòng)作都已經(jīng)完全消失；學(xué)員的注意范圍擴(kuò)大了，注意的重點(diǎn)日趨正確，能根據(jù)條件的變化迅速、準(zhǔn)確地完成駕駛操作動(dòng)作。意識(shí)對(duì)動(dòng)作的控制作用減少到最低限度。此階段側(cè)重于通過(guò)實(shí)車訓(xùn)練建立起學(xué)員協(xié)調(diào)而完善的動(dòng)作系統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)員的獨(dú)立駕駛能力。將年齡大、文化程度低、技術(shù)基礎(chǔ)弱的學(xué)員編入模擬訓(xùn)練組，先模擬后實(shí)車，循序漸進(jìn)，由易到難，逐步提高；將年輕、文化程度高、有一定駕駛經(jīng)歷的學(xué)員編入實(shí)車訓(xùn)練組，先實(shí)車、后模擬。在不同階段突出不同重點(diǎn)，通過(guò)智能模擬教學(xué)系統(tǒng)，將駕駛活動(dòng)中遇到的各種場(chǎng)景呈現(xiàn)給學(xué)員。學(xué)員在教員的引導(dǎo)下，反復(fù)進(jìn)行模擬操作，形成心智技能的積累，從而提高各種道路交通環(huán)境下的判斷能力和應(yīng)變能力。

駕駛模擬器訓(xùn)練畢竟只是模擬訓(xùn)練，它不能完全替代實(shí)車培訓(xùn)方法。實(shí)訓(xùn)中，還需根據(jù)訓(xùn)練科目和訓(xùn)練目的，將駕駛模擬器和實(shí)車訓(xùn)練、教練員講解指導(dǎo)等傳統(tǒng)方法有機(jī)結(jié)合應(yīng)用，提高訓(xùn)練效果、降低訓(xùn)練成本、全面提高駕駛操作技能，達(dá)到教學(xué)大綱要求的預(yù)期效果。

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