淺議仿真在汽車構造教學中的運用

仿真教學具有安全性、廣泛性、生動性的特點，對以特色技能為核心的培訓具有十分積極的促進作用。

一、仿真與傳統教學的對比

構造課程的主要內容是講授汽車各總成的工作原理和結構，如發動機的工作原理和結構、離合器的工作原理和結構、變速器的工作原理和結構等知識。對于體積小的總成，教員可以把它拿到課堂中教學，然而汽車大部分總成都是很大、很重的，這樣在傳統的課堂教學過程，教員通過掛圖、影像等多種教學方法來加強教學的直觀性、形象性、生動性，努力使理論教學與實踐相結合，然而這些教學方法和手段存在一些不足，不能完全滿足學員的需求。學員仍然感到教學內容枯燥、抽象、難理解，這樣就達不到預期的教學效果。

把教研室開發的汽車構造仿真系統運用到教學中，不僅解決了傳統教學的問題，而且可以實現：學員邊學邊操作的一體化教學。在仿真系統的應用，使學員對汽車各部分總成的工作原理和結構，有了更全面的認識，使得教學過程變得簡單、容易，而教學效果卻得到了大幅度提高。

二、構造仿真教學的特點

仿真教學能創造一個與實際近乎相同的特定環境，仿真實訓過程中，學員與實訓對象能進行互動，在交互式虛擬世界中，使學員如同坐在車間中，通過對計算機采集的數據進行分析來判斷學員此次操作的成績分數。這樣可以大大激發學員的學習興趣。仿真實訓技術可以實現我軍常用車型（如EQ1118G、CA1121J）各總成部件的3D模型以及工作過程模擬，仿真實訓更接近實際。學員可以利用仿真系統進行的汽車各總成拆卸和裝配訓練，可以根據自己的能力進行選擇性的學習，成為學習的主體，可以更加系統的、全面地掌握操作技能和深刻認識各總成。

三、仿真教學的優點

（1）解決實操實訓危險性的問題。在汽車構造專業實訓教學中，由于汽車各總成體積大、質量重，學員稍微有疏忽，就存在危險，仿真實訓特別是有實物介入的仿真實訓，避免了危險性，確保實訓操作安全、可靠。

（2）解決實操實訓難理解、浪費大的問題。大量的零部件的拆裝與面對面的示范是非常必要的，但依靠實操實訓實現困難很大。尤其是汽車構造實訓教學，根本不能保障每名學員都有一件等待被拆裝的零件，更何況也不可能保障每名學員都有一個實訓教員給予講解示范。而利用計算機仿真實訓是很好的手段。可以無數次的拆裝，解決了零部件的浪費問題，而且可以建立個仿真實訓室，這樣可以保障學員的親自體現，一到兩個教員就能勝任，從而解決了教師資源緊缺問題。

（3）解決實訓時間過短的問題。由于實訓資源與指導教師短缺、材料經費緊張等種種原因，相當一批院校不得不縮短實訓時間，可通過仿真實訓，來最大限度地解決，可以無數次的進行模擬訓練，直到學生學會為止，同時還可以滿足不同的實訓目的。

（4）可以進行教學過程考核。教師利用仿真教學軟件中的考核程序對學生進行模擬評價，既準確、快速又能做到及時反饋，提高了教學效果。

（5）解決實訓內容的開放性問題。所謂開放性，就是允許學生出錯，即不按章辦事。如果學生不按流程進行總成的拆裝操作，后果就是無法拆裝，這樣的訓練對學生準確的掌握拆裝流程，把握技能要點是非常有效的。倘若通過實操實訓身歷其境的教訓來實現，代價很大。

四、仿真教學的實施

（一）實施的必要性

士官教育主要培養的是我軍汽車部隊需要的技能型汽車人才，然而，由于教學汽車總成設備長期的拆裝，總成損壞的非常多，很不符合“節約資源，提高效率”的教育目的，實踐性拆裝需要大量的人力物力。仿真系統不僅可以解決人力和物力，也使得理論實踐一體化教學得到實現，既讓學員掌握了一定的理論知識，同時實際操作水平也得到了提高。

（二）實施過程

（1）建立了“汽車技術中心”的仿真實驗室。該室提供了軍用汽車各總成3D模型、工作過程模擬仿真、開發網絡教學資源、真實實訓設置和實踐工具，實現了從理論到仿真到實訓的一條龍教學，為“教、學、做”相結合創造了條件。根據實訓（課程設計）項目，教員先使用“仿真教學課件”講授項目的目的、要求、理論與實踐的要點，進行項目的設計與仿真演示。然后，學員帶入仿真實驗室，進行上機仿真實訓，而后在帶入車間進行實踐操作。這有效激發了學生學習的興趣和主動性，實現了“教、學、做”結合的實踐操作，完成了由虛擬到真實的鏈接，提高了實驗效率與成功率，從而形成了學生自主學習、自我培養的教學狀態。

（2）編著理論教學、仿真教學并重的教材。我們針對不同層次的培訓對象，編著了不同層次的汽車構造教材，其特色是理論以“夠用”為原則，應用以“實用”為目的，以仿真教學為特色，以能力培養為本位。教材是實現仿真教學的基礎。同時也是我校士官汽車構造教學的重點建設教材。

（3）制作仿真教學課件。“仿真教學課件”是將仿真技術、多媒體技術和計算機技術整合為一體的新型課件。我們制作的課件由理論教學、3D仿真和工作過程模擬等仿真課件組成，如：以汽車構造課經常講述的曲軸連桿機構為例，其操作過程大體是：首先完成曲軸連桿機構各個零部件的尺寸整理以及放樣，并導入Pro/E中建立三維空間模型，保存為（*.Stl）格式文件；然后導入3dsMAX中，對三維模擬進行修改、貼圖和渲染，保存為C3D格式文件；在Clut3D中導入模型、添加交互行為并發布作品；最后，將完成作品嵌套在PowerPoint文檔中，其效果明顯優于一般的多媒體課件。該仿真課件有兩大優點，其一，為學員創建了一個接近真實又令學生置信的虛擬環境。學員身處有聲、有色且動態的教學情境中，激活了學生的學習與實踐欲望，進而形成目的性強的學習動機，提高了教學效率與質量。其二，直觀具體，重點易懂，難點化解。學員反映發動機課程難懂、難學。經分析，缺乏直觀是其中的重要原因。而仿真教學既符合認識從直觀開始的認識論原則，又為直觀教學提供了手段，而且可師生互動，極為接近實際的仿真幫助學員快速建立起對發動機結構和工作的感性認識，降低了課程的難度，提高了學習的興趣和積極性。

五、結束語

仿真教學的應用，對提高教育技術水平、改善實習實訓環境、優化教學過程、培養具有創新意識和創新能力的人才，對我軍士官教育的具有重要的意義。

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