汽車發(fā)動機仿真虛擬動畫開發(fā)的教學設計研究

蔣莎 劉淵

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國的汽車行業(yè)市場也逐漸發(fā)展起來，并且呈現(xiàn)出了一種急劇增長的發(fā)展趨勢。本文針對汽車行業(yè)人才培養(yǎng)闡述了以現(xiàn)代教育理念為指導，以現(xiàn)代化信息技術為支持，對教育教學模式展開探索與研究，利用仿真虛擬動畫開發(fā)的教學實施過程將汽車電子技術、機械設計與制造（汽車方向）和數(shù)字媒體技術跨專業(yè)合作的新型課程實訓教學模式研究，以求培養(yǎng)適合企業(yè)發(fā)展的應用型創(chuàng)新復合技能人才。

關鍵詞：汽車教學設計：仿真虛擬：發(fā)動機

2015年中國經(jīng)濟低迷，但汽車行業(yè)表現(xiàn)良好，這可以從北京車展帶來的熱情和銷售統(tǒng)計數(shù)字推測出來。汽車銷售量不斷攀升，2015年比2014年增長4.7%，其中小客車在購買份額中所占比例最大。汽車銷售量在2016年全球汽車銷量迎來增長，據(jù)JatoDynamics公布的數(shù)據(jù)顯示全球52個市場汽車銷量達8424萬輛，同比攀升5 .6%。尤其是SUV和新能源汽車。同時，中國也在不斷向制造強國發(fā)展，這就要求加強對汽車專業(yè)從業(yè)人員的培養(yǎng)。近年虛擬技術的應用發(fā)展，虛擬模擬系統(tǒng)讓人們有身臨其境的感受，國內起步雖然較晚，但發(fā)展很快，特別是近年來虛擬現(xiàn)實技術（ VR）的發(fā)展實現(xiàn)了仿真技術與計算機圖形學、人機接口技術、多媒體技術傳感技術、網(wǎng)絡技術等多種技術的集合，能利用三維交互設備生成五官感知和人體行為動作的實時響應。

1 汽車發(fā)動機仿真虛擬動畫開發(fā)教學重要意義

汽車教學現(xiàn)狀是汽車教學設備更新遠遠跟不上汽車新技術的發(fā)展。同時汽車教學設備價格昂貴，易損耗，投入大。虛擬動畫與仿真技術剛好可以幫助學生將理論很好的運用到實踐中，應用軟件共享虛擬實訓、儀器共享虛擬實訓和遠程控制虛擬實訓等優(yōu)質教學資源，解決現(xiàn)有設備不足，實訓量大的難處。利用互聯(lián)網(wǎng)資源共享平臺等方式多元化改進實驗設備。但是虛擬軟件昂貴，周期短，更新慢的問題讓我們再次思考，怎樣結合各汽車專業(yè)的特色建立具有校本能力的教學特色。豐富教學內容，拓展實踐領域，降低成本和風險，開展綠色實訓教學。現(xiàn)代汽車制造企業(yè)中常常用到汽車虛擬技術，在汽車開發(fā)的整個過程中，全面采用計算機輔助技術。在轎車開發(fā)的造型、設計、計算、試驗直至制模、沖壓、焊接、總裝等各個環(huán)節(jié)中的計算機模擬技術聯(lián)為一體的綜合技術，使汽車的開發(fā)、制造都置于計算機技術所構造的嚴格的數(shù)據(jù)環(huán)境中。虛擬現(xiàn)實技術的應用，大大縮短了設計周期，提高了市場反應能力。所以，本著培養(yǎng)具有適應企業(yè)人才需要的原則以仿真虛擬軟件設計為突破口針對汽車相關的汽車電子技術、機械設計與制造（汽車方向）和數(shù)字媒體技術等專業(yè)制定一套教學實施過程。

2 汽車發(fā)動機仿真虛擬動畫開發(fā)教學過程具體實施方案

以制作桑塔納2000AJR發(fā)動機三維動畫為一個項目，計劃一學期的教學周期，每個專業(yè)集訓8學分，實訓時間一個月，集訓安排在專業(yè)課教學第四學期。分三個專業(yè)，以集中技訓的方式來完成教學計劃。具體安排如表1。

虛擬仿真軟件開發(fā)后，設計一個教學驗證，將開發(fā)的軟件用于汽車專業(yè)發(fā)動機的教學，讓同學們在使用教學軟件的過程中提出意見和改進措施，再用于下一屆的集中技訓。

汽車電子技術專業(yè)發(fā)動機拆裝與測量集訓匯報總結如圖1。

機械設計與制造（汽車方向）專業(yè)集訓發(fā)動機部件草圖繪制如圖2；專業(yè)集訓發(fā)動機部件標號如圖3。

數(shù)字媒體技術專業(yè)集訓將發(fā)動機進氣歧管三維模型導入VRP虛擬現(xiàn)實編輯器如圖4。

3 結語

通過一個周期的教學改革，跨專業(yè)合作，相互交流學習培養(yǎng)學生團隊合作意識。學生學會了從零件到總成，從局部到整體的框架式學習和運用。學生通過汽車發(fā)動機仿真虛擬動畫開發(fā)的學習為后期畢業(yè)設計獲得了發(fā)動機各零件的二維、三維數(shù)據(jù)。在以后的教學改革中，可以根據(jù)汽車發(fā)展方向適當選擇仿真載體，讓學生適應行業(yè)發(fā)展，同時通過自學仿真加上后期實體仿真的演練，從真正意義上做到了理實一體化的教學目的，對學生能力提升以及畢業(yè)后進入企業(yè)發(fā)展提供了競爭力。