基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在汽車實(shí)訓(xùn)教學(xué)中應(yīng)用的需求及可行性分析

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基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在汽車實(shí)訓(xùn)教學(xué)中應(yīng)用的需求及可行性分析

奚德琳

（上海市交通學(xué)校信息中心，200431)

1　研究背景

近年來，我國宏觀經(jīng)濟(jì)保持快速發(fā)展，汽車產(chǎn)業(yè)也隨之呈現(xiàn)了良好的發(fā)展事態(tài)，2009年中國汽車產(chǎn)量突破1379萬輛，到2010年全年產(chǎn)銷量雙雙突破1800萬輛，成為世界第一。上海作為國內(nèi)汽車工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，隨著汽車銷量的不斷上升，對(duì)汽車售后市場(chǎng)的技術(shù)人員需要也日益增加，從而與汽車產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)的各類院校也隨之發(fā)展，日趨成熟。但是在汽車維修行業(yè),對(duì)人才需求的標(biāo)準(zhǔn)與目前職業(yè)院校的教育模式還不能無縫對(duì)接，關(guān)鍵在于人才的技能培養(yǎng)模式及其培養(yǎng)成本。

結(jié)合國外先進(jìn)職業(yè)教育經(jīng)驗(yàn)，理想的汽車維修教學(xué)模式是基于“理論實(shí)踐一體化”的項(xiàng)目教學(xué)法，并且通過國內(nèi)外的實(shí)踐證明確實(shí)取得了良好的教學(xué)效果。隨之而來的問題是，盡管我國相關(guān)職業(yè)院校大多與汽車制造廠商形成了校企合作的辦學(xué)模式，但是從企業(yè)或者政府管理部門得到的相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)的投入相當(dāng)有限，雖然采購或自制了諸如試驗(yàn)臺(tái)、演示教板、教學(xué)車輛等設(shè)備，但是鑒于設(shè)備成本及維護(hù)成本非常高，要建立功能強(qiáng)大、涵蓋面廣的汽車實(shí)訓(xùn)中心并非是每個(gè)學(xué)校都能夠如愿以償?shù)摹Ｍ瑫r(shí)由于汽車技術(shù)的更新逐步加快，汽車售后市場(chǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈不斷延伸，使得汽車專業(yè)教學(xué)內(nèi)涵不斷擴(kuò)大，從而為滿足汽車專業(yè)全方位建設(shè)的追加投資將大大增加，教學(xué)成本亦隨之增大。因此，解決高昂的實(shí)訓(xùn)設(shè)備投入與學(xué)生培養(yǎng)成本，眾多的學(xué)生人數(shù)與少量的實(shí)訓(xùn)設(shè)備的矛盾成為了相關(guān)職業(yè)院校專業(yè)發(fā)展的首要問題。

2　需求分析

2.1現(xiàn)階段維修汽車維修實(shí)訓(xùn)教學(xué)成本分析

1）實(shí)訓(xùn)室成本

現(xiàn)代“理論-實(shí)踐一體化”汽車維修類專業(yè)教學(xué)的關(guān)鍵就是將實(shí)訓(xùn)室變成教室，而能真實(shí)模擬汽車維修企業(yè)的實(shí)訓(xùn)室由以下幾個(gè)部分組成，首先是場(chǎng)地，其次是場(chǎng)地裝修。

對(duì)于有些汽車總成或部件，需要對(duì)其進(jìn)行切割改裝，這類教學(xué)用部件由于額外的改裝費(fèi)用比購買這些總成部件的費(fèi)用更為昂貴。另外還需要為展示這些教學(xué)設(shè)備購置如支架，電子操作平臺(tái)等。

除了上述設(shè)備外，還需要購置用于檢測(cè)、拆裝和維修的配套工具。主要的檢測(cè)工具是與車型相匹配的車用檢測(cè)儀，主要的維修、拆裝工具是原廠工具和通用工具。一套完整的檢測(cè)、維修專用工具價(jià)格都在數(shù)十萬元左右。

2）教學(xué)材料成本（日常使用）

教學(xué)材料成本主要由油耗和易耗品組成。在油價(jià)日益上漲的情況下，成本上升也逐步顯現(xiàn)。

帶有緊固部件的相關(guān)配件，如：汽油濾清器、機(jī)油濾清器在日常教學(xué)中因反復(fù)拆裝，而導(dǎo)致的損耗也是非常大的。

3）師資成本

在理論教學(xué)過程中，一名教師可以完成一個(gè)班級(jí)的理論講授。而在進(jìn)入到實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)后，往往會(huì)將學(xué)生分為若干小組，每個(gè)小組配備一名專業(yè)教師，同時(shí)授課，師資成本則相應(yīng)提高。

2.2傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的主要問題

在現(xiàn)階段傳統(tǒng)汽車實(shí)訓(xùn)教學(xué)手段下或多或少都存在以下一些問題：

1）實(shí)訓(xùn)設(shè)備損耗大，投入成本大

從實(shí)訓(xùn)教學(xué)的角度來看，學(xué)生要掌握汽車維修某一項(xiàng)技能，都要經(jīng)歷“初步認(rèn)知—基本完成—熟練操作—靈活運(yùn)用”四個(gè)階段。其中，學(xué)生畢業(yè)后在生產(chǎn)崗位上經(jīng)過一定時(shí)間的維修經(jīng)驗(yàn)積累才能達(dá)到第四階段，本文對(duì)此暫不做討論。從上述的成本分析來看，由于維修工藝不熟悉、工具使用不恰當(dāng)、誤操作等原因，使學(xué)生在第一、二階段中必須經(jīng)過反復(fù)多次實(shí)際操作才能達(dá)到第三階段水平，因此一、二階段中所投入的成本是最高的。

2）實(shí)訓(xùn)教學(xué)安全性不足

由于汽車大多部件為金屬材料，且可進(jìn)行高速的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，加上學(xué)生對(duì)知識(shí)探求而產(chǎn)生的好奇心理，容易導(dǎo)致盲目操作而發(fā)生教學(xué)事故。另外，由于實(shí)訓(xùn)設(shè)備有限、學(xué)生人數(shù)眾多，造成教師在教學(xué)過程中不能全面管理而產(chǎn)生疏忽導(dǎo)致事故發(fā)生。

2.3應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)優(yōu)勢(shì)

表1　涉眾概要

表2　用戶概要

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及多媒體技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。相關(guān)職業(yè)院校近年來已經(jīng)在計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)上取得了一定的成果。各院校大多具備有一定規(guī)模的多媒體教學(xué)設(shè)施，教師可以在教學(xué)中使用專業(yè)相關(guān)的多媒體課件，學(xué)生樂于接受多媒體教學(xué)這一手段。但是大多數(shù)的多媒體教學(xué)課件，僅能在教學(xué)中起到演示作用，缺乏與學(xué)生的互動(dòng)功能，僅能理解為對(duì)傳統(tǒng)板書的影像演示。

利用計(jì)算機(jī)仿真手段，制作類似于3D游戲的系統(tǒng)操作界面，使用人機(jī)交互的方式，將汽車，如發(fā)動(dòng)機(jī)，各個(gè)部件的拆卸，檢修，裝配，調(diào)整等實(shí)驗(yàn)結(jié)合在一起，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行虛擬操作。學(xué)生通過該平臺(tái)可模擬汽車發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝檢修、整車排故等操作，同時(shí)可配備了大量的教學(xué)資源以供學(xué)生在拆裝過程中隨時(shí)查閱，從而更好的掌握實(shí)際操作的要領(lǐng)及操作步驟。

由計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)開發(fā)的模擬系統(tǒng)，可具有較好的擴(kuò)展性，根據(jù)不同的需求，進(jìn)行相應(yīng)的修改即。如根據(jù)車型更新、等級(jí)工考核、企業(yè)員工培訓(xùn)等方面的變化進(jìn)行適時(shí)調(diào)整。從而為解決教育投入不足，而引起的學(xué)生人數(shù)與實(shí)訓(xùn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)不匹配等問題提供具有可行性的解決途徑。

3　可行性分析

3.1計(jì)算機(jī)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)涉眾及用戶類型分析

1）涉眾分析：

該平臺(tái)的涉眾主要包括對(duì)應(yīng)部門管理者，使用的教師及學(xué)生，涉眾概要見表1。

2）用戶分析：

該平臺(tái)用戶類型主要包括學(xué)生及教師，用戶說明及職責(zé)等見表2簡述。

3.2系統(tǒng)開發(fā)簡述

利用AS3作為開發(fā)工具，以SWF動(dòng)畫文件的呈現(xiàn)系統(tǒng)界面，穩(wěn)定性較高。在系統(tǒng)中涉及的零件及工具模型可使用3DMAX三維建模完成，導(dǎo)入flash庫中作為元件，立體感強(qiáng)，外形逼真。

在開發(fā)過程中，類文件獨(dú)立，分別與源文件綁定，完成相應(yīng)功能。源代碼及源文件建檔清晰易查。在系統(tǒng)升級(jí)時(shí)，類文件以及部分源文件可以繼續(xù)使用（場(chǎng)景、元件等），進(jìn)而降低了維護(hù)成本。在硬件方面，用戶單機(jī)版對(duì)用戶機(jī)要求不高，普通的計(jì)算機(jī)都能夠滿足需求。

小結(jié)：在汽車實(shí)訓(xùn)教學(xué)初期，利用計(jì)算機(jī)仿真模擬系統(tǒng)來部分替代實(shí)物實(shí)訓(xùn)操作作為輔助教學(xué)手段，不僅可行而且具有顯著優(yōu)勢(shì)。仿真系統(tǒng)可以降低教學(xué)成本，提高學(xué)習(xí)效率，今后也將是大勢(shì)所趨。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，建模成本及開發(fā)成本有望進(jìn)一步降低，且更具有互動(dòng)性和真實(shí)感的模擬系統(tǒng)將會(huì)不斷的推陳出新,并投入到實(shí)際應(yīng)用中去。

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奚德林，女（1981年2月——）上海市人，漢族，講師，主攻方向?yàn)閿?shù)字媒體技術(shù)。

摘要：隨著中國對(duì)汽車售后市場(chǎng)的技術(shù)服務(wù)人員需求日益增加，各類院校中汽車售后相關(guān)專業(yè)其高昂的購置、使用、維護(hù)成本無法與學(xué)生人數(shù)相匹配成為了日漸突出的矛盾。本文首先分析了傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)存在的問題，提出引入計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段，并對(duì)利用計(jì)算機(jī)仿真模擬來部分代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)訓(xùn)中基礎(chǔ)操作的需求及可行性進(jìn)行了全面分析。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)仿真；汽車實(shí)訓(xùn)；Flash

The demand and feasibility analysis of Computer simulation technology in automobile practice teaching Abstract:

Xi Delin

（Shanghai Communications School，200431)

Abstract：Along with the increased tech-needs of Chinese automobile aftermarket,various institutions of automobile aftermarket professional emerge as the times require,but because of the high purchase,use and maintenance costs of the equipment, they can not match with the large number of students.This paper first analyzes the traditional training problems,puts forward to introducing the computer aided teaching method, and comprehensive analyzes the demand and feasibility of using the computer simulation training system to replace some of the traditional training operation.

Keywords：Simulation；Auto training；Flash

作者簡介