利用動態(tài)仿真技術(shù)提高航空地面設(shè)備教學(xué)的效果

張鵬

摘要：在民航院校航空地面設(shè)備的教學(xué)中，往往需要學(xué)生掌握各種地面設(shè)備的靠機、撤離等各種運動狀態(tài)下的操作要求以及各種液壓設(shè)備的工作規(guī)律，而學(xué)生對此往往無法正確理解。對此，利用動態(tài)仿真軟件，構(gòu)造典型工作過程，通過動畫演示運動表現(xiàn)，從而達(dá)到理論和實際相結(jié)合的教學(xué)效果。實踐表明這樣的教學(xué)手段對提高高職院校的專業(yè)課程講授效果有著明顯的效果。

關(guān)鍵詞：航空地面設(shè)備;專業(yè)教學(xué);動態(tài)仿真

1引言

在民航高職院校的航空地面設(shè)備維修專業(yè)教學(xué)中，需要學(xué)生掌握各種地面設(shè)備（特種車輛）的靠機、撤離等各種運動狀態(tài)下的操作要求以及一些液壓設(shè)備的運動規(guī)則，而學(xué)生對此往往無法正確理解。究其原因，這些知識往往由課堂上以理論講解的方式描述，對于高職院校的學(xué)生，很難立即建立起實際場景的概念[1][2]，靠機械記憶往往達(dá)不到教學(xué)效果，用人單位常常抱怨。對此，本文著重探索在教學(xué)過程中引入動態(tài)仿真軟件，以便直觀展示不同工作情景下設(shè)備可能出現(xiàn)的運動狀態(tài)以及液壓回路的一些改變，幫助學(xué)生理解其中的道理，從而改進(jìn)了教學(xué)效果。

2仿真案例選擇

目前，在教學(xué)過程中感到最難以讓學(xué)生掌握的就是航空地面設(shè)備的具體操作以及液壓回路的工作原理。這一方面由于這些設(shè)備種類繁多，其中主要類型動輒上百萬;另一方面雖然有各種視頻，但是體現(xiàn)不了不同條件時，這些會發(fā)生怎樣的變化。在前期調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，有87%的學(xué)生反應(yīng)希望能實際體驗民航特種車輛的具體操作運動;還有諸如特種車輛在制動時液壓回路的工作變化也需要有更直觀的教學(xué)展示。為此我們選擇動畫比較精致的運動仿真軟件來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向、制動的動畫教學(xué)，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和理解能力[3][4]：

（1）拖車轉(zhuǎn)向的教學(xué)仿真案例

以往在和學(xué)生講解這些操作要求時，只能泛泛地說明轉(zhuǎn)彎角度的控制，而在加入仿真動畫之后，整個教學(xué)的解釋過程更加清晰流暢。為此，選擇Trucksim這樣軟件，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，在其中搭建拖掛車動態(tài)模型，對其轉(zhuǎn)向時的操作，結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，對仿真工況進(jìn)行設(shè)計， 隨后就可以進(jìn)行各種工況的運動動畫展示。

（2）車輛ABS電控液壓制動運動教學(xué)仿真案例

為了提高教學(xué)效果，我們以車輛ABS電控液壓的制動系統(tǒng)為典型案例，在仿真平臺上搭建模型，并以動畫展示，讓學(xué)生直觀理解液體如何導(dǎo)致制動壓力產(chǎn)生，進(jìn)而對車輛運動狀態(tài)影響清晰地進(jìn)行描述。

3動態(tài)仿真效果對教學(xué)的影響

（1）拖車轉(zhuǎn)向動畫展示

通過設(shè)置拖車的鉸接關(guān)系，可以模擬不同載荷，不同連接高度，不同重心高度尺寸的情形。為了讓學(xué)生理解在牽引過程中，在轉(zhuǎn)彎時可能會遇上的危險，設(shè)計了以下的對比仿真實驗，通過對轉(zhuǎn)向盤的不同操作，可以看到極端狀態(tài)下牽引車連同所牽引的后端載荷一同發(fā)生側(cè)翻這樣的危險后果。

圖3.1不合理操作導(dǎo)致牽引轉(zhuǎn)向側(cè)翻動畫

（2）制動液壓管路壓力展示

由于液壓系統(tǒng)是航空地面設(shè)備主要工作系統(tǒng)，無論是操作或是維護(hù)都大量涉及到這些知識。但是對于高職學(xué)生這是一個較為困難的內(nèi)容，為了幫助學(xué)生進(jìn)一步了解液壓工作的特點和不同元件變化后對壓力的影響，我們利用上面的液壓回路仿真，實現(xiàn)了壓力曲線的變化顯示。

圖3.2 液壓回路及液壓制動左右輪缸壓力變化

以往這種制動輪缸壓力變化的效果，只能通過語言的描述，學(xué)生很多時候并沒有往心里去，也分不出電控ABS制動的好處，而現(xiàn)在，直觀顯示這個良好效果的背后原理，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

將以上結(jié)果在所教授的航空地面設(shè)備專業(yè)課程教學(xué)中進(jìn)行了實踐。對比以前的教學(xué)效果，在課堂上利用動畫的方式展示車輛整體運行效果，就像學(xué)生自己能實際進(jìn)行操控一樣，其身臨其境的效果吸引了大部分同學(xué)的注意，低頭看手機的減少了，也愿意參與一些討論，相對于以往學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高的情況，得到了的改善，且通過提問可以感受到學(xué)生理解要更好一些。

4結(jié)論

對于航空地面設(shè)備維修專業(yè)，能正確理解設(shè)備的動態(tài)工作過程，理解液壓系統(tǒng)回路的工作狀態(tài)，對其今后工作中操作特種車輛，判斷其故障原因都有著積極的意義。然而傳統(tǒng)教學(xué)過程中，由于缺乏有效手段，在課堂講解中，總是將民航特種車輛的具體結(jié)構(gòu)和其運動的關(guān)系割裂開，也無法深入到液壓回路的具體工作狀態(tài)，使得學(xué)生在掌握上述知識時，學(xué)習(xí)沒有動力，理解也流于泛泛。將實際動作動態(tài)和和各種操作設(shè)置結(jié)合起來，利用動畫展示這種關(guān)系，就可以幫助學(xué)生學(xué)以致用，通過學(xué)生的反饋看到這種教學(xué)手段具有較好的吸引力，對其他專業(yè)的教學(xué)也具有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

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[2]胡偉心.對仿真軟件在教學(xué)中運用的思考[J].信息應(yīng)用技術(shù)，2006，（11）.

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[4]張忠洋，鄭利民，孫曉幫，等.虛擬仿真軟件在新能源車輛工程專業(yè)實驗教學(xué)中的應(yīng)用[J].汽車實用技術(shù)，2016，（12）.210-212.