汽车发动机仿真虚拟动画开发的教学设计研究

蒋莎 刘渊

摘 要：随着社会经济的迅速发展，我国的汽车行业市场也逐渐发展起来，并且呈现出了一种急剧增长的发展趋势。本文针对汽车行业人才培养阐述了以现代教育理念为指导，以现代化信息技术为支持，对教育教学模式展开探索与研究，利用仿真虚拟动画开发的教学实施过程将汽车电子技术、机械设计与制造（汽车方向）和数字媒体技术跨专业合作的新型课程实训教学模式研究，以求培养适合企业发展的应用型创新复合技能人才。

关键词：汽车教学设计：仿真虚拟：发动机

2015年中国经济低迷，但汽车行业表现良好，这可以从北京车展带来的热情和销售统计数字推测出来。汽车销售量不断攀升，2015年比2014年增长4.7%，其中小客车在购买份额中所占比例最大。汽车销售量在2016年全球汽车销量迎来增长，据JatoDynamics公布的数据显示全球52个市场汽车销量达8424万辆，同比攀升5 .6%。尤其是SUV和新能源汽车。同时，中国也在不断向制造强国发展，这就要求加强对汽车专业从业人员的培养。近年虚拟技术的应用发展，虚拟模拟系统让人们有身临其境的感受，国内起步虽然较晚，但发展很快，特别是近年来虚拟现实技术（ VR）的发展实现了仿真技术与计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术传感技术、网络技术等多种技术的集合，能利用三维交互设备生成五官感知和人体行为动作的实时响应。

1 汽车发动机仿真虚拟动画开发教学重要意义

汽车教学现状是汽车教学设备更新远远跟不上汽车新技术的发展。同时汽车教学设备价格昂贵，易损耗，投入大。虚拟动画与仿真技术刚好可以帮助学生将理论很好的运用到实践中，应用软件共享虚拟实训、仪器共享虚拟实训和远程控制虚拟实训等优质教学资源，解决现有设备不足，实训量大的难处。利用互联网资源共享平台等方式多元化改进实验设备。但是虚拟软件昂贵，周期短，更新慢的问题让我们再次思考，怎样结合各汽车专业的特色建立具有校本能力的教学特色。丰富教学内容，拓展实践领域，降低成本和风险，开展绿色实训教学。现代汽车制造企业中常常用到汽车虚拟技术，在汽车开发的整个过程中，全面采用计算机辅助技术。在轿车开发的造型、设计、计算、试验直至制模、冲压、焊接、總装等各个环节中的计算机模拟技术联为一体的综合技术，使汽车的开发、制造都置于计算机技术所构造的严格的数据环境中。虚拟现实技术的应用，大大缩短了设计周期，提高了市场反应能力。所以，本着培养具有适应企业人才需要的原则以仿真虚拟软件设计为突破口针对汽车相关的汽车电子技术、机械设计与制造（汽车方向）和数字媒体技术等专业制定一套教学实施过程。

2 汽车发动机仿真虚拟动画开发教学过程具体实施方案

以制作桑塔纳2000AJR发动机三维动画为一个项目，计划一学期的教学周期，每个专业集训8学分，实训时间一个月，集训安排在专业课教学第四学期。分三个专业，以集中技训的方式来完成教学计划。具体安排如表1。

虚拟仿真软件开发后，设计一个教学验证，将开发的软件用于汽车专业发动机的教学，让同学们在使用教学软件的过程中提出意见和改进措施，再用于下一届的集中技训。

汽车电子技术专业发动机拆装与测量集训汇报总结如图1。

机械设计与制造（汽车方向）专业集训发动机部件草图绘制如图2；专业集训发动机部件标号如图3。

数字媒体技术专业集训将发动机进气歧管三维模型导入VRP虚拟现实编辑器如图4。

3 结语

通过一个周期的教学改革，跨专业合作，相互交流学习培养学生团队合作意识。学生学会了从零件到总成，从局部到整体的框架式学习和运用。学生通过汽车发动机仿真虚拟动画开发的学习为后期毕业设计获得了发动机各零件的二维、三维数据。在以后的教学改革中，可以根据汽车发展方向适当选择仿真载体，让学生适应行业发展，同时通过自学仿真加上后期实体仿真的演练，从真正意义上做到了理实一体化的教学目的，对学生能力提升以及毕业后进入企业发展提供了竞争力。