利用动态仿真技术提高航空地面设备教学的效果

张鹏

摘要：在民航院校航空地面设备的教学中，往往需要学生掌握各种地面设备的靠机、撤离等各种运动状态下的操作要求以及各种液压设备的工作规律，而学生对此往往无法正确理解。对此，利用动态仿真软件，构造典型工作过程，通过动画演示运动表现，从而达到理论和实际相结合的教学效果。实践表明这样的教学手段对提高高职院校的专业课程讲授效果有着明显的效果。

关键词：航空地面设备;专业教学;动态仿真

1引言

在民航高职院校的航空地面设备维修专业教学中，需要学生掌握各种地面设备（特种车辆）的靠机、撤离等各种运动状态下的操作要求以及一些液压设备的运动规则，而学生对此往往无法正确理解。究其原因，这些知识往往由课堂上以理论讲解的方式描述，对于高职院校的学生，很难立即建立起实际场景的概念[1][2]，靠机械记忆往往达不到教学效果，用人单位常常抱怨。对此，本文着重探索在教学过程中引入动态仿真软件，以便直观展示不同工作情景下设备可能出现的运动状态以及液压回路的一些改变，帮助学生理解其中的道理，从而改进了教学效果。

2仿真案例选择

目前，在教学过程中感到最难以让学生掌握的就是航空地面设备的具体操作以及液压回路的工作原理。这一方面由于这些设备种类繁多，其中主要类型动辄上百万;另一方面虽然有各种视频，但是体现不了不同条件时，这些会发生怎样的变化。在前期调研中发现，有87%的学生反应希望能实际体验民航特种车辆的具体操作运动;还有诸如特种车辆在制动时液压回路的工作变化也需要有更直观的教学展示。为此我们选择动画比较精致的运动仿真软件来实现转向、制动的动画教学，以提高学生的学习兴趣和理解能力[3][4]：

（1）拖车转向的教学仿真案例

以往在和学生讲解这些操作要求时，只能泛泛地说明转弯角度的控制，而在加入仿真动画之后，整个教学的解释过程更加清晰流畅。为此，选择Trucksim这样软件，根据教学内容，在其中搭建拖挂车动态模型，对其转向时的操作，结构参数进行设置，对仿真工况进行设计， 随后就可以进行各种工况的运动动画展示。

（2）车辆ABS电控液压制动运动教学仿真案例

为了提高教学效果，我们以车辆ABS电控液压的制动系统为典型案例，在仿真平台上搭建模型，并以动画展示，让学生直观理解液体如何导致制动压力产生，进而对车辆运动状态影响清晰地进行描述。

3动态仿真效果对教学的影响

（1）拖车转向动画展示

通过设置拖车的铰接关系，可以模拟不同载荷，不同连接高度，不同重心高度尺寸的情形。为了让学生理解在牵引过程中，在转弯时可能会遇上的危险，设计了以下的对比仿真实验，通过对转向盘的不同操作，可以看到极端状态下牵引车连同所牵引的后端载荷一同发生侧翻这样的危险后果。

图3.1不合理操作导致牵引转向侧翻动画

（2）制动液压管路压力展示

由于液压系统是航空地面设备主要工作系统，无论是操作或是维护都大量涉及到这些知识。但是对于高职学生这是一个较为困难的内容，为了帮助学生进一步了解液压工作的特点和不同元件变化后对压力的影响，我们利用上面的液压回路仿真，实现了压力曲线的变化显示。

图3.2 液压回路及液压制动左右轮缸压力变化

以往这种制动轮缸压力变化的效果，只能通过语言的描述，学生很多时候并没有往心里去，也分不出电控ABS制动的好处，而现在，直观显示这个良好效果的背后原理，提高了学生的学习兴趣。

将以上结果在所教授的航空地面设备专业课程教学中进行了实践。对比以前的教学效果，在课堂上利用动畫的方式展示车辆整体运行效果，就像学生自己能实际进行操控一样，其身临其境的效果吸引了大部分同学的注意，低头看手机的减少了，也愿意参与一些讨论，相对于以往学生学习积极性不高的情况，得到了的改善，且通过提问可以感受到学生理解要更好一些。

4结论

对于航空地面设备维修专业，能正确理解设备的动态工作过程，理解液压系统回路的工作状态，对其今后工作中操作特种车辆，判断其故障原因都有着积极的意义。然而传统教学过程中，由于缺乏有效手段，在课堂讲解中，总是将民航特种车辆的具体结构和其运动的关系割裂开，也无法深入到液压回路的具体工作状态，使得学生在掌握上述知识时，学习没有动力，理解也流于泛泛。将实际动作动态和和各种操作设置结合起来，利用动画展示这种关系，就可以帮助学生学以致用，通过学生的反馈看到这种教学手段具有较好的吸引力，对其他专业的教学也具有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1]薄海群，姜浩.计算机仿真在中等职业技术学校电路原理教学中的应用[J].现代职业教育.2017，（17）.77.

[2]胡伟心.对仿真软件在教学中运用的思考[J].信息应用技术，2006，（11）.

[3]李伟，肖平.计算机仿真技术在车辆工程专业实践教学中的应用研究[J].科技风，2018，（16）.57-58.

[4]张忠洋，郑利民，孙晓帮，等.虚拟仿真软件在新能源车辆工程专业实验教学中的应用[J].汽车实用技术，2016，（12）.210-212.