汽車維修實(shí)踐教學(xué)中虛擬教學(xué)軟件的運(yùn)用

吳泉成

【摘 要】信息技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，極大的提高了汽車維修院校人才培養(yǎng)效率和質(zhì)量。本文首先探討了汽車維修虛擬教學(xué)軟件的原理和特點(diǎn)，并對(duì)虛擬教學(xué)軟件在汽車維修實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)展開研究，最后對(duì)汽車維修實(shí)踐教學(xué)中虛擬教學(xué)軟件的應(yīng)用總結(jié)分析，為虛擬教學(xué)軟件在汽車維修實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用提供資料參考。

【關(guān)鍵詞】汽車維修；實(shí)踐教學(xué)；虛擬教學(xué)軟件；運(yùn)用

汽車作為一種比較便捷的交通工具，其應(yīng)用越來越廣泛。在汽車保有量不斷上升的今天，汽車后續(xù)的服務(wù)行業(yè)也得到了發(fā)展機(jī)遇。汽車維修作為汽車服務(wù)的重要項(xiàng)目，無論是技術(shù)發(fā)展還是人才儲(chǔ)備，對(duì)汽車服務(wù)行業(yè)和汽車行業(yè)發(fā)展都有重要影響。汽車維修作為一門實(shí)踐性極強(qiáng)的課程，在教學(xué)過程中受學(xué)生人數(shù)多、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目多、技術(shù)更新快、設(shè)備維護(hù)復(fù)雜等問題影響，人才培養(yǎng)質(zhì)量一直難以達(dá)到社會(huì)對(duì)人才的需求。虛擬教學(xué)軟件在汽車維修實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用，則有效的提高了汽車維修行業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量，更是成為汽車人才培養(yǎng)單位實(shí)踐教學(xué)改革的方向之一。

一、汽車維修虛擬教學(xué)軟件概述

應(yīng)用于汽車維修實(shí)踐教學(xué)的虛擬教學(xué)軟件，是針對(duì)汽車維修實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)的，比較系統(tǒng)化，完善的教學(xué)輔助程序。該程序能夠以虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)學(xué)員在虛擬環(huán)境中的真三維互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)以軟件教學(xué)提高學(xué)生實(shí)操能力的目的。汽車維修虛擬教學(xué)軟件一經(jīng)問世以來，便得到汽車維修人才培養(yǎng)單位的重視，概括來說，汽車維修虛擬教學(xué)軟件有以下特點(diǎn)。

（一）詳盡、逼真的實(shí)物模型

一臺(tái)完整的汽車包含發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、傳感器、油路、電路等設(shè)備和系統(tǒng)，學(xué)員在參與實(shí)踐培訓(xùn)時(shí)，必須對(duì)汽車的構(gòu)造、工作原理和功能有較為系統(tǒng)的把握。汽車維修虛擬教學(xué)軟件利用3D技術(shù)，按照汽車原型尺寸用三維動(dòng)畫實(shí)現(xiàn)了汽車建模，學(xué)生在使用軟件時(shí)，能夠在軟件的幫助下，對(duì)汽車的結(jié)構(gòu)、原理和功能有更加直觀的把握。

（二）生動(dòng)、形象的交互式原理動(dòng)畫

最新的汽車維修虛擬教學(xué)軟件，采用交互式互動(dòng)模式替代了動(dòng)畫演示模式，這種模式能夠讓學(xué)員通過自由操作來了解汽車各功能單元的構(gòu)造和工作。學(xué)員在學(xué)習(xí)時(shí)，可以通過自由操縱汽車的油門、剎車、離合器和檔位等來控制動(dòng)畫演示過程，并在虛擬空間中對(duì)汽車構(gòu)造進(jìn)行拆解分析，加深對(duì)汽車各功能單元的了解。

（三）清晰、直觀的三維運(yùn)動(dòng)仿真

為了方便教學(xué)，汽車維修虛擬教學(xué)軟件的模型具有半透明、透明顯示等功能。這種功能能夠讓學(xué)生在系統(tǒng)工作時(shí)觀看各零部件的工作狀態(tài)，從而對(duì)汽車的工作狀態(tài)和原理了解更加直觀。學(xué)生通過對(duì)汽車各功能單元的控制，還能夠發(fā)現(xiàn)零部件與汽車運(yùn)行之間的聯(lián)系，加深學(xué)生對(duì)汽車的系統(tǒng)性認(rèn)識(shí)。

（四）特別設(shè)計(jì)的零部件裝配功能

應(yīng)用于汽車維修人才培訓(xùn)的虛擬教學(xué)軟件，還具有汽車零部件拆卸和裝配功能。利用該功能，學(xué)生可以根據(jù)書本上所學(xué)的內(nèi)容，嘗試著自由裝配車輛，并從零部件裝配中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，提高學(xué)生對(duì)汽車零部件裝配這一基礎(chǔ)技能的掌握。虛擬教學(xué)軟件裝配界面分為裝配區(qū)和擺放區(qū)，這種清晰的布局模式還有助于養(yǎng)成學(xué)院良好的裝配習(xí)慣。

二、虛擬教學(xué)軟件在汽車維修實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)

（一）虛擬教學(xué)軟件在汽車維修實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

虛擬教學(xué)軟件在汽車維修教學(xué)中的應(yīng)用具有激發(fā)學(xué)員想象力、降低實(shí)操訓(xùn)練危險(xiǎn)、環(huán)節(jié)教學(xué)資源緊張問題等優(yōu)勢(shì)。虛擬仿真教學(xué)軟件更加直觀清除的幫助學(xué)生了解汽車的功能單元和其工作原理，學(xué)生可以通過在虛擬環(huán)境中的實(shí)操來學(xué)習(xí)汽車結(jié)構(gòu)和功能等基礎(chǔ)知識(shí)。學(xué)生在應(yīng)用虛擬軟件學(xué)習(xí)時(shí)，不僅要調(diào)動(dòng)頭腦中的知識(shí)儲(chǔ)備，還需要具備一定的首演協(xié)調(diào)能力，并掌握正確的實(shí)操維修順序，這種教學(xué)模式將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有效結(jié)合在一起，有助于提高學(xué)生的思維能力。汽車虛擬仿真軟件應(yīng)用了最新的3D虛擬互動(dòng)技術(shù)，學(xué)生在虛擬環(huán)境中就能夠隨時(shí)開展實(shí)操訓(xùn)練，相比于傳統(tǒng)的實(shí)操訓(xùn)練，無疑降低了學(xué)生在維修操作中失誤和錯(cuò)誤帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)，提高了實(shí)操訓(xùn)練的安全系數(shù)。在汽車維修實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)用虛擬教學(xué)軟件，其教學(xué)硬件只需要計(jì)算機(jī)和相關(guān)附屬設(shè)備。這種比較簡(jiǎn)單的設(shè)備需求相比于傳統(tǒng)實(shí)操訓(xùn)練的訓(xùn)練素材，無疑更加經(jīng)濟(jì)。而作為一種計(jì)算機(jī)軟件程序，其更新成本和效率也極高。因此，在汽車維修實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)用虛擬教學(xué)軟件，能夠有效緩解學(xué)校教學(xué)資源緊張的問題。

（二）虛擬教學(xué)軟件在汽車維修實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)用的不足

虛擬教學(xué)軟件是以3D虛擬技術(shù)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的，雖然現(xiàn)如今虛擬仿真技術(shù)已經(jīng)比較完善，但相比于傳統(tǒng)的實(shí)操訓(xùn)練，仍然有著一定的不足。首先，虛擬教學(xué)軟件在教學(xué)中的應(yīng)用不會(huì)給學(xué)生帶來傷害，這不異于學(xué)生汽車維修安全意識(shí)的養(yǎng)成。一旦在虛擬教學(xué)環(huán)境中養(yǎng)成安全意識(shí)渙散的毛病，在實(shí)操中很容易發(fā)生安全事故。其次，作為一種計(jì)算機(jī)程序，虛擬教學(xué)軟件程序化模式比較明顯，雖然軟件中有很多發(fā)散思維培養(yǎng)的自由訓(xùn)練模式，但仍是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)好的，不利于學(xué)生應(yīng)變能力的培養(yǎng)。最后，虛擬教學(xué)軟件所有的操作都是運(yùn)用鼠標(biāo)和鍵盤等計(jì)算機(jī)外接設(shè)備，這些設(shè)備相比于汽車維修中應(yīng)用的工具有很大區(qū)別，不利于學(xué)生實(shí)操動(dòng)手能力的提高和維修工具應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的積累。

三、虛擬教學(xué)軟件在汽車維修實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

以電控發(fā)動(dòng)機(jī)模塊教學(xué)為例，包括基本結(jié)構(gòu)、原理介紹和故障維修三個(gè)方面。首先，基本結(jié)構(gòu)中可以通過3D圖像對(duì)實(shí)物模型進(jìn)行全方位的了解，并且，鼠標(biāo)指示部位以高亮顯示，形成視覺沖擊，讓學(xué)生做到感知認(rèn)識(shí)的同時(shí)加深對(duì)實(shí)物結(jié)構(gòu)的印象。其次，原理介紹中會(huì)對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所有部件通過語音和圖像兩種途徑傳播信息，對(duì)傳感器的工作原理進(jìn)行說明，并加以波形顯示，讓書本上的平面內(nèi)容以動(dòng)態(tài)的形式展現(xiàn)在同學(xué)面前，進(jìn)而牢固掌握車用傳感器的原理。

故障維修教學(xué)則以曲軸位置傳感器故障為例，由老師在虛擬教學(xué)軟件中設(shè)置故障“曲軸位置傳感器失效”，此時(shí)虛擬教學(xué)軟件面板上便顯示“發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)”的故障現(xiàn)象，學(xué)生根據(jù)顯示的故障現(xiàn)象，運(yùn)用虛擬教學(xué)軟件面板中示波器，選擇測(cè)量項(xiàng)目，將紅、黑表棒分別連接在地與曲軸位置傳感器信號(hào)端，打開點(diǎn)火開關(guān)，波形數(shù)據(jù)顯示為一條直線，與曲軸位置傳感器的實(shí)際工作波形不符，根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)得出，曲軸位置傳感器存在故障，在排故的面板中找到曲軸位置傳感器相應(yīng)選項(xiàng)將其打勾并按確定，重新打通過以上在軟件上的操作，學(xué)生再接觸實(shí)物時(shí)不會(huì)拘束，在掌握虛擬儀器的使用方法后對(duì)號(hào)入座，不會(huì)出現(xiàn)無從下手的局面。

綜上所述，虛擬教學(xué)軟件在汽車維修實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用，有效的提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，并改善了汽車維修實(shí)操教學(xué)資源不足的問題，有助于汽車維修專業(yè)人才的培養(yǎng)。但虛擬教學(xué)軟件畢竟僅僅是教學(xué)輔助軟件，無法完全替代實(shí)操教學(xué)，因而在汽車維修實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)用時(shí)，應(yīng)該以實(shí)操教學(xué)和虛擬軟件教學(xué)相結(jié)合的方式，才能為社會(huì)培養(yǎng)出更多合格的汽車維修行業(yè)人才，為汽車服務(wù)業(yè)和汽車業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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