虛擬仿真軟件在中職汽車維修專業(yè)教學中的運用探究

摘要：信息技術(shù)的發(fā)展可推動教育技術(shù)的創(chuàng)新，虛擬仿真技術(shù)已成功應用于職業(yè)院校的專業(yè)教學中，可改革職業(yè)教學模式。基于此，本文從中職汽車維修專業(yè)教學不足入手，闡述虛擬仿真軟件在中職汽車維修專業(yè)教學中的運用優(yōu)勢，并給出合理運用虛擬仿真軟件的策略，為中職教師改進教學模式提供幫助。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真軟件 ? 中職院校 ? 汽車維修專業(yè)

在汽車保有量增加的同時，社會對汽車維修人員的需求逐漸增多，中職汽車維修專業(yè)具有良好發(fā)展空間。教師需認識當前教學的不足，改進傳統(tǒng)教學模式，引進虛擬仿真軟件，為中職生創(chuàng)設(shè)工作情境，可加深中職生對汽車維修專業(yè)知識的認識，提升其汽車維修專業(yè)技能，為社會輸送更多汽車維修人才。

一、中職汽車維修專業(yè)教學不足

中職汽車維修專業(yè)是實踐性、專業(yè)性較強的課程，要求學生掌握汽車的結(jié)構(gòu)和運行原理，準確診斷并排除汽車故障。基于上述教學要求，中職汽車維修專業(yè)教學需并行開展理論及實踐教學，為我國培養(yǎng)更多綜合型專業(yè)汽車維修人才。但受到中職院校資金狀況、師資力量等因素的影響，汽車維修專業(yè)教學存在如下不足：

第一，教學方式單一，教師采用電子白板開展理論教學，某些抽象的理論知識難以理解，學生對汽車運行原理的認知不足，綜合素養(yǎng)培養(yǎng)效果不佳;第二，實訓設(shè)備成本過大，汽車維修專業(yè)學生正處于學習階段，在實訓學習中時常出現(xiàn)誤操作現(xiàn)象，將會損壞實訓設(shè)備，而汽車維修專業(yè)應用的實訓設(shè)備價格高昂，將會加大中職院校的實訓設(shè)備成本投入，增強學校的經(jīng)濟壓力;第三，實訓教學不足，受到學校經(jīng)費的影響，中職院校配備的實訓設(shè)備數(shù)量較少，難以實現(xiàn)一人一臺的目標，大都是一個小組共用一臺設(shè)備，在小組學習中，并非所有學生都能積極參與實踐操作，難以培養(yǎng)學生的實踐能力;第四，教師指導難以兼顧，在中職院校教學中，每個班級大約30人，教師僅能夠按照大部分學生的學習進度開展教學，在理論及實訓問題解答時，也會優(yōu)先普遍問題，難以兼顧所有學生，不滿足學生的個性化學習需求。

二、虛擬仿真軟件在中職汽車維修專業(yè)教學中的運用優(yōu)勢

虛擬仿真軟件利用三維建模技術(shù)，創(chuàng)設(shè)虛擬汽車維修場景，學生可通過計算機的展示，了解汽車的結(jié)構(gòu)、故障維修要點，教師可通過后臺設(shè)置不同的汽車故障，為學生汽車維修訓練提供素材，提升汽車維修專業(yè)教學的有效性。可見，虛擬仿真軟件在中職汽車維修專業(yè)教學中的運用有顯著優(yōu)勢，具體體現(xiàn)以下幾點：

第一，創(chuàng)設(shè)汽車維修場景，虛擬仿真軟件可創(chuàng)設(shè)真實實訓車間和維修廠車間場景，為學生動態(tài)展示故障排除流程，涵蓋零部件的拆卸與裝配、工具的選擇等，還可全程記錄學生的操作，為學生的自我糾正與教師評價提供便利;第二，提升實踐教學安全性，汽車維修實訓車間存在大量的油料、試劑和電線，學生正處于學習階段，對汽車結(jié)構(gòu)和維修的了解不足，極易在實訓車間出現(xiàn)安全問題，虛擬仿真軟件的出現(xiàn)妥善解決該問題，可保障汽車維修專業(yè)教學的安全性;第三，節(jié)約教學成本，和高職院校及本科院校相比，中職院校的規(guī)模更小、建設(shè)資金更小，在實訓設(shè)備的投入成本過大，而且汽車行業(yè)的更新?lián)Q代速度較快，引進新設(shè)備又會加大教學成本，虛擬仿真軟件可通過計算機虛擬設(shè)計實訓設(shè)備，投入資金更少，可節(jié)約教學成本;第四，實現(xiàn)因材施教，學生可利用虛擬仿真軟件不斷練習汽車維修操作，并根據(jù)軟件記錄的內(nèi)容，明確自身不足，開展針對性訓練，真正實現(xiàn)因材施教[1]。

三、虛擬仿真軟件在中職汽車維修專業(yè)教學中的運用策略

本文以某中職院校開展的汽車柴油發(fā)動機教學為例，闡述虛擬仿真軟件在中職汽車維修專業(yè)教學中的運用策略。汽車柴油發(fā)動機的故障類型較多，如啟動故障、指示燈故障及動力不足等，教師需根據(jù)不同故障類型，開展相應教學。本節(jié)選擇汽車柴油發(fā)動機的啟動故障，開展教學分析。

（一）在理論教學中的運用

在中職汽車維修專業(yè)教學中，教師不僅要培養(yǎng)學生的維修技能和拆裝能力，還要求學生掌握汽車理論及專業(yè)知識。在以往的理論教學中，教師利用電子白板展示汽車的結(jié)構(gòu)圖片，使學生掌握汽車的結(jié)構(gòu)等基本知識。二維圖片難以在學生中留下深刻的印象，學生對汽車理論及基本知識的掌握效果不佳。因此，中職教師需改變理論教學模式，引進虛擬仿真軟件，為學生展示直觀形象的汽車三維結(jié)構(gòu)，使學生明確汽車結(jié)構(gòu)的組成，提高理論教學的有效性。

以汽車柴油機啟動故障教學為例，該課程的理論知識包括柴油及其使用性能、柴油機燃油系統(tǒng)的功能及組成。其中，柴油機燃油系統(tǒng)的主要部件包括噴油器、燃油濾清器、輸油泵及噴油提前器等。教師在課堂中通過PPT展示柴油及其使用性能、柴油機燃油系統(tǒng)的功能，使學生對柴油機有初步的認識;然后，利用虛擬仿真軟件，展示柴油機燃油系統(tǒng)各個部件，學生可直觀地看到各個部件的結(jié)構(gòu)、形態(tài)和組成。例如，在虛擬仿真軟件展示的部件結(jié)構(gòu)中，學生可觀察到回油管螺釘、回油管墊片、調(diào)壓螺釘、調(diào)壓彈簧及調(diào)壓螺釘護帽等詳細部件，為學生了解柴油機的組成提供便利，可豐富學生的理論知識，為學生綜合素養(yǎng)培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

（二）在實踐教學中的運用

在以往的實踐教學中，教師帶領(lǐng)學生去到實訓基地，操作實訓設(shè)備，完成柴油機燃油系統(tǒng)的拆卸與裝配。然后，為學生提供存在啟動故障的柴油機，要求學生按小組排除故障。在上述教學中，實訓操作具有一次性、學生參與度不足等問題，實踐教學效果不佳。虛擬仿真軟件可向?qū)W生展示柴油機的結(jié)構(gòu)及啟動故障排除的流程圖，學生可在計算機界面不斷練習柴油機的拆卸裝配、柴油機啟動故障的排除步驟，使學生熟練掌握柴油發(fā)動機啟動故障的排除方法，提升實踐教學的有效性。

基于虛擬仿真軟件，教師可在實踐教學中創(chuàng)設(shè)工作情境，要求學生將自身看做是汽車維修人員，為客戶解決汽車故障問題。例如，某中職教師利用虛擬仿真軟件創(chuàng)設(shè)如下情境：在上午八點半，你所在的維修部門剛上班，收到客戶打來的電話，客戶的皮卡車配備有一臺柴油發(fā)動機，在早上發(fā)現(xiàn)皮卡車不能正常起動。維修人員到現(xiàn)場后，發(fā)現(xiàn)皮卡車的蓄電池正常，起動時皮卡車馬達轉(zhuǎn)速處于標準范圍，將皮卡車拖回維修廠維修。虛擬仿真軟件可控制計算機展示維修廠的維修車間，并在車間中呈現(xiàn)柴油發(fā)動機的結(jié)構(gòu)，學生可通過操作界面的按鈕選擇，開展實踐維修。在上述實踐教學中，教師通過工作情境創(chuàng)設(shè)，使學生體會維修崗位的工作要求，提升學生參與實踐學習的積極性，學生可重復操作虛擬仿真軟件，練習故障排除技巧，培養(yǎng)學生的實踐能力[2]。

（三）在學生考核中的運用

在學生考核中，教師可利用虛擬仿真軟件替代傳統(tǒng)書面考試，將理論知識與實踐技能的考核整合于一體。同時，虛擬仿真軟件可對學生的實踐技能進行量化評估，使學生考核更具合理性，準確呈現(xiàn)出學生的真實水平，為學生發(fā)展自我和教師指導提供參考。在虛擬仿真軟件的考核系統(tǒng)中，包括故障檢測面板、連接線束及故障控制設(shè)置器等部分。教師可隨機生成理論知識題庫、隨機設(shè)置故障，虛擬仿真軟件會自動記錄學生的考試過程，根據(jù)學生的操作行為實現(xiàn)量化評分。

在柴油發(fā)動機啟動故障教學中，學生的規(guī)范故障排除流程如下：第一，啟動發(fā)動機，點火開關(guān)顯示“無法啟動”，此時關(guān)閉點火開關(guān)，應用高率放電計測量蓄電池的電壓，如果其數(shù)值低于9.6V，表明啟動故障由蓄電池電壓過低引起;第二，如果其數(shù)值超過9.6V，需啟動發(fā)動機，檢查啟動開關(guān)50線和搭鐵點的電壓，如果其數(shù)值低于8V，表明起動機存在故障;第三，如果其數(shù)值超過8V，可關(guān)閉點火開關(guān)，檢查開關(guān)50線和點火開關(guān)間的線路電阻，如果其數(shù)值小于0.5，表明點火開關(guān)存在故障;第四，如果檢查開關(guān)50線和點火開關(guān)間的線路電阻超過0.5，表明啟動開關(guān)50向和點火開關(guān)間存在線路故障。

基于上述步驟，虛擬仿真軟件會按照如下標準，實現(xiàn)量化評分：如果學生在某一個步驟中出現(xiàn)冗余且影響故障排除流程的行為，扣十分;如果學生在某一個步驟中表現(xiàn)出冗余行為，但不影響故障排除，扣三分;如果學生在某一個步驟中出現(xiàn)錯誤操作，扣十分等[3]。

四、結(jié)語

綜上所述，中職汽車維修專業(yè)教學的教學方式、教學投入和教師指導存在不足，人才培養(yǎng)效果不理想。通過本文的分析可知，虛擬仿真軟件可解決傳統(tǒng)教學模式的不足，教師可在理論教學、實踐教學及學生考核中運用虛擬仿真軟件，提升汽車維修專業(yè)教學有效性。

參考文獻：

[1]汪立亮.基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)課程資源建設(shè)實踐——以蘇教社國示范校汽車維修專業(yè)核心課程系列教材為例[J].云南開放大學學報，2018，（01）：13-16.

[2]梁德福.三維虛擬仿真技術(shù)在汽車維修教學中的應用[D].深圳大學，2017.

[3]丁亞東.基于信息技術(shù)的汽車檢測與維修培養(yǎng)模式研究[D].長安大學，2015.

（作者簡介：陳力超，碩士研究生，講師，單位：杭州汽車高級技工學校，汽車維修方向。）