淺談《汽車構(gòu)造》課程教學(xué)改革與實(shí)踐

曾德軍 陳洪玲

【摘要】傳統(tǒng)教學(xué)模式不適應(yīng)《汽車構(gòu)造》課程特點(diǎn)以及高職院校學(xué)生的特點(diǎn)，《汽車構(gòu)造》課程教學(xué)急需改革。目前，理實(shí)一體化教學(xué)模式和虛擬仿真演示教學(xué)方法是高職院校進(jìn)行《汽車構(gòu)造》課程教學(xué)改革的兩大趨勢(shì)，各有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在實(shí)際教學(xué)中，只有將多種教學(xué)方法有機(jī)地結(jié)合，形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，才能有效地提高教學(xué)效果和效率。

【關(guān)鍵詞】 改革 理實(shí)一體 虛擬仿真

1 引言

《汽車構(gòu)造》是高職院校所開(kāi)設(shè)的汽車類專業(yè)一門共同的專業(yè)核心課程，能否有效地掌握好這門課程中所講授的知識(shí)，對(duì)學(xué)生在后續(xù)課程學(xué)習(xí)，以及職業(yè)崗位能力培養(yǎng)等方面，起著至關(guān)重要的作用。《汽車構(gòu)造》主要講解汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤的各個(gè)系統(tǒng)和總成的組成、結(jié)構(gòu)、工作原理，以及各零部件之間的相互位置、連接關(guān)系和運(yùn)轉(zhuǎn)情形等教學(xué)內(nèi)容，是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程。在目前常規(guī)的教學(xué)模式中，以圖片加文字為主要內(nèi)容的PPT課件是唯一的“法寶”。PPT課件所使用的圖片大多是從教材上移植過(guò)來(lái)的平面結(jié)構(gòu)圖，缺乏立體感，更無(wú)動(dòng)態(tài)展示功能，而職業(yè)學(xué)校的學(xué)生又普遍在識(shí)讀工程圖樣方面的能力存在不足。于是，學(xué)生看不懂PPT和教材上的圖形，聽(tīng)起課來(lái)自然就像聽(tīng)天書(shū)，感到枯燥乏味，缺乏興趣，上課打瞌睡、玩手機(jī)也就在所難免。感到痛苦的不僅僅是學(xué)生，還有老師。老師在教學(xué)中遇到稍微復(fù)雜一點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，本來(lái)應(yīng)該詳細(xì)講述的內(nèi)容，但苦于缺乏有效的手段和方法把它們講述清楚，往往輕描淡寫(xiě)、粗枝大葉、一帶而過(guò)，根本達(dá)不到教學(xué)目的。因此，對(duì)《汽車構(gòu)造》課程教學(xué)實(shí)施改革，勢(shì)在必行。

2 理實(shí)一體化教學(xué)模式

針對(duì)《汽車構(gòu)造》這門課程的特點(diǎn)，以及高職院校人才培養(yǎng)目標(biāo)，實(shí)行理實(shí)一體化教學(xué)模式是目前大多數(shù)高職院校進(jìn)行《汽車構(gòu)造》課程教學(xué)改革的一大方向。所謂理實(shí)一體化，就是按照理論與實(shí)踐相結(jié)合的原則，將理論教學(xué)的場(chǎng)所由傳統(tǒng)的多媒體教室轉(zhuǎn)移到實(shí)訓(xùn)室（及理實(shí)一體化教室），利用實(shí)物展示，增強(qiáng)直觀性，避免讓學(xué)生面對(duì)枯燥、乏味且又難懂的機(jī)械圖紙，使教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果。具體方案是，在實(shí)訓(xùn)室里設(shè)置多媒體教學(xué)設(shè)備（電腦和投影儀），用于進(jìn)行對(duì)必要的知識(shí)點(diǎn)的介紹和講解；在實(shí)訓(xùn)室中央設(shè)置學(xué)生座位；在實(shí)訓(xùn)室四周根據(jù)方便教學(xué)的要求，有規(guī)劃地、分門別類地成列出汽車各總成、機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)。

《汽車構(gòu)造》理實(shí)一體化教學(xué)可分為以下四個(gè)過(guò)程：

（1）認(rèn)知性的學(xué)習(xí)過(guò)程。教師可以邊拆裝邊講解，讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)各總成及其零部件的構(gòu)造和工作原理。對(duì)于運(yùn)動(dòng)關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)的機(jī)構(gòu)，如曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)等，還可利用實(shí)物，演示其傳動(dòng)關(guān)系，把原本抽象的事情變得具體化、實(shí)在化，從而成倍地提高學(xué)習(xí)效率和效果。

（2）拆裝技能學(xué)習(xí)過(guò)程。教師從拆裝工具的使用，到拆裝步驟、要求和注意事項(xiàng)，分別進(jìn)行講解和示范，然后再讓學(xué)生進(jìn)行分組訓(xùn)練。

（3）故障診斷學(xué)習(xí)過(guò)程。針對(duì)某一總成或系統(tǒng)，分析其常見(jiàn)的故障現(xiàn)象、原因及處置辦法。

（4）檢測(cè)與調(diào)整學(xué)習(xí)過(guò)程。利用各種專用或通用工具，運(yùn)用一定的方法和手段，進(jìn)行針對(duì)汽車底盤和發(fā)動(dòng)機(jī)的常規(guī)檢查和調(diào)整，如離合器踏板自由行程的檢查和調(diào)整、發(fā)動(dòng)機(jī)氣門間隙的檢查和調(diào)整等。

以實(shí)物教學(xué)為主要特征的理實(shí)一體化的教學(xué)模式，與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，的確有了很大的進(jìn)步，教學(xué)效果也要好得多。但是，實(shí)物教學(xué)也因受到許多條件的制約，難以大規(guī)模地推廣和實(shí)施。例如，理實(shí)一體化教學(xué)對(duì)教學(xué)場(chǎng)地、教學(xué)設(shè)施以及教師的雙師型素質(zhì)都有較高要求，這讓許多花起錢來(lái)捉襟見(jiàn)肘的民辦高職院校望而卻步。

3 虛擬仿真演示教學(xué)

虛擬仿真演示教學(xué)就是利用計(jì)算機(jī)三維建模技術(shù)和動(dòng)漫技術(shù)，全方位展示汽車每一個(gè)零部件的結(jié)構(gòu)和形狀，動(dòng)態(tài)演示每一個(gè)局部和整體的運(yùn)行情況，對(duì)學(xué)習(xí)汽車構(gòu)造和工作原理這一認(rèn)知性的學(xué)習(xí)過(guò)程十分有幫助。虛擬仿真演示教學(xué)是《汽車構(gòu)造》課程教學(xué)改革的另一大趨勢(shì)，相對(duì)于實(shí)物展示教學(xué)，虛擬仿真演示教學(xué)還具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）能夠更加清晰和方便地展示汽車的三維結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)和部件的組成及工作原理，可提高教學(xué)效率和效果；

（2）可以彌補(bǔ)實(shí)訓(xùn)設(shè)備、師資等教學(xué)條件的不足；

（3）無(wú)需耗材，可大大降低教學(xué)成本；

（4）虛擬仿真安全可靠，能避免學(xué)生操作中發(fā)生意外事故；

（5）還可以促進(jìn)教學(xué)觀念的改進(jìn)，讓學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)積極性。

實(shí)踐虛擬仿真演示教學(xué)的關(guān)鍵，是制作仿真教學(xué)軟件，需依次完成以下內(nèi)容：

（1）零件尺寸整理及建模。各零件尺寸整理及建模主要在Pro/E中完成，除此之外，UG和CATIA也是常用的三維建模軟件。要注意尺寸整理一定要準(zhǔn)確表達(dá)，避免數(shù)字模型的失真。尺寸整理與放樣完成后建立各零部件的三維模型。

（2）在3DS MAX中對(duì)三維模型進(jìn)行整理。進(jìn)入3DS MAX操作界面，在File菜單中導(dǎo)人各個(gè)零部件并賦材質(zhì)和貼圖處理，并且把各個(gè)零部件都擺放在正確的相對(duì)空間位置，最后把它們組合成一個(gè)整體并重新命名。

（3）在Clut3D中導(dǎo)入模型、添加交互行為并渲染作品。

（4）將三維仿真交互模型嵌入課件。這樣制作的三維仿真交互課件就可以在課件播放時(shí)交互操縱這個(gè)三維仿真模型。這種三維仿真交互課件可用于課堂教學(xué)，也可發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)上讓學(xué)生自學(xué)。

以曲柄連桿機(jī)構(gòu)為例，其制作過(guò)程大體如下：首先在Pro/E中完成活塞、活塞銷、卡環(huán)、連桿、連桿蓋、連桿螺栓、軸瓦、曲軸等零部件的三維建模，然后在3DS MAX中完成曲軸、連桿、活塞、連桿頭的裝配，將模型導(dǎo)入Clut3D，在曲柄-連桿-活塞機(jī)構(gòu)上加載約束，設(shè)定仿真參數(shù)，最后進(jìn)行曲線繪制，模擬出活塞的位移、速度、加速度曲線。下圖為曲柄連桿機(jī)構(gòu)靜態(tài)仿真圖。

以上只是單純的虛擬仿真演示教學(xué)軟件的制作方法，如果在此基礎(chǔ)上進(jìn)行軟件升級(jí)，還可使操作者在一種逼真的虛擬環(huán)境下，與操作對(duì)象進(jìn)行人機(jī)交互，從而完成汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤的裝配、檢測(cè)與調(diào)整等實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容。

4 結(jié)束語(yǔ)

《汽車構(gòu)造》課程教學(xué)改革，就是在教學(xué)實(shí)踐中積極探索，尋找新的教學(xué)方法和教學(xué)手段，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。每一種教學(xué)模式都有自己的優(yōu)點(diǎn)，也存在各自的不足。傳統(tǒng)教學(xué)模式對(duì)系統(tǒng)學(xué)習(xí)課程知識(shí)點(diǎn)是必要的，理實(shí)一體化教學(xué)模式對(duì)技能性學(xué)習(xí)是最好的，虛擬仿真演示教學(xué)對(duì)認(rèn)知性學(xué)習(xí)過(guò)程最有幫助，它們之間不是誰(shuí)代替誰(shuí)的問(wèn)題，而是一種互補(bǔ)關(guān)系。因此，良好的課堂教學(xué)應(yīng)該讓多種教學(xué)方法有機(jī)地結(jié)合在一起，任何單一的教學(xué)方法都會(huì)讓學(xué)生感到疲憊和難以適從。

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