淺析仿真教學(xué)在汽車維修與檢測專業(yè)實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用

咸陽師范學(xué)院職業(yè)技術(shù)學(xué)院 王樂讓

1　汽車檢測與維修專業(yè)實(shí)訓(xùn)的特點(diǎn)

汽車檢測與維修專業(yè)以培養(yǎng)能夠勝任汽車維護(hù)、檢修、故障診斷與修復(fù)等相關(guān)工作的高素質(zhì)的技能型專門人才為目標(biāo)，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，需要通過系統(tǒng)的專業(yè)訓(xùn)練才能達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)。該專業(yè)實(shí)訓(xùn)主要包含汽車機(jī)械結(jié)構(gòu)拆裝實(shí)訓(xùn)、汽車日常維護(hù)實(shí)訓(xùn)、汽車運(yùn)行故障診斷與排除實(shí)訓(xùn)等3方面內(nèi)容，要求學(xué)生通過實(shí)訓(xùn)能編制合理的維修保養(yǎng)工藝，熟練地運(yùn)用檢測維修工具和資料，正確地對(duì)車輛進(jìn)行維護(hù)和判斷排除故障。這些實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目具有以下特點(diǎn)。

（1）拆裝項(xiàng)目重復(fù)率高，對(duì)機(jī)械零部件的損傷和破壞嚴(yán)重。汽車機(jī)械零部件，特別像發(fā)動(dòng)機(jī)零部件，拆裝時(shí)相對(duì)位置、螺栓擰緊力矩、拆裝順序等都有嚴(yán)格要求。在訓(xùn)練的初始階段，由于對(duì)結(jié)構(gòu)不清楚、對(duì)工具不熟悉、對(duì)操作要求不理解，往往會(huì)在實(shí)訓(xùn)中對(duì)機(jī)械零部件造成變形、錯(cuò)位、折斷等損壞；通過焊接、粘接、過盈配合等方式裝配而成的零部件，一旦拆卸就會(huì)永久性破壞；普通零部件多次拆裝也會(huì)造成嚴(yán)重變形、磨損和失效。這些都會(huì)導(dǎo)致拆裝實(shí)訓(xùn)效果變差，甚至拆裝失敗，達(dá)不到實(shí)訓(xùn)目的。

（2）日常維護(hù)項(xiàng)目耗材量大，實(shí)訓(xùn)經(jīng)費(fèi)開支增大。像車輛維護(hù)時(shí)冷卻液更換、潤滑油更換、制冷劑的檢查和加注等，一次性消耗耗材數(shù)量大，開始操作不熟練還會(huì)造成浪費(fèi)，導(dǎo)致教學(xué)成本增大，實(shí)訓(xùn)經(jīng)費(fèi)緊張。

（3）故障診斷與排除項(xiàng)目對(duì)設(shè)備和車輛損傷嚴(yán)重，故障重現(xiàn)難度大。在教學(xué)設(shè)備或?qū)嵻嚿线M(jìn)行車輛運(yùn)行故障的診斷排除，就必須設(shè)置真實(shí)的故障，必然要人為破壞一些元器件、電路等，多次實(shí)訓(xùn)，會(huì)對(duì)車 輛造成一些不可逆的破壞，導(dǎo)致實(shí)訓(xùn)設(shè)備后期維護(hù)費(fèi)用高，故障現(xiàn)象再次重現(xiàn)困難，使實(shí)訓(xùn)效果的一致性變差。

（4）實(shí)訓(xùn)室建設(shè)占地面積大、費(fèi)用高。汽車檢測與維修實(shí)訓(xùn)室建設(shè)時(shí)要考慮教學(xué)班級(jí)的規(guī)模及分組情況。要滿足實(shí)訓(xùn)教學(xué)要求，實(shí)訓(xùn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)就要足夠多，占地面積要足夠大。這往往會(huì)和緊張的建設(shè)經(jīng)費(fèi)、實(shí)訓(xùn)空間發(fā)生矛盾。

（5）個(gè)別實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目在操作中有一定危險(xiǎn)性。如發(fā)動(dòng)機(jī)檢測中高溫液體、高速運(yùn)轉(zhuǎn)中的零部件、高溫有毒的排放氣體、高壓電等，操作不規(guī)范或者流程錯(cuò)誤都會(huì)造成安全事故。

2　仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)及其特點(diǎn)

仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)依托計(jì)算機(jī)軟件、多媒體技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)通訊等，采用計(jì)算機(jī)模擬和實(shí)物相結(jié)合的方式，虛擬現(xiàn)實(shí)，構(gòu)建高度仿真的虛擬實(shí)訓(xùn)環(huán)境和實(shí)訓(xùn)對(duì)象，學(xué)生在虛擬環(huán)境中開展實(shí)訓(xùn)，從而達(dá)到教學(xué)大綱所要求的教學(xué)效果。仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)具有如下特點(diǎn)。

（1）生動(dòng)直觀，易于理解。虛擬仿真實(shí)訓(xùn)能通過立體圖像讓實(shí)訓(xùn)對(duì)象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和抽象原理在形象逼真的動(dòng)畫演示中展現(xiàn)出來，利于學(xué)生理解，對(duì)一些復(fù)雜機(jī)構(gòu)的拆裝可以提高實(shí)訓(xùn)的效率和工作的目的性。

（2）耗費(fèi)低廉，使用成本低。由于多媒體軟硬件購置價(jià)格低廉，軟件的模擬操作可以多班次重復(fù)使用，同時(shí)軟硬件結(jié)合不需要購置多臺(tái)套實(shí)物設(shè)備，節(jié)約空間和實(shí)訓(xùn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi)，使得虛擬仿真實(shí)訓(xùn)的教學(xué)效率高、成本低。

（3）模擬危險(xiǎn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，有效避免事故發(fā)生。操作有一定危險(xiǎn)性的項(xiàng)目前，可以在仿真環(huán)境下多次練習(xí)，通過考核系統(tǒng)或指導(dǎo)老師多次糾錯(cuò)，熟悉操作流程和技術(shù)規(guī)范后再在實(shí)體設(shè)備上進(jìn)行操作，可最大限度避免意外發(fā)生。

（4）大多數(shù)虛擬仿真系統(tǒng)具有良好的兼容性和開放性，可通過軟件升級(jí)或技術(shù)更新及時(shí)補(bǔ)充新技術(shù)、新工藝等，降低在真實(shí)條件下不斷購置新設(shè)備的資金壓力，也有條件讓學(xué)生接觸更多的新技術(shù)、新知識(shí)。

（5）豐富了教學(xué)手段，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)效果。

3　仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)在汽車實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用

（1）在汽車拆裝實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用。以發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝實(shí)訓(xùn)為例，按照傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)方法，一般1臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過3次～4次拆裝，會(huì)基本失去正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的裝配精度，如果組織管理稍有不慎，還會(huì)造成很多零部件和高精度檢測量具損壞。但采用了仿真軟件后讓學(xué)生先在電腦上進(jìn)行仿真拆裝、測量，熟悉基本方法和技術(shù)規(guī)范后再去實(shí)物上進(jìn)行拆裝，提高學(xué)生的操作熟練程度和規(guī)范性，還可避免了由于對(duì)結(jié)構(gòu)不熟悉造成的盲目野蠻拆裝，減少了設(shè)備的損壞，也減少了像清洗劑、潤滑劑等物質(zhì)的消耗。

（2）在汽車維護(hù)實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用。汽車維護(hù)實(shí)訓(xùn)是一個(gè)程序性很強(qiáng)、項(xiàng)目較多的工作，如換冷卻液、換機(jī)油、檢查燈光等，需要多次訓(xùn)練才能記住流程和規(guī)范。操作過程需要對(duì)車輛進(jìn)行大量操作，并需要大量耗材（如機(jī)油、冷卻液、棉紗等），如果操作不熟練會(huì)對(duì)維護(hù)部位造成損壞，對(duì)耗材造成大量浪費(fèi)。在實(shí)訓(xùn)前，通過計(jì)算機(jī)軟件創(chuàng)設(shè)一個(gè)虛擬汽車維護(hù)環(huán)境，讓每一位學(xué)生在實(shí)操之前通過仿真實(shí)訓(xùn)熟悉維護(hù)流程和規(guī)范要求，明確操作的目標(biāo)，既提高了學(xué)習(xí)效率，又能保證每個(gè)學(xué)生能獲得一定感性認(rèn)識(shí)。

（3）在汽車故障診斷與排除實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用。汽車故障診斷和排除實(shí)訓(xùn)要借助一定檢測設(shè)備和工具，通過對(duì)汽車運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的一些技術(shù)參數(shù)的檢查對(duì)比，判斷故障產(chǎn)生的原因并予以排除。汽車結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度高，一個(gè)故障可能會(huì)導(dǎo)致多個(gè)現(xiàn)象產(chǎn)生，特定故障現(xiàn)象重現(xiàn)困難，判斷過程抽象性強(qiáng)。汽車故障診斷與排除實(shí)訓(xùn)過程中可能還會(huì)伴有高溫、高壓、運(yùn)動(dòng)、碰撞、污染物排放等現(xiàn)象發(fā)生，具有一定危險(xiǎn)性，如果教學(xué)設(shè)計(jì)和組織稍有不慎，就會(huì)導(dǎo)致實(shí)訓(xùn)失敗。通過軟硬件結(jié)合的故障診斷排除虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，可以把復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，多次重現(xiàn)某一故障現(xiàn)象，使實(shí)訓(xùn)的結(jié)果具有一致性，利于學(xué)生理解和掌握，同時(shí)也可以避免實(shí)訓(xùn)過程中產(chǎn)生的危險(xiǎn)和環(huán)境污染。

4　結(jié)束語

通過仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)，可以減少對(duì)設(shè)備的損壞和實(shí)訓(xùn)材料消耗，節(jié)約實(shí)訓(xùn)室建設(shè)費(fèi)用，避免實(shí)訓(xùn)中的危險(xiǎn)和環(huán)境污染，有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和理解實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，提高實(shí)訓(xùn)的效果和效率，對(duì)實(shí)訓(xùn)教學(xué)具有極大現(xiàn)實(shí)意義。雖然虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)可在一定程度上提高學(xué)生的動(dòng)手能力，但虛擬仿真實(shí)訓(xùn)本身有一定局限性，并不能完全代替實(shí)物實(shí)訓(xùn)，和真實(shí)條件下的實(shí)訓(xùn)相比，無法獲取體驗(yàn)性技能，如對(duì)壓力、溫度、氣味的感知，對(duì)真實(shí)工具、量具的操作技巧掌握等。仿真實(shí)訓(xùn)在模擬危險(xiǎn)性操作時(shí)不會(huì)造成嚴(yán)重后果，也容易使學(xué)生產(chǎn)生錯(cuò)誤的安全感覺，忽視真實(shí)環(huán)境下操作的安全規(guī)范。所以，在充分利用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)時(shí)，絕對(duì)不能完全依靠仿真技術(shù)，還應(yīng)該注重真實(shí)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)和訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)操技能。