信息技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)理實(shí)一體化教學(xué)中的應(yīng)用探討

【摘要】隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，仿真技術(shù)慢慢走進(jìn)了職業(yè)教育者的眼中，成為汽車(chē)維修專(zhuān)業(yè)中職教育的有力助手。在實(shí)際教學(xué)中，通過(guò)操作仿真對(duì)即將進(jìn)行拆裝的內(nèi)容結(jié)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)識(shí)，并仿真操作拆、測(cè)、裝等步驟，然后進(jìn)行實(shí)訓(xùn)操作，從而解決了理論教學(xué)中因?yàn)閮?nèi)部結(jié)構(gòu)原理講解不直觀，學(xué)生難理解;實(shí)訓(xùn)教學(xué)中因?yàn)閷W(xué)生認(rèn)識(shí)不全面、操作不當(dāng)而導(dǎo)致設(shè)備損壞嚴(yán)重等問(wèn)題。本文就實(shí)際教學(xué)中仿真技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例來(lái)探討計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù)? 發(fā)動(dòng)機(jī)? 理實(shí)一體化教學(xué)? 應(yīng)用研究

【課題項(xiàng)目】福建省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃 2020 年度課題《信息技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)理實(shí)一體化教學(xué)中的應(yīng)用研究》，立項(xiàng)批號(hào)：FJJKZJ20-1360。

【中圖分類(lèi)號(hào)】G712 ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2021）30-0052-02

國(guó)務(wù)院印發(fā)《國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》指出，沒(méi)有職業(yè)教育現(xiàn)代化就沒(méi)有教育現(xiàn)代化。教育部《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》指出，到2022年基本實(shí)現(xiàn)“三全兩高一大”的發(fā)展目標(biāo)，即教學(xué)應(yīng)用覆蓋全體教師、學(xué)習(xí)應(yīng)用覆蓋全體適齡學(xué)生、數(shù)字校園建設(shè)覆蓋全體學(xué)校，信息化應(yīng)用水平和師生信息素養(yǎng)普遍提高，建成“互聯(lián)網(wǎng)+教育”大平臺(tái)，推動(dòng)從教育專(zhuān)用資源向教育大資源轉(zhuǎn)變、從提升師生信息技術(shù)應(yīng)用能力向全面提升其信息素養(yǎng)轉(zhuǎn)變、從融合應(yīng)用向創(chuàng)新發(fā)展轉(zhuǎn)變，努力構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”條件下的人才培養(yǎng)新模式、發(fā)展基于互聯(lián)網(wǎng)的教育服務(wù)新模式、探索信息時(shí)代教育治理新模式。無(wú)論是全國(guó)職業(yè)院校教師信息化比賽，還是教學(xué)能力比賽，都離不開(kāi)信息化手段的應(yīng)用，均考察教師如何將信息技術(shù)融合到教學(xué)中，如何有效應(yīng)用到教學(xué)設(shè)計(jì)中去。信息化建設(shè)也是近幾年福建省職業(yè)教育改革發(fā)展示范校、示范校現(xiàn)代職業(yè)院校建設(shè)、高水平職業(yè)院校和高水平專(zhuān)業(yè)群建設(shè)的重要任務(wù)。職業(yè)院校的信息化建設(shè)已經(jīng)從“重硬件建設(shè)”向“重軟件應(yīng)用”轉(zhuǎn)變，已經(jīng)成為推動(dòng)職業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手，成為提升學(xué)校治理能力、“三教改革”和教育教學(xué)水平的有效手段。職業(yè)院校理實(shí)一體化教學(xué)是經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明的一種有效的教學(xué)方法，信息技術(shù)在理實(shí)一體化教學(xué)中的應(yīng)用，必將更好地促進(jìn)“三教改革”，推動(dòng)課堂革命，引導(dǎo)學(xué)生有效學(xué)習(xí)，更好地培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)技能型人才。

一、核心概念

（1）信息技術(shù)：在傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上，能直觀呈現(xiàn)教學(xué)細(xì)節(jié)、突破重難點(diǎn)、提高學(xué)習(xí)效率的技術(shù)稱(chēng)為信息技術(shù)，主要包括圖片、微課視頻、多媒體課件、仿真操作軟件、數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)、直播軟件等。

（2）理實(shí)一體化教學(xué)：在發(fā)動(dòng)機(jī)教學(xué)實(shí)施的環(huán)節(jié)中，將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)融合，在講解理論的過(guò)程中開(kāi)展實(shí)操，使直觀與抽象的教學(xué)方式交錯(cuò)出現(xiàn)，充分發(fā)揮學(xué)生主體、教師主導(dǎo)的優(yōu)勢(shì)，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做同時(shí)進(jìn)行的效果，提高教學(xué)質(zhì)量。

（3）信息技術(shù)與理實(shí)一體化教學(xué)的融合：在理論學(xué)習(xí)過(guò)程中，針對(duì)抽象的發(fā)動(dòng)機(jī)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，在傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上借助圖片、動(dòng)畫(huà)等信息化手段直觀呈現(xiàn)，學(xué)生能快速掌握結(jié)構(gòu)原理，然后進(jìn)行仿真操作學(xué)習(xí)步驟，最后按照步驟進(jìn)行實(shí)操，從而掌握發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理、拆裝與檢測(cè)方法。

二、國(guó)內(nèi)外同一研究領(lǐng)域現(xiàn)狀與研究?jī)r(jià)值

在國(guó)外，虛擬仿真技術(shù)在汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)很成熟，但更多的是應(yīng)用在汽車(chē)的研發(fā)、設(shè)計(jì)以及故障診斷方面，比如在自動(dòng)變速箱的故障仿真方面就做得非常突出。而當(dāng)前，我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真在各行各業(yè)的應(yīng)用也逐漸增多。近年來(lái)，計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)在教育教學(xué)中慢慢凸顯出來(lái)，尤其在一些機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中。據(jù)悉，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)等高等院校的車(chē)輛專(zhuān)業(yè)已率先創(chuàng)辦了在虛擬仿真技術(shù)的軟硬件條件下的實(shí)訓(xùn)室，來(lái)輔助車(chē)輛專(zhuān)業(yè)課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)。

國(guó)內(nèi)很多科技有限公司陸續(xù)開(kāi)發(fā)了很多虛擬仿真軟件來(lái)技術(shù)支持虛擬仿真技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用。借此，高等職業(yè)院校及中職院校也陸續(xù)把目光聚焦于此，但在中職學(xué)校，有些學(xué)校為實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所采購(gòu)了部分虛擬仿真軟件，也有嘗試將其應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)，但目前還缺少相關(guān)的系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式及相關(guān)教學(xué)課程體系。因此，該課題研究具有極大的研究空間，對(duì)汽車(chē)維修專(zhuān)業(yè)的實(shí)際教學(xué)極大的實(shí)用價(jià)值。

就現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)訓(xùn)課程中遇到的問(wèn)題，如在校學(xué)生人數(shù)太多，無(wú)法實(shí)現(xiàn)學(xué)生全部參與;學(xué)生由于操作次數(shù)頻繁及失誤對(duì)教學(xué)資源的損壞，損耗巨大，增大教學(xué)設(shè)施成本等急需解決問(wèn)題，嘗試引進(jìn)仿真技術(shù)，讓學(xué)生在仿真軟件上操作規(guī)范化后再實(shí)操，將汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)與仿真技術(shù)有機(jī)融合，考查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果及對(duì)現(xiàn)有教學(xué)問(wèn)題的解決效果。

三、信息技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)理實(shí)一體化教學(xué)中的應(yīng)用案例

信息技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)理實(shí)一體化教學(xué)中，都得到廣泛運(yùn)用，其中在發(fā)動(dòng)機(jī)的拆裝教學(xué)中，表現(xiàn)尤為突出。針對(duì)現(xiàn)階段大班課程中，發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝實(shí)訓(xùn)教學(xué)中仍存在工位不夠，很多同學(xué)在課堂上閑置狀態(tài)。此外，更嚴(yán)重的就是由于學(xué)生對(duì)拆裝步驟不熟，動(dòng)作不規(guī)范而造成工具機(jī)器的損壞較嚴(yán)重，而仿真技術(shù)很好地解決了這些問(wèn)題。

（一）案例課題1：汽缸蓋的拆裝

汽缸蓋的拆裝，是比較簡(jiǎn)單的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，但由于拆裝過(guò)程中用到的扭矩較大，所以經(jīng)常會(huì)造成螺栓的滑絲、損壞。而仿真技術(shù)，用計(jì)算機(jī)創(chuàng)建一個(gè)虛擬的仿真場(chǎng)景，學(xué)生可以通過(guò)仿真選取工具進(jìn)行拆裝仿真，而整個(gè)仿真操作過(guò)程中，有規(guī)范的步驟引導(dǎo)，如出現(xiàn)錯(cuò)誤則不能進(jìn)行下一步。在操作過(guò)程中也會(huì)規(guī)范操作動(dòng)作。比如，拆卸和安裝螺栓時(shí)，套筒應(yīng)與螺栓安裝面垂直且螺栓帽完全套入套筒內(nèi)，如操作過(guò)程中，套筒位置不到位則會(huì)有警示音，不能繼續(xù)操作。當(dāng)學(xué)生在仿真軟件上能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)再進(jìn)行實(shí)際操作，這樣就很大程度規(guī)范了操作動(dòng)作，降低了不必要的損耗。

（二）案例課題2：氣缸圓柱度的測(cè)量

氣缸圓柱度的測(cè)量課題實(shí)施過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)難點(diǎn)較多，第一，測(cè)量步驟繁瑣，學(xué)生不易掌握;第二，需要用到的量具較多，學(xué)生在組裝、讀數(shù)方面都需反復(fù)練習(xí);第三，量缸表在氣缸內(nèi)垂直度及上中下幾個(gè)關(guān)鍵位置的把握都有困難，需要反復(fù)練習(xí)。而傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教具有限，量具又是精密儀器，稍有操作不當(dāng)，容易損壞，導(dǎo)致要達(dá)到對(duì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容完全掌握的教學(xué)目標(biāo)非常耗時(shí)耗設(shè)備。而本課題研究過(guò)程中，引入信息技術(shù)，通過(guò)微課視頻、仿真技術(shù)，讓學(xué)生在課前、課中、課后“三課堂”對(duì)以上難點(diǎn)反復(fù)學(xué)習(xí)、吸收，熟悉操作步驟。尤其通過(guò)仿真技術(shù)，去反復(fù)練習(xí)量缸表安裝的預(yù)緊力，在氣缸內(nèi)垂直度的把握，經(jīng)教學(xué)實(shí)施，均達(dá)到良好的效果。

（三）案例課題3：發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)大小循環(huán)的控制件-節(jié)溫器

發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的學(xué)習(xí)中，大小循環(huán)的學(xué)習(xí)是重中之重，而大小循環(huán)的關(guān)鍵零部件就是節(jié)溫器。教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)動(dòng)畫(huà)呈現(xiàn)講解了大小循環(huán)的工作過(guò)程及節(jié)溫器的工作原理，但學(xué)生還是不能真正理解實(shí)際工作中大小循環(huán)在節(jié)溫器殼體中的實(shí)際水路。探究其原因，在于節(jié)溫器的大小循環(huán)控制，不僅需要理解節(jié)溫器的工作原理，還需要與節(jié)溫器殼體相結(jié)合，形成主副閥門(mén)的水路。此時(shí)，借助仿真技術(shù)，通過(guò)建模呈現(xiàn)出真實(shí)的場(chǎng)景，模擬真實(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況、不同水溫下節(jié)溫器的工作過(guò)程，真實(shí)呈現(xiàn)大小循環(huán)的切換過(guò)程，從而更好地讓學(xué)生理解了大小循環(huán)的真實(shí)水路。

四、信息技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)理實(shí)一體化教學(xué)中所達(dá)到的效果

將信息技術(shù)充分應(yīng)用到發(fā)動(dòng)機(jī)課程的教學(xué)中，達(dá)到了預(yù)期的效果：

（1）調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性?，F(xiàn)在中職學(xué)生往往熱衷于網(wǎng)絡(luò)游戲，而仿真軟件就像一款網(wǎng)絡(luò)游戲一樣，帶有一定的趣味性，又具有專(zhuān)業(yè)性，操作過(guò)程中學(xué)生必須開(kāi)動(dòng)腦筋認(rèn)真分析問(wèn)題，從而才能準(zhǔn)確地解決問(wèn)題，予樂(lè)于教，大大提高了學(xué)生的主動(dòng)性。

（2）解決了教學(xué)中的重難點(diǎn)。通過(guò)仿真軟件的，不僅在課堂上幫助教師呈現(xiàn)重難點(diǎn)，學(xué)生更易理解重難點(diǎn)，還使實(shí)訓(xùn)內(nèi)容變得可預(yù)習(xí)、可復(fù)習(xí)，使得重難點(diǎn)得以充分鞏固，從而突破教學(xué)重難點(diǎn)。

（3）解決了教學(xué)場(chǎng)地和設(shè)備問(wèn)題。學(xué)生通過(guò)仿真軟件操作熟練后再進(jìn)行實(shí)際操作，提高了操作效率，節(jié)省了實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地，降低了實(shí)訓(xùn)設(shè)備的損耗。

（4）減輕了教師的負(fù)擔(dān)。教師可根據(jù)仿真軟件后臺(tái)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)學(xué)生的操作過(guò)程，在實(shí)操過(guò)程中能有針對(duì)性的指導(dǎo)，相對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式，大大提高了教師指導(dǎo)效率，從而減輕了教師負(fù)擔(dān)。

五、結(jié)語(yǔ)

仿真技術(shù)只是模擬了真實(shí)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備，就目前技術(shù)層面的水平來(lái)講，還達(dá)不到與真實(shí)實(shí)訓(xùn)設(shè)備完全一致。因此，它現(xiàn)在還只能是一種較好的、較為先進(jìn)的輔助教學(xué)手段，在提高教學(xué)效率、節(jié)約實(shí)訓(xùn)成本方面，在汽修教學(xué)中具有舉足輕重的作用。但要練到更為扎實(shí)地掌握汽車(chē)維修技術(shù)，還要積極引導(dǎo)學(xué)生在仿真技術(shù)的基礎(chǔ)上，在真實(shí)的汽車(chē)實(shí)訓(xùn)中苦練專(zhuān)業(yè)技術(shù)。當(dāng)然，在未來(lái)的中等職業(yè)學(xué)校汽車(chē)維修專(zhuān)業(yè)教學(xué)中，隨著這一技術(shù)的不斷發(fā)展完善，引進(jìn)汽修仿真技術(shù)將會(huì)很好地把汽車(chē)的各個(gè)零部件的構(gòu)成、技術(shù)分解、性能檢驗(yàn)、技術(shù)調(diào)整以及拆卸與裝配等環(huán)節(jié)緊密結(jié)合起來(lái)。借助現(xiàn)代信息技術(shù)裝備來(lái)虛擬和再現(xiàn)這些場(chǎng)景，可以使得學(xué)生更加靈活地對(duì)汽車(chē)構(gòu)造原理和維護(hù)操作技術(shù)進(jìn)行模擬訓(xùn)練，更好地掌握實(shí)際操作的技術(shù)與方法，掌握學(xué)習(xí)訓(xùn)練的要領(lǐng)。既然運(yùn)用現(xiàn)代仿真技術(shù)在中等職業(yè)學(xué)校汽車(chē)維修專(zhuān)業(yè)教學(xué)中可以有效縮短汽修技術(shù)工人的培養(yǎng)時(shí)間，減少教學(xué)實(shí)習(xí) 場(chǎng)地與訓(xùn)練器材等的投入費(fèi)用，具有良好的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益，那么在實(shí)際教學(xué)實(shí)踐中何樂(lè)而不為呢？

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

陳惠群（1969年-），男，漢族，福建泉州人，高級(jí)講師，工學(xué)學(xué)士，研究方向?yàn)橹新毥逃?、理?shí)一體化教學(xué)模式。