“理虛實一體化”教學模式在汽修實訓課的實踐研究

周宜欣 周玉輝 肖雨 謝東

摘要：隨著我國經(jīng)濟水平的提升，汽車逐漸成為了家庭必需品，我國汽車數(shù)量連年攀升，這給汽修行業(yè)帶來的發(fā)展的春天。隨著汽車發(fā)動機技術(shù)革新，維修成本和難度也逐年提升，中職汽修專業(yè)要結(jié)合行業(yè)前景，積極構(gòu)建“理虛實一體化”教學模式，運用現(xiàn)代化虛擬仿真平臺開展教學，模擬不同型號發(fā)動機結(jié)構(gòu)，讓學生進行線上模擬維修操作，積極和汽車4S店和生產(chǎn)廠家開展合作，讓學生了解不同型號汽車發(fā)動機構(gòu)造、常見故障和維修技巧，全面提升學生就業(yè)競爭力。

關(guān)鍵詞：汽車發(fā)動機;中職汽修;理虛實一體化;實訓教學

中圖分類號：G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）16-0236-02

0? 引言

發(fā)動機是汽車的“心臟”，也是汽車動力的來源，隨著發(fā)動機技術(shù)的更新?lián)Q代，發(fā)動機內(nèi)部構(gòu)造再進一步優(yōu)化，各大汽車生產(chǎn)商都在改進發(fā)動機構(gòu)造，已達到降低油耗、提升起步速度的目標。汽車發(fā)動機造價比較昂貴，中職學校辦學資金有限，很難購買當下最新的發(fā)動機型號，汽車發(fā)動機構(gòu)造與維修實訓教學面臨著很多障礙?！袄硖搶嵰惑w化”教學模式指的是理論、虛擬仿真系統(tǒng)教學和實訓教學的有機融合，可以幫助中職汽修專業(yè)教師解決實訓教學難題，教師可以先講解不同型號發(fā)動機構(gòu)造，可以借助微課和三維立體繪圖軟件講解發(fā)動機內(nèi)部構(gòu)造，強化學生對發(fā)動機結(jié)構(gòu)的記憶;運用虛擬仿真系統(tǒng)開展維修實訓，模擬出不同型號發(fā)動機，學生進行線上模擬發(fā)動機拆裝、維修流程;組織學生到汽車4S店和生產(chǎn)廠家開展崗位實訓，運用虛擬仿真系統(tǒng)導入真實的發(fā)動機維修案例，讓學生跟隨汽修師傅學習發(fā)動機維修技術(shù);運用虛擬仿真平臺模擬發(fā)動機檢測和維修流程，讓學生掌握最新汽修技術(shù)。

1? 中職汽修專業(yè)《汽車發(fā)動機構(gòu)造與維修》實訓教學現(xiàn)狀

1.1 辦學資金有限，發(fā)動機型號比較老舊

中職學校辦學資金有限，用于實訓基地建設(shè)、采購設(shè)備和虛擬仿真系統(tǒng)建設(shè)的資金比較有限，再加上汽車發(fā)動機造價昂貴，學校采購的發(fā)動機都比較老舊，且發(fā)動機數(shù)量也比較少。例如很多中職學校汽修專業(yè)基地只有幾臺發(fā)動機，很多發(fā)動機還是幾十年前的型號，并不是當下主流發(fā)動機，例如部門學校還在用化油器式的發(fā)動機，但是現(xiàn)在大多數(shù)汽車已經(jīng)采用了油門閥體和電子燃油噴射系統(tǒng)，陳舊的發(fā)動機影響了實訓教學效果。

1.2 教師缺少專業(yè)汽修經(jīng)驗，影響教學效果

汽修是一門實踐性很強的專業(yè)，中職學校汽修專業(yè)教師主要是以高等院校相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生為主，很少有教師具備充足的汽修實踐經(jīng)驗，“雙師型”汽修教師還是比較缺乏的。例如很多教師對不同類型汽車配置、性能和發(fā)動機型號都比較熟悉，但是參與汽車發(fā)動機維修的實踐機會比較少，對一些最新型號發(fā)動機內(nèi)部構(gòu)造、信息化檢測設(shè)備和維修技術(shù)都缺乏足夠的了解，無法把最新的發(fā)動機技術(shù)融入到維修教學中。

1.3 實訓教學資源老舊，信息化程度不高

中職汽修專業(yè)實訓教學主要還是以發(fā)動機拆裝和模擬維修為主，部分教師會運用微課和PPT來開展教學，但是很少有學校開設(shè)虛擬仿真實訓平臺，實訓教學信息化程度不高。汽車發(fā)動機構(gòu)造比較復雜，單純看平面圖或文字很難闡述汽車發(fā)動機運行原理，教師可以積極嘗試虛擬仿真實訓平臺，模擬汽車發(fā)動機點火系統(tǒng)、曲柄連桿裝置等發(fā)動機內(nèi)部構(gòu)造，讓學生開展動態(tài)化模擬操作，讓虛擬仿真技術(shù)提升汽修專業(yè)實訓教學效果。

2? 中職汽修專業(yè)“理虛實一體化”教學模式解讀

2.1 積極打造虛擬仿真教學平臺

虛擬仿真技術(shù)是一種全新的信息化教學平臺，可以模擬不同的教學場景、設(shè)置不同的教學任務(wù)，讓學生進行線上學習和模擬操作。例如教師可以利用專業(yè)的汽車維修虛擬仿真軟件構(gòu)建三維立體汽車模型，模擬汽車發(fā)動機點火裝置工作流程，汽車渦輪壓縮空氣的流程，讓學生動態(tài)化學習發(fā)動機的工作流程，為汽修實訓教學注入新的活力。

2.2 搜集不同型號汽車發(fā)動機信息化資源

教師可以利用虛擬仿真平臺導入更多最新的美系車、日系車和歐系車發(fā)動機型號，讓學生盡快熟悉當下最新的發(fā)動機技術(shù)，彌補中職學校發(fā)動機設(shè)備不足的問題。例如教師可以搜集日系豐田車不同發(fā)動機型號，例如豐田KR系列，這是豐田公司型號最小的發(fā)動機，模擬出它的1.0L三氣缸，適用于節(jié)油要求比較高的車型和微型車，讓學生更為全面了解發(fā)動機構(gòu)造和性能。

2.3 促進理論、虛擬仿真和實訓教學的深度融合

教師可以利用“理虛實一體化”教學模式來開展教學，運用虛擬仿真技術(shù)模擬發(fā)動機整體拆裝、傳動皮帶拆裝空氣濾清器檢車等教學項目，讓學生在虛擬仿真技術(shù)上進行模擬操作，提升實訓教學針對性。例如教師可以創(chuàng)設(shè)豐田卡羅拉（花冠1ZZ）1ZR-FE電控發(fā)動機進行拆裝情境，讓學生快速熟悉這類發(fā)動機輪速檢測裝置、ABS液壓單元、液壓單元總成和盤式制動器等內(nèi)部零部件，為后續(xù)維修教學做好準備。

2.4 有效減少發(fā)動機實訓設(shè)備損耗

汽車發(fā)動機是一種精密儀器，如果頻繁拆卸發(fā)動機，很容易造成發(fā)動機損傷，加劇中職學校汽修專業(yè)發(fā)動機緊缺問題。虛擬仿真技術(shù)為發(fā)動機構(gòu)造和維修教學提供了更多選擇，學生可以實現(xiàn)一人一臺發(fā)動機，在虛擬仿真系統(tǒng)上進行重復性拆裝和維修訓練，讓學生對發(fā)動機構(gòu)造和維修技術(shù)更加了如指掌，避免學生因為不熟悉發(fā)動機構(gòu)造而損害發(fā)動機。

3? 中職汽修專業(yè)《汽車發(fā)動機構(gòu)造與維修》理虛實一體化教學策略

3.1 精心制作微課，講解不同發(fā)動機型號

微課是虛擬仿真實訓教學平臺的第一步，教師可以根據(jù)教學內(nèi)容來制作微課，提煉出汽車不同發(fā)動機型號特點，并把這些理論知識點轉(zhuǎn)化為微課，指導學生快速熟悉發(fā)動機構(gòu)造。例如教師可以分別展示日系、歐美系發(fā)動機，選取豐田汽車發(fā)動機和美國福特車發(fā)動機進行講解，讓學生了解這兩大主流汽車發(fā)動機內(nèi)部構(gòu)造。例如豐田汽車目前最常用的是雙VVT-I發(fā)動機，常見的4缸、6缸和8缸，采用的是進排氣門智能正時可變控制系統(tǒng)，講解內(nèi)部各個氣缸的連接方式、重點是介紹可變氣門結(jié)構(gòu)，用微課模擬出可變氣門工作流程，讓學生了解這一技術(shù)對提升發(fā)動機的扭矩和功率的重要性。EcoBoost發(fā)動機是福特汽車新動力技術(shù)代表之一，教師可以用微課介紹這一發(fā)動機先進的燃油缸內(nèi)直噴、渦輪增壓和雙獨立可變氣門正時系統(tǒng)，讓學生從外觀上就可以區(qū)分這兩種類型的發(fā)動機，重點介紹它的四缸發(fā)動機，渦輪增加系統(tǒng)運作，讓學生對比日系車和美系車發(fā)動機的優(yōu)缺點，讓學生更加了解發(fā)動機構(gòu)造，為下一步發(fā)動機拆裝和維修實訓教學奠定堅實基礎(chǔ)。

3.2 構(gòu)建虛擬仿真教學平臺，模擬發(fā)動機拆裝過程

教師可以在虛擬仿真平臺上設(shè)計不同的拆裝項目，學生像闖關(guān)賽一樣逐個攻克，讓學生快速熟悉發(fā)動機拆裝路程。例如教師可以設(shè)計大眾汽車發(fā)動機拆裝任務(wù)，先為學生進行線上模擬出操作演示，再安排學生進行線上獨立操作練習。學生根據(jù)教師演示操作進行訓練，先把發(fā)動機直立放置，拆下進氣、排氣管和氣缸蓋出水管，緊接著打開氣缸蓋罩，分別拆下曲軸管通風管、推桿、挺趕，并標記出相應(yīng)序號。拆卸氣缸是要輕拿輕放，取下氣缸蓋和襯墊，取下缸蓋上的螺栓和螺母，用木槌輕輕敲擊缸蓋四周。第二步則是把發(fā)動機側(cè)放，檢車離合器蓋和飛輪上的編號，轉(zhuǎn)動曲軸飛輪，輕輕取下離合器總成，緊接著取下啟動爪的鎖緊墊片，慢慢拆下鎖片、曲軸皮帶輪和減震器。學生緊接著拆下氣門組，先用尖嘴鉗取下鎖銷，然后再放松壓縮氣門彈簧，取下各缸的進、排氣門，并按照拆卸順序放好，再取下齒輪室蓋子和油底殼，拆卸連桿裝置，先取下連桿螺母、連桿軸承蓋和軸承，從缸體中取出活塞連桿總成，并對連桿螺栓和螺母進行標記。學生可以在虛擬仿真平臺上進行自主練習，不斷進行拆裝訓練，系統(tǒng)可以根據(jù)學生拆裝操作進行打分，學生也可以看到自己操作中存在的問題，進一步提升學生的實操能力。

3.3 設(shè)計虛擬發(fā)動機維修場景，提升學生操作能力

教師可以把汽車4S店或汽修廠維修案例導入虛擬仿真平臺，讓學生根據(jù)汽車故障測試數(shù)據(jù)和異?，F(xiàn)象進行判斷，讓學生嘗試自主制定發(fā)動機維修方案。例如教師把汽車故障視頻上傳到虛擬仿真平臺，設(shè)計了發(fā)動機不能啟動和油量消耗異常的故障，學生在線上設(shè)計維修方案。例如學生可以用電子故障檢測儀器對汽車進行檢測，根據(jù)故障碼找到故障原因，如果發(fā)動機故障碼正常，并可以啟動，則優(yōu)先檢查電子線路、空氣導管和空氣濾清器，如果發(fā)動機火花不良是，則是要對點火線圈、電子點火器和分電器等進行檢查，確定最終故障。教師要鼓勵學生提出不同的維修方案，并把自己的虛擬維修操作視頻上傳到平臺，教師對各個學生維修方案和操作進行點評，也可以組織學生對同學提出的維修方案進行驗證，鼓勵學生在虛擬仿真平臺上進行操作，進一步提升學生的實操能力和維修技能，為后續(xù)學生就業(yè)奠定良好基礎(chǔ)。

3.4 深化校企合作，融入發(fā)動機維修案例

中職學?？梢匝垖I(yè)汽修師傅參與教學，讓汽修師傅降級專業(yè)汽車虛擬仿真系統(tǒng)操作以及最為實用的維修技術(shù)，并分享一些發(fā)動機維修案例。例如學校和汽修廠、4S店可以聯(lián)合開發(fā)虛擬仿真平臺，通過VR投影技術(shù)把汽修廠維修現(xiàn)場直接導入虛擬仿真平臺，學生可以在線觀看汽修師傅維修過程，進一步豐富《汽車發(fā)動機構(gòu)造與維修》課程實訓教學內(nèi)容。學生佩戴上VR眼鏡后可以觀看維修操作，例如如何拆卸發(fā)動機，如何使用電子故障檢測儀器，如何確定故障原因，例如汽修師傅針對發(fā)動機過熱的問題進行了檢測和維修，發(fā)動機一直處于高速高速運轉(zhuǎn)中，隨著渦輪增加加大和空氣進入，很容易出現(xiàn)冷卻液溫度過高的問題，一旦冷卻溫度超出正常值，發(fā)動機不能正常散熱，將導致發(fā)動機過熱，影響發(fā)動機正常工作。針對這類故障，我們需要快速檢查發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，檢查它的節(jié)溫器、散熱器、風扇和水箱，查看是否存在破損零部件，并及時清理水箱和風扇上的雜物。虛擬仿真技術(shù)為校企合作提供了新的渠道，學?？梢酝ㄟ^虛擬仿真技術(shù)把最新的汽修技術(shù)融入實訓教學，讓學生勝任汽修師傅崗位。

4? 結(jié)語

中職學校要積極打造汽修專業(yè)虛擬仿真實訓平臺，邀請汽修企業(yè)參與平臺建設(shè)，把汽修企業(yè)最新的發(fā)動機型號、發(fā)動機維修技術(shù)融入實訓，為學生提供線上模擬實訓機會。學生可以在虛擬仿真視頻平臺上學習各種不同型號發(fā)動機構(gòu)造、常見故障及維修技術(shù)，進行重復性模擬操作，還可以觀看專業(yè)汽修師傅維修操作視頻，全面提升自身就業(yè)競爭力。

參考文獻：

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