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摘 要：随着计算机软件技术的迅速发展,仿真技术在教学和工业领域得到了广泛的应用.近年来的职业教育教学中,仿真实训教学逐渐走入了各中职和高职院校,该文主要探讨在中等职业教育中,汽车运用与维修专业如何进行仿真实训,才能发挥其在实训教学中的有效性作用.
关 键 词：仿真实训实操实训效率
中图分类号：G433文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）02（a）-0143-02
1汽车专业仿真软件的出现开辟了中等职业学校汽车运用与维修专业实训教学的新时代
中等职业教育是培养技术应用型、技能型人才的教育,是以职业能力培养为主的教育.中等职业技术教育在教学内容上应注重职业的生产过程和实际要求,强调专业教学内容与职业岗位需求的针对性,以职业岗位的需求确定教学内容.《国务院关于大力发展职业教育的决定》中要求,加强职业院校学生实践能力和职业技能的培养,高度重视实践和实训教学环节,大力推行工学结合、校企合作的培养模式.这一决定反映了我国现代化建设的迫切需要,说明我国目前生产一线的技能型人才紧缺问题十分突出.中等职业教育的核心是实训教学,中等职业学校学生技能的体现标志着这所职业学校职业教育水平的高低.
目前中等职业学校汽车运用与维修专业的实训教学可分为师生在实训车间进行的对实际设备操作的硬实训――实操实训,和在计算机房利用仿真软件模拟实训环境进行实训的软实训――仿真实训.汽车专业仿真软件的出现和进一步完善,为中职学校汽车运用于维修专业软实训奠定了软件基础.软件的作者通过计算机建模,将汽车各系统零部件、整车、实训车间及汽车维修检测工具根据需要以二维或者三维图形显示出来,并通过编程对汽车动态运行数据进行仿真,在虚拟实训场景中,实现工具、零件等的实时互动.汽车专业仿真软件可以模拟汽车各系统的工作过程及其工作状态,用户使用仿真软件可以完成汽车运用与维修专业各类仿真实训.例如,汽车零件部件拆装实训、汽车各系统工作原理学习实训、各系统维护与检测实训、各系统故障诊断与排除实训等.汽车仿真软件对汽车专业实训设备和实训环境的高度仿真,给汽车运用与维修专业教学注入了新鲜的血液,开辟了实训教学的新时代.
2汽车专业仿真软件介绍
汽车专业仿真软件不仅能真实展现汽车各零部件的内外部结构、汽车各系统的工作过程,而且可使学生通过手中的鼠标完成汽车各零部件的拆装及汽车各系统故障诊断操作的全过程,让学生清晰的掌握汽车拆装和故障诊断与排除的技术要领,大大缩短学生与生产性实训基地的距离.在汽车专业仿真软件的产品框架中一般应包含有：实训场景、实训项目、常用工具、检测仪器、维修资料、工艺规范等.优秀的汽车专业仿真软件一般具有以下功能.
2.1能够展示汽车各零部件的三维视图
用户可以通过鼠标操作,从各个方向观察零部件的结构,一款优秀的仿真软件还提供主要零部件的透视图,用户通过操作可以清楚地掌握这些零部件的结构,与采用解剖零件观察内部结构相比,利用仿真软件更方便、快捷而且无盲区.
2.2可以进行汽车各系统零部件的模拟拆装
汽车专业仿真软件提供标准的零部件拆装规范和主流完整的汽车维修工具.维修工具包含各种型号的套筒、扳手、钳子及专用工具等.用户可以在场景中使用正确的工具对相应零部件进行拆装.拆卸后的零部件可以放置于零件车中指定位置,也可以从零件车中取出零件进行安装操作.
2.3可以模拟汽车各系统的工作过程
仿真软件可根据需要提供二维或三维虚拟场景,模拟汽车各系统的工作.一般机械系统工作提供三维透视场景,电气系统提供二维场景.用户可以反复观看汽车各系统的工作情况,掌握其工作原理,这项功能是任何硬件实训不能代替的.
2.4真实的故障诊断与排除实训场景
故障诊断与排除实训场景采用二维或三维技术,用户能够通过操作鼠标,打开相应的车门,进入驾驶室,打开引擎盖,打开发动机舱,以及使用虚拟的举升机将车辆举起到规定位置,完成相应的作业.虚拟实训车间包含待测车辆、举升机、工具车、零件车、丰富的维修资料和汽车故障诊断检测仪器.软件提供各种汽车维修资料,包含各种零部件结构与原理、教学教案、维修手册等,同时用户可以自己添加维修资料及教案.汽车诊断检测仪器包括：汽车专用万用表、示波器、原厂专用诊断仪、通用诊断仪、尾气分析仪、燃油压力表、气缸压力表、真空表等多种检测设备.在故障诊断实训场景中,用户利用维修资料和各种仪器设备,可以完成车辆常见的故障诊断实训项目.仿真软件的汽车动态数据模拟引擎,能够对实车动态运行数据进行高度仿真,实现在虚拟场景中的实时互动,甚至能够模拟很多在实车或台架上无法设置的故障.网络版仿真实训软件能够满足多人同时进行实训,保证每个学生有充足的实训时间,也大大提高了汽车故障诊断实训效率.
2.5详细的故障诊断实训报告
在实训场景中,用户能够按照维修手册的标准故障诊断流程进行操作.操作过程能够自动记录或选择记录,对于违规操作进行自动记录,形成详细的故障诊断实训报告.故障诊断实训报告能够显示故障诊断实训整个过程,包含前期准备、安全检查、仪器连接、读取故障码、读取动态数据流、目视检查、确认故障症状、元件检测及安装状态检查、电路检查、故障点确认和排除、文明安全作业等项目.这样,可以实现仿真实训考核智能化,用户可以通过反复进行仿真实训,发现实训过程中的错误,逐步改正,直至完全达标.
2.6后台管理功能
仿真实训软件具有后台管理功能,包含学生信息管理、实训作业布置、实训记录管理和维修资料管理,实现管理智能化,便于教师掌握学生实训的情况.
3汽车运用与维修专业仿真实训的有效性作用
中职学校的生源主要来自初中毕业没能考取普通高中的学生.这些学生基础知识薄弱,他们排斥理论学习,喜欢实践操作,并且他们熟悉计算机软件的各种交互方式,对软件的使用有着浓厚的兴趣.因此,利用汽车仿真软件进行仿真实训,不仅能提高学生学习的主动性,还能使学生快速的掌握所学的知识,成为学习的主体,具体做法在以下几个方面.3.1理论教学与仿真实训一体化
目前,对于汽车运用与维修专业的理论课教学,教师主要靠板书和多媒体课件进行知识的讲解,多媒体课件的使用使传统的教学不再枯燥,抽象,一定程度上提高了学生学习积极性以及课堂教学的效果,但是教师在制作多媒体课件时,受到计算机专业技术的制约,他们制作的课件具备演示功能,不具备操作功能.这样,在理论课的教学中做不到“做中学,做中教”,师生互动还是限于教师提问学生回答.而汽车专业仿真实训软件交互功能强大,如果仿真实训走入理论课教学课堂,在教师授课的恰当时间安排相关项目的仿真实训操作,并且回收实训效果,这样教师就能更好的掌握每位学生的学习状况,教学更具针对性.学生在课堂上就能将与理论知识相关的实训项目进行仿真操作训练,及时掌握所学内容的重点和难点,个人成就感增强,学习的积极性大大提高.例如,笔者在讲授《汽车电气设备构造与维修》中起动机结构时,讲到起动机的零部件结构,穿插起动机结构认识仿真实训,学生每人一台计算机,利用鼠标360°旋转零件,观察起动机每个零部件的三维视图,牢固掌握每个零部件的结构.全部结构讲完,及时进行起动机拆装仿真实训,熟悉掌握起动机的拆装工艺.由于仿真实训容易实现恰当的人机比例,而且损耗少,操作方便,单位时间内操作次数比实物操作增加很多,学生对所讲的内容记忆和理解更加深刻,对知识的掌握更加牢固.又由于学生对计算机软件的交互操作兴趣浓厚,仿真实训还能够提高学生的学习兴趣、学习的主动性和积极性.教师则可以通过网络回收学生的操作成绩,及时发现学生的问题,共性问题统一解答,个性问题单独指导,这样课堂教学的效果、效率大大提高.
3.2在实操实训之前进行仿真实训
笔者在对我省中职汽车运用与维修专业实训教学调研中发现,该专业实操实训教学中普遍存在以下问题：
（1）实操实训初期,学生对工具、设备、实训车间环境及实训项目生疏,操作不当,易发生安全事故.如果损坏价格昂贵的设备还会造成较大的经济损失.例如,操作举升机升降车辆时,举升机未锁止前学生不能站立于车辆的底盘下面,对其进行操作,防止车辆降落伤人.汽车检测设备如解码器、示波器等价格比较昂贵,如果在通电的状态下插拔其电源线和数据线等,容易造成设备损坏,带来经济损失.
（2）实训设备数量不足.由于汽车专业实训教学设备价格比较高,体积大,所以在设备采购及布置时受经济条件和实训车间空间的制约,不能实现一人一台设备,这样就不能保证实训期间每一位同学都能进行操作,大大降低了每位学生实操次数,不利于学生快速掌握实训操作技能.
（3）实操实训在教师进行教学示范时,可视范围小.
如果教师在实训车间授课,只有距离指导教师较近的几名同学能较好地看到教师的示范操作,为了提高学生实操的效率,大部分学校采取给一个教学班配备两名或两名以上的双师型教师指导实训课程,但由于双师型教师数量的不足,师生比例不能达到最佳,大大降低了实训效率.
（4）实操实训设备使用及维护费用高,经济性不好.
仿真实训需要的硬件设备主要是计算机和网络,它的维护费用低,仿真实训时零部件的拆装、车辆各系统的检修均不会造成硬件的损耗,经济性好.基于资源共享的原则,中职院校学生在仿真实训室容易达到一人一机,这样,在仿真实训期间,每位学生都可进行实训操作,缓解了实训设备数量的不足.在实操实训之前,实训教师利用仿真软件进行设备工具的使用和实操实训项目的教授及训练,既避免了学生实操训练时发生安全事故,也解决了实操实训教学示范可视范围小的问题,大大减轻教师在实操实训时的授课压力.而且在实操实训之前进行足够的仿真实训,学生熟练地掌握了实操项目的正确操作过程,可以减少实操训练时的操作失误,大大提高了实训效率和效果.