基于虛擬仿真技術(shù)的汽車電器實(shí)訓(xùn)教學(xué)方法探討

吳強(qiáng)+提學(xué)超

摘 要：在實(shí)訓(xùn)教學(xué)方面，高職院校的學(xué)生要遠(yuǎn)多于本科院校，而傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)在成本、安全、工位利用率等具有一定的局限性。本文在此基礎(chǔ)上，利用汽車虛擬仿真教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)高職院校的實(shí)訓(xùn)教學(xué)方法進(jìn)行了一定探討，也對(duì)高職院校在技能型人才培養(yǎng)方面做出了摸索。

關(guān)鍵詞：高職教學(xué)；虛擬仿真；汽車電器

1 引言

伴隨著信息時(shí)代的到來，汽車中電子電器產(chǎn)品愈來愈多，并向著集成化、整體化發(fā)展，這些技術(shù)推動(dòng)了汽車智能化的前進(jìn)步伐，同時(shí)增加了汽車維修的難度，因此對(duì)這類人才的培養(yǎng)已刻不容緩。目前，汽車維修人才的主要培養(yǎng)陣地來自于高職院校，但如今汽車電器越來越復(fù)雜、更新?lián)Q代又快，傳統(tǒng)的電器實(shí)訓(xùn)在大面積教學(xué)上存在著一定困難。隨著虛擬技術(shù)的發(fā)展，仿真教學(xué)開始發(fā)揮出了其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，借助仿真教學(xué)平臺(tái)，可以輕松的完成教學(xué)對(duì)象的升級(jí)更新，大大的增加學(xué)生的練習(xí)時(shí)間，同時(shí)還可節(jié)省大量的教學(xué)成本，減少實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的安全事故。

2 汽車電器仿真教學(xué)平臺(tái)簡介

仿真教學(xué)也稱為模擬教學(xué)，汽車電器仿真就是利用計(jì)算機(jī)來模擬汽車車身的真實(shí)構(gòu)造，設(shè)置汽車各類電器部件的安裝位置和操作，并配有相關(guān)的電器故障檢測(cè)儀器來檢測(cè)電路和進(jìn)行故障診斷，從而根據(jù)所測(cè)試的數(shù)據(jù)與檢測(cè)結(jié)果來判斷汽車的故障所在并進(jìn)行排除。本文所使用的汽車電器仿真教學(xué)軟件為景格汽車仿真教學(xué)軟件，軟件登錄后的界面如圖1所示。

圖1 景格汽車電器仿真軟件界面

該仿真教學(xué)軟件具有以下特點(diǎn)：①進(jìn)行具體的故障點(diǎn)設(shè)置（比如保險(xiǎn)絲S239損壞）；②可設(shè)置某一故障現(xiàn)象（比如空調(diào)制冷不足、但風(fēng)量正常）；③具備完備的電路檢測(cè)設(shè)備（萬用表、故障診斷儀等）；④可模擬汽車部分零部件的拆裝過程（如副駕駛儲(chǔ)物倉內(nèi)隱藏電器部件的檢測(cè)）；⑤能進(jìn)行燈光模擬操作（如遠(yuǎn)近光等的切換、轉(zhuǎn)向燈的開啟等）；⑥具備完整的汽車維修模擬過程（設(shè)有汽車墊塊與擋塊、汽車防護(hù)三件套和翼子板布等）；⑦可調(diào)用相關(guān)參考資料（比如該車型某一系統(tǒng)的電路原理圖等）；⑧此外還具有模型真實(shí)細(xì)致、擴(kuò)展性好、強(qiáng)大的交互性、完善的考核系統(tǒng)等特點(diǎn)。

3 汽車電器仿真教學(xué)思路設(shè)計(jì)

汽車仿真教學(xué)一般配備在學(xué)校機(jī)房中，機(jī)房配有完整的多媒體教學(xué)設(shè)施。教學(xué)中主要采取以下的步驟：

1）教師利用多媒體講解汽車電器基礎(chǔ)的理論知識(shí)，學(xué)生在這一過程中初步學(xué)習(xí)基本理論，加深對(duì)電器故障現(xiàn)象的了解；

2）教師利用多媒體師范操作，學(xué)生在這一過程中主要是跟著老師熟悉軟件基本操作、熟悉軟件界面布置；

3）教師示范具體某個(gè)故障點(diǎn)的設(shè)置、判斷和排除，學(xué)生通過學(xué)習(xí)了解常見的故障設(shè)置與排除方法；

4）學(xué)生自行設(shè)置故障點(diǎn)并排除，這一過程中，學(xué)生可知道具體的故障所在，從而了解該故障會(huì)產(chǎn)生的故障現(xiàn)象，并能根據(jù)故障現(xiàn)象來探尋原因，從而進(jìn)一步掌握和熟悉汽車實(shí)際故障現(xiàn)象及其原因；

5）根據(jù)某故障現(xiàn)象隨機(jī)設(shè)置故障點(diǎn)并排除，利用這一過程，學(xué)生針對(duì)此類的故障現(xiàn)象可以查找原因，從而訓(xùn)練學(xué)生在實(shí)際中根據(jù)汽車的故障現(xiàn)象來分析故障原因；

6）考核：考察學(xué)生對(duì)理論的掌握情況，基本儀器的操作情況，根據(jù)故障分析其原因的能力，排除某一具體故障的能力等等。

4 汽車電器仿真教學(xué)的實(shí)施應(yīng)用

根據(jù)所設(shè)計(jì)的教學(xué)思路，利用仿真軟件的優(yōu)勢(shì)，借助多媒體功能的普及，可實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)。具體的實(shí)施過程按照“理論學(xué)習(xí)、軟件認(rèn)知、故障學(xué)習(xí)、故障分析、故障排除、隨機(jī)故障考核、真實(shí)環(huán)境模擬”的教學(xué)環(huán)節(jié)來進(jìn)行教學(xué)。

本文所使用的仿真軟件為景格汽車仿真教學(xué)軟件，該軟件具備防盜系統(tǒng)、中控門鎖、組合儀表、照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等10個(gè)電器系統(tǒng)和39個(gè)具體故障點(diǎn)的設(shè)置，依托該軟件設(shè)計(jì)了6個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)和30學(xué)時(shí)的教學(xué)任務(wù)，具體開展的項(xiàng)目和學(xué)時(shí)如表1所示：

表1 汽車電器仿真教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

1）理論學(xué)習(xí)。這個(gè)環(huán)節(jié)主要是加深學(xué)生對(duì)汽車電器基礎(chǔ)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，重點(diǎn)掌握電器基礎(chǔ)知識(shí)（如常用電器元件的認(rèn)識(shí)、電路圖的識(shí)讀等）和汽車電器系統(tǒng)的類別（如電源系統(tǒng)、起動(dòng)系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等等）。通過這一學(xué)習(xí)，能讓學(xué)生根據(jù)汽車電器出現(xiàn)的故障來判斷可能出現(xiàn)的原因和發(fā)生位置；

2）軟件認(rèn)知。這個(gè)環(huán)節(jié)主要是讓學(xué)生掌握軟件的基本操作方法，通過學(xué)習(xí)能夠熟練運(yùn)用軟件完成故障設(shè)置、資料查詢、仿真工具使用等；

3）故障學(xué)習(xí)。本環(huán)節(jié)主要是學(xué)習(xí)出現(xiàn)問題的元件及其產(chǎn)生的故障現(xiàn)象，從而讓學(xué)生能夠自主分析故障所處的位置及可能的原因；

4）故障排除。該環(huán)節(jié)讓學(xué)生能夠分析現(xiàn)有的故障可能原因，并根據(jù)分析結(jié)果來檢測(cè)相應(yīng)的故障，檢測(cè)中學(xué)會(huì)萬用表、解碼儀、示波器等多種儀器的使用方法，根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)來采用修復(fù)線路、更換元件等正確的故障排除方式；

5）隨機(jī)故障考核。教師通過隨機(jī)設(shè)置故障點(diǎn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，考察學(xué)生對(duì)故障分析和排除的熟練程度；

6）真實(shí)環(huán)境模擬。利用真實(shí)環(huán)境一方面加深學(xué)生的仿真學(xué)習(xí)；另一方面可讓學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)際的汽車故障現(xiàn)象，并掌握其排除方法。

5 結(jié)論

汽車電器故障仿真實(shí)訓(xùn)能夠起到低成本、高效率的實(shí)訓(xùn)效果，先進(jìn)的仿真手段能夠?qū)W(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)起到積極作用，同時(shí)仿真實(shí)訓(xùn)作為理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的媒介，具備至關(guān)重要的承上啟下作用，而電腦的應(yīng)用可使每個(gè)學(xué)生投入到學(xué)習(xí)中來。

值得注意的是，仿真教學(xué)雖具備強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，但我們也不能完全依賴于仿真來完成教學(xué)，應(yīng)該對(duì)學(xué)生進(jìn)行全方位的培養(yǎng)，仿真僅僅是模擬環(huán)境并非真實(shí)環(huán)境的學(xué)習(xí)，仍需要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生在實(shí)際問題前的應(yīng)對(duì)能力。但是只要積極的探索、科學(xué)的運(yùn)用，就能使仿真教學(xué)在相關(guān)專業(yè)的學(xué)生能力培養(yǎng)上發(fā)揮舉足輕重的作用。

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作者簡介：

吳 強(qiáng)（1989.1—），男，漢，四川南江，助教，碩士，主要從事汽車電器故障診斷與維修研究。