汽車檢測(cè)與維修虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)

楊杰　孫丹楓　張麗娟　葛晶

摘 要：基于虛擬仿真技術(shù)在汽車檢測(cè)與維修技術(shù)專業(yè)實(shí)訓(xùn)課程中的具體應(yīng)用以及應(yīng)用效果——通過構(gòu)建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)四大系統(tǒng)、結(jié)合VR技術(shù)，幫助我院汽車檢測(cè)與維修技術(shù)專業(yè)學(xué)生“沉浸式”進(jìn)入教學(xué)情境，有效提升了教學(xué)質(zhì)量，從而論證通過虛擬仿真技術(shù)與汽車檢測(cè)與維修技術(shù)專業(yè)教學(xué)的緊密結(jié)合，可以提供培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的平臺(tái)，帶來多方面、多層次的資源共享，對(duì)解決高職院校的汽車檢測(cè)與維修技術(shù)專業(yè)在教學(xué)中存在的問題具有現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真 汽車檢測(cè)與維修 教學(xué)資源建設(shè) 虛實(shí)互補(bǔ) 資源共享

Construction of Teaching Resources for Virtual Simulation Experiment of Automobile Inspection and Maintenance

Yang Jie，Sun Danfeng，Zhang Lijuan，Ge Jing

Abstract：Based on the specific application and application effect of virtual simulation technology in the professional training courses of automobile inspection and maintenance technology， the article， through the construction of four systems of virtual simulation experiment platform， combined with VR technology， helps our college students of automobile inspection and maintenance technology enter the immersive teaching situation to effectively improve the quality of teaching， which demonstrates that the close integration of virtual simulation technology with the professional teaching of automobile inspection and maintenance technology can provide a platform for cultivating students' practical and innovative abilities， bring multiple aspects and levels of the sharing of resources， which is of practical significance for solving the problems existing in the teaching of automobile inspection and maintenance technology in higher vocational colleges.

Key words：virtual simulation， automobile inspection and maintenance， teaching resource construction， virtual and real complementation， resource sharing

2020年新冠肺炎疫情防控期間，全國(guó)各大學(xué)校為保障教學(xué)工作的正常開展，充分利用和發(fā)揮線上教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，做到了“停課不停學(xué)、離校不離教”。在線上教學(xué)中，多種多樣的信息化技術(shù)被應(yīng)用于教學(xué)組織中，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)具有低成本、低風(fēng)險(xiǎn)、使用與維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛采用于實(shí)驗(yàn)操作風(fēng)險(xiǎn)高、實(shí)驗(yàn)資源建設(shè)投入高、運(yùn)行維護(hù)成本大的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，同時(shí)已成為高職院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)的重要內(nèi)容[1]。教育部近年來開展了建設(shè)國(guó)家級(jí)虛擬仿真教學(xué)中心的工作，充分發(fā)揮虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的作用，切實(shí)提升高職院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量[2-3]。

根據(jù)教育部提出的《國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》（簡(jiǎn)稱“職教20條”）指導(dǎo)思想，結(jié)合高職院校汽車類學(xué)科專業(yè)的特點(diǎn)，提出了“積為教用、虛為實(shí)用、虛實(shí)互補(bǔ)、提升實(shí)效”的建設(shè)思路[4]，組織建設(shè)了汽車動(dòng)力與制動(dòng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。在建設(shè)過程中，注重虛擬仿真與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，圍繞汽車動(dòng)力與制動(dòng)系統(tǒng)，構(gòu)建了汽車工作原理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、汽車構(gòu)造虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、整車拆裝操作虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、整車拆裝操作虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該平臺(tái)在高職實(shí)驗(yàn)教學(xué)中廣泛應(yīng)用，取得了較好的成效。

1 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)的必要性

在傳統(tǒng)高職院校汽車檢測(cè)與維修技術(shù)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在以下問題：

（1）成本高：完整的實(shí)訓(xùn)室不僅需要多種類型的汽車樣品，還需配備地溝舉升機(jī)、汽車補(bǔ)給設(shè)備、潤(rùn)滑設(shè)備、緊固設(shè)備、發(fā)動(dòng)機(jī)綜合檢測(cè)儀、氣缸漏氣檢測(cè)儀、曲軸箱串氣檢測(cè)儀、油液質(zhì)量檢測(cè)儀、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)量檢測(cè)儀、車輪動(dòng)平衡機(jī)等眾多輔助設(shè)備，汽車由于自重較大，需要托吊作業(yè)才能進(jìn)行檢測(cè)與維修作業(yè)，需要較大的廠房支撐。上述要求造價(jià)高昂難以滿足。

（2）效率低：近些年，由于招生人數(shù)的增加，實(shí)訓(xùn)室難以滿足學(xué)生的規(guī)模，出現(xiàn)了“僧多粥少”的狀況。以往平均每4課時(shí)實(shí)訓(xùn)時(shí)間不能超過15人，現(xiàn)在一個(gè)班編制為30人，實(shí)訓(xùn)實(shí)踐超過8課時(shí)，實(shí)訓(xùn)效率低下，學(xué)生觀摩過多，動(dòng)手較少。并且，教師工作強(qiáng)度負(fù)荷劇增，實(shí)訓(xùn)效果不好。

（3）模擬難：汽車零件在實(shí)際工作中會(huì)出現(xiàn)自然磨損和消耗情況、使用環(huán)境造成零部件異常情況和人為因素造成非正常情況。這些情況的出現(xiàn)需要學(xué)生進(jìn)行辨別和分類處理，有些知識(shí)點(diǎn)需要學(xué)生理解掌握，由于情況多種多樣，無法通過單一的實(shí)體實(shí)驗(yàn)進(jìn)行闡述，模擬現(xiàn)場(chǎng)情況較難，實(shí)訓(xùn)效果欠佳。

（4）監(jiān)督考核難：汽車檢測(cè)與維修實(shí)訓(xùn)是線性的實(shí)驗(yàn)過程，監(jiān)督和考核較難[5]。

基于此，提出了汽車檢測(cè)與維修技術(shù)專業(yè)虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)方案，在設(shè)計(jì)過程中，堅(jiān)持“科學(xué)建設(shè)、以人為本、高效安全、資源共享”的建設(shè)理念，本著“零風(fēng)險(xiǎn)、低成本、便維護(hù)”的建設(shè)思路，利用互聯(lián)網(wǎng)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)、三維掃描、人機(jī)交互、新媒體等技術(shù)手段，構(gòu)建具有“科技與藝術(shù)，科學(xué)與技術(shù)”完美結(jié)合的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。鼓勵(lì)學(xué)生積極參與線上學(xué)習(xí)、自主實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)踐。力求加快“雙高計(jì)劃”的落實(shí)、為培養(yǎng)出中國(guó)特色高水平高職人才發(fā)揮積極作用。

2 汽車檢測(cè)與維修技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬仿真平臺(tái)的建設(shè)框架

2.1 平臺(tái)的四大實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

依據(jù)該專業(yè)的幾門核心課程，汽車檢測(cè)與維修技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬仿真平臺(tái)構(gòu)建了四大實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)：汽車構(gòu)造虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、汽車工作原理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、汽車拆裝與調(diào)整虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、汽車檢測(cè)診斷與維修保養(yǎng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。四大實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的工作原理與操作步驟如下：

2.1.1 汽車構(gòu)造虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

該系統(tǒng)選取汽車的89個(gè)部件進(jìn)行介紹，配備有三維展示模型、可檢索圖鑒數(shù)據(jù)庫(kù)，用以介紹各個(gè)部件的名詞稱謂、造型、結(jié)構(gòu)、零件等。首先，三維展示模型表現(xiàn)了汽車各個(gè)部件的透視構(gòu)造。關(guān)于表現(xiàn)到哪些層面：用戶通過點(diǎn)擊icon，可以炸開、組合、360度旋轉(zhuǎn)每個(gè)部件的模型，以及隱藏、顯示其中每個(gè)零件的模型，這樣就可以更好地觀察部件的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)與部件之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系（見圖1）。關(guān)于表現(xiàn)到何種精度：建模采取工業(yè)級(jí)的制作標(biāo)準(zhǔn)，先使用手持激光三維掃描儀采集部件實(shí)體的外觀數(shù)據(jù)并且導(dǎo)入電腦，再通過三維掃描的配套軟件處理Point Cloud數(shù)據(jù)，最后借助Maya軟件，翻模生成高精度且?guī)Хň€貼圖的三維模型[6]，這樣就可以更好地向用戶展示汽車各個(gè)部件的外觀造型。其次，可檢索圖鑒數(shù)據(jù)庫(kù)補(bǔ)充了專業(yè)理論知識(shí)的儲(chǔ)備。在檢索欄中輸入關(guān)鍵字（汽車各個(gè)部件的稱謂），就可以從配套數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)出相對(duì)應(yīng)的圖鑒資源——即該部件的造型、結(jié)構(gòu)、零件的圖片采集與文本介紹，這樣，用戶就可以更加詳實(shí)地了解關(guān)于汽車部件的理論知識(shí)。

2.1.2 汽車工作原理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

該系統(tǒng)配備三維展示動(dòng)畫，用以展示汽車在啟動(dòng)、換擋、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中的系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)工作原理。用戶通過點(diǎn)擊icon，可以獲取汽車在不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中的三維展示動(dòng)畫，從而直觀了解汽車整體的工作原理，加強(qiáng)認(rèn)識(shí)汽車各個(gè)部件（比如制動(dòng)鉗、制動(dòng)總泵、節(jié)流分配閥等）的工作原理，乃至系統(tǒng)掌握汽車整體的運(yùn)行、操控方法（見圖2）。

2.1.3 汽車拆裝與調(diào)整虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

該系統(tǒng)包含觀摩拆裝與調(diào)整、虛擬拆裝與調(diào)整、自主拆裝與調(diào)整三大模塊，以及整車拆裝、汽車附件拆裝、汽車電器拆裝、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝與調(diào)整、汽車底盤拆裝與調(diào)整五大實(shí)驗(yàn)。它可以在VR平臺(tái)、AR平臺(tái)、電腦平臺(tái)、平板電腦平臺(tái)、智能手機(jī)平臺(tái)上運(yùn)行（見圖3）。首先，在觀摩拆裝與調(diào)整模塊中，會(huì)有虛擬角色在三維場(chǎng)景中，去根據(jù)系統(tǒng)彈出的聲音提示與文字框提示來依次進(jìn)行汽車拆裝與調(diào)整五大實(shí)驗(yàn)的規(guī)范化操作。用戶通過觀摩上述的三維場(chǎng)景動(dòng)畫，可以明晰汽車拆裝與調(diào)整五大實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)流程，為下一步的虛擬拆裝與調(diào)整與自主拆裝與調(diào)整打下理論基礎(chǔ)。其次，在虛擬拆裝與調(diào)整模塊中，用戶進(jìn)入虛擬車間，成為虛擬角色，去根據(jù)系統(tǒng)彈出的提示聲音與提示文字框來依次完成汽車拆裝與調(diào)整五大實(shí)驗(yàn)。在答題環(huán)節(jié)，會(huì)有虛擬角色所扮演的老師，去根據(jù)知識(shí)重點(diǎn)與知識(shí)難點(diǎn)來組織選擇題，向用戶提問，如果用戶點(diǎn)選正確選項(xiàng)，則會(huì)彈出提示文字框，內(nèi)容是正確選項(xiàng)成立的理由與解釋，然后進(jìn)入下一題，如果選錯(cuò)，則也會(huì)彈出提示文字框，不過，內(nèi)容卻是關(guān)于正確答案的提示，這樣，用戶在思考后重新選擇，直至選對(duì)為止，上述這套答題機(jī)制可以防止用戶蒙題。最后，在自主拆裝與調(diào)整模塊中，用戶仍然進(jìn)入虛擬車間，成為虛擬角色，但是，系統(tǒng)不會(huì)再有提示聲音與提示文字框，用戶根據(jù)在觀摩拆裝與調(diào)整與虛擬拆裝與調(diào)整中積累的經(jīng)驗(yàn)，自主完成汽車拆裝與調(diào)整五大實(shí)驗(yàn)。自主拆裝與調(diào)整期間，如果用戶卡在某個(gè)步驟的時(shí)間超過15秒，或者，如果用戶誤操作的次數(shù)超過5次，系統(tǒng)則會(huì)彈出提示文字框，內(nèi)容是關(guān)于正確實(shí)驗(yàn)的提示，用戶根據(jù)提示繼續(xù)操作，直到完結(jié)這個(gè)步驟為止，最后，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，系統(tǒng)會(huì)向用戶出具實(shí)驗(yàn)記錄報(bào)告書，記錄錯(cuò)誤步驟數(shù)目，然后加載回到錯(cuò)誤步驟，讓用戶重新練習(xí)，以加深糾錯(cuò)部分印象。

2.1.4 汽車檢測(cè)診斷與維修保養(yǎng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

該系統(tǒng)采用故障樹分析法，查找出需要維修的故障點(diǎn)（見圖4）。故障樹的最頂層為頂端事件，是故障癥狀;最底層為底端事件，是故障排除;中間多層為中間事件，是從最初故障癥狀到最小故障點(diǎn)的故障點(diǎn)。聯(lián)結(jié)故障樹層級(jí)的邏輯關(guān)系是因果關(guān)系或并列關(guān)系，位于中間層與底層的故障原因（故障點(diǎn)與最小故障點(diǎn)）是因，位于頂層的故障癥狀是果。以查找發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)故障點(diǎn)為例，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)為最初故障癥狀，是故障樹頂端事件，推演至下一層級(jí)，進(jìn)氣、氣缸壓力故障和點(diǎn)火、噴油故障為故障點(diǎn)，是故障樹中間事件，繼續(xù)推演至下一層級(jí)，根據(jù)點(diǎn)火、噴油故障點(diǎn)，得出噴油系統(tǒng)故障點(diǎn)與點(diǎn)火系統(tǒng)故障點(diǎn)。根據(jù)噴油系統(tǒng)故障點(diǎn)，得出噴油線路故障點(diǎn)與噴油器故障點(diǎn);根據(jù)點(diǎn)火系統(tǒng)故障點(diǎn)，得出點(diǎn)火線圈故障點(diǎn)與火花塞故障點(diǎn)。那么，這一層級(jí)共有四個(gè)故障點(diǎn)，而根據(jù)其中每個(gè)故障點(diǎn)，又能繼續(xù)推演至下一層級(jí)，得出更小故障點(diǎn)，以此類推，直至故障排除，直至到達(dá)故障樹底端事件——最小故障點(diǎn)為止[7]。在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中采用故障樹分析法查找故障點(diǎn)，具有檢測(cè)精確的優(yōu)越性，可以提高維修效率，實(shí)驗(yàn)效果更佳。該系統(tǒng)所有故障樹都被收納到數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)庫(kù)收納汽車的所有故障癥狀乃至根據(jù)所有故障癥狀推演得出的所有故障點(diǎn)，相關(guān)數(shù)據(jù)來自企業(yè)，保證真實(shí)有效。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的故障樹數(shù)據(jù)庫(kù)具有案例全面的優(yōu)越性，有助于用戶學(xué)習(xí)。除了使用故障樹查找故障點(diǎn)，該系統(tǒng)的另一亮點(diǎn)是在線考核模塊，它的考核形式、考核內(nèi)容以及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)都由企業(yè)制訂，其中，考核內(nèi)容以企業(yè)需求為導(dǎo)向，包括企業(yè)崗前培訓(xùn)考核、多種技師考證等。在虛擬仿真平臺(tái)中添加在線考核模塊，不僅可以監(jiān)督與考察到用戶的學(xué)習(xí)情況，還可以加深校企合作，這樣可以增強(qiáng)平臺(tái)的應(yīng)用性（見圖5）。

2.2 平臺(tái)的三大服務(wù)窗口

汽車檢測(cè)與維修技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬仿真平臺(tái)實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬仿真平臺(tái)包含了三大服務(wù)窗口：學(xué)生服務(wù)窗口、教師服務(wù)窗口、管理員服務(wù)窗口。用于協(xié)助平臺(tái)運(yùn)營(yíng)（見圖6）。

3 汽車檢測(cè)與維修技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬仿真平臺(tái)的教學(xué)應(yīng)用

3.1 虛擬與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合的教學(xué)模式

將汽車檢測(cè)與維修技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬仿真平臺(tái)應(yīng)用于教學(xué)，需要采用虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)模式。首先，虛為實(shí)用，虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)輔助實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以延展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)空，學(xué)生利用手機(jī)掃描識(shí)別二維碼，就可以在智能手機(jī)、平板電腦、電腦上打開虛擬仿真平臺(tái)，隨時(shí)隨地開展實(shí)驗(yàn)，虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)不受時(shí)空限制，適合課外進(jìn)行，以作為對(duì)課內(nèi)實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)的補(bǔ)充;其次，虛實(shí)互補(bǔ)，虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，然而，在實(shí)體實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)樣本不僅“看得見”，還“摸得著”，學(xué)生可以直觸樣本質(zhì)感，這是實(shí)體實(shí)驗(yàn)一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)，因此，虛擬實(shí)驗(yàn)無法完全替代實(shí)體實(shí)驗(yàn)。綜上，虛擬實(shí)驗(yàn)與實(shí)體實(shí)驗(yàn)各有優(yōu)勢(shì)，應(yīng)該在教學(xué)中綜合應(yīng)用兩者。

3.2 在實(shí)訓(xùn)中進(jìn)行虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)

以在《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝與調(diào)整》實(shí)訓(xùn)中進(jìn)行虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)為例?！镀嚢l(fā)動(dòng)機(jī)拆裝與調(diào)整》與《整車拆裝》實(shí)訓(xùn)、《汽車附件拆裝》實(shí)訓(xùn)、《汽車電器拆裝》實(shí)訓(xùn)、《汽車底盤拆裝與調(diào)整》實(shí)訓(xùn)一起，都是汽車檢測(cè)與維修技術(shù)專業(yè)的《汽車拆裝與調(diào)整》課程的教學(xué)內(nèi)容。《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝與調(diào)整》實(shí)訓(xùn)占用32個(gè)課時(shí)與2個(gè)學(xué)分，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容為：掌握各種實(shí)訓(xùn)所需工具、量具的使用、掌握汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的種類與工作原理、掌握按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的拆裝與調(diào)整的流水線操作。在《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝與調(diào)整》實(shí)訓(xùn)中，可以應(yīng)用虛擬仿真平臺(tái)，進(jìn)行虛實(shí)結(jié)合的課堂教學(xué)。

3.2.1 課前預(yù)習(xí)

在課前，學(xué)生可以利用平臺(tái)的汽車構(gòu)造虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的可檢索數(shù)據(jù)庫(kù)與三維展示模型這兩個(gè)功能，預(yù)習(xí)發(fā)動(dòng)機(jī)的種類、名稱、造型、結(jié)構(gòu)、零件等知識(shí)點(diǎn)，還可以利用汽車工作原理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的三維展示動(dòng)畫這一個(gè)功能，反復(fù)觀看發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理的演示動(dòng)畫，直至熟記于心。在課前應(yīng)用虛擬仿真平臺(tái)進(jìn)行自學(xué)，首先，學(xué)生不用再去查找各種紙質(zhì)或網(wǎng)絡(luò)的參考資料，也不用再去驗(yàn)證這些參考資料的真?zhèn)危@樣可以節(jié)省自學(xué)時(shí)間、提高自學(xué)效率;再者，虛擬仿真平臺(tái)能夠帶給學(xué)生“沉浸式”的用戶體驗(yàn)，其中的三維模型、三維動(dòng)畫兼具趣味性與多樣化的特色，可以激發(fā)學(xué)生的觀賞興趣，從而可以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性;最后，如果學(xué)生善于利用碎片化時(shí)間，在課前應(yīng)用虛擬仿真平臺(tái)，完成諸如發(fā)動(dòng)機(jī)的種類、名稱、造型、結(jié)構(gòu)、零件、工作原理等概念性知識(shí)的自學(xué)，那么，在課堂上，教師就不用再去贅述理論基礎(chǔ)，而是直接開始實(shí)驗(yàn)，師生一起，迅速進(jìn)入實(shí)踐狀態(tài)，而實(shí)訓(xùn)課程重在實(shí)踐，實(shí)踐越多，則教學(xué)效果越好。

3.2.2 課中學(xué)習(xí)

在《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝與調(diào)整》實(shí)訓(xùn)的傳統(tǒng)教學(xué)模式中，首先是教師的講解結(jié)合案例示范，接著是學(xué)生進(jìn)行實(shí)體實(shí)驗(yàn)操作，并且教師給予一定輔導(dǎo)，最后，教師匯總學(xué)生問題進(jìn)行答疑。然而，實(shí)體實(shí)驗(yàn)如果操作不當(dāng)，可能會(huì)有安全事故，比如進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)拆裝時(shí)，如果在冷卻液水溫達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度，就容易被燙傷。假使學(xué)生成為操作“熟練工”，那么就能大大降低事故發(fā)生的概率。在課中應(yīng)用虛擬仿真平臺(tái)，進(jìn)行虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)，令學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)中逐步熟悉發(fā)動(dòng)機(jī)的拆裝與調(diào)整的整個(gè)流程，之后再跟進(jìn)實(shí)體實(shí)驗(yàn)，這樣可以降低因?qū)W生誤操作而引發(fā)事故的可能性。此外，在實(shí)體實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生如遇不解之處，還能打開平臺(tái)，參照演示動(dòng)畫，繼續(xù)下一步驟，這樣，即使教師未能及時(shí)給予指導(dǎo)、答疑，學(xué)生也能自主完成實(shí)驗(yàn)，而不至于因?yàn)橐蓡柖磺?。綜上，虛實(shí)結(jié)合教學(xué)模式十分可行，整個(gè)實(shí)訓(xùn)32個(gè)課時(shí)，前16個(gè)課時(shí)安排做虛擬實(shí)驗(yàn)，后16個(gè)課時(shí)安排做實(shí)體實(shí)驗(yàn)，由虛入實(shí)，漸入佳境，這樣教學(xué)效果更佳。

3.2.3 課后復(fù)習(xí)

在課后應(yīng)用虛擬仿真平臺(tái)對(duì)課堂進(jìn)行回顧，通過登錄學(xué)生服務(wù)窗口，學(xué)生可以自主選擇平臺(tái)中各個(gè)系統(tǒng)，以及系統(tǒng)中各個(gè)模塊，來考察自己對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的熟練程度。實(shí)體實(shí)驗(yàn)對(duì)硬件設(shè)施要求較高，一旦學(xué)生走出實(shí)驗(yàn)室，就將無法繼續(xù)實(shí)驗(yàn)操作，因?yàn)椋瑢?shí)驗(yàn)樣本（發(fā)動(dòng)機(jī)）與實(shí)驗(yàn)工具、量具無法在實(shí)驗(yàn)室外隨意獲取，上述情況不利學(xué)生開展復(fù)習(xí)，如果應(yīng)用虛擬仿真平臺(tái)，就能解決此種問題。

4 汽車檢測(cè)與維修實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬仿真平臺(tái)的建設(shè)成效

4.1 校內(nèi)共享的成效

汽車檢測(cè)與維修技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬仿真平臺(tái)可以通過校內(nèi)校園網(wǎng)進(jìn)行共享，本專業(yè)或非本專業(yè)師生都可以通過智能手機(jī)或電腦登錄。其中，在線交流板塊提供給師生線上討論的渠道，他們可以在此閱讀、發(fā)布與評(píng)論自己感興趣的話題，在平臺(tái)內(nèi)設(shè)置在線交流板塊，可以增加學(xué)習(xí)平臺(tái)的熱度與話題性，還可以提供給師生一個(gè)契機(jī)，讓他們?cè)诰€上交流中進(jìn)行不受時(shí)空限制的答疑解惑，學(xué)生一旦在線下課堂中遇到疑問，就可以在線上平臺(tái)內(nèi)發(fā)布話題，等待老師或同學(xué)的評(píng)論回復(fù)，同時(shí)，自己也可以在板塊內(nèi)瀏覽與回復(fù)他人的疑問，每當(dāng)成功解決自己或他人的疑問后，學(xué)生會(huì)在心理上獲得自我肯定，從而間接激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，這種可以增加學(xué)生自信心的優(yōu)勢(shì)是在傳統(tǒng)的線下教學(xué)情境中所未有的[8]。此外，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源庫(kù)的主要構(gòu)建者為教師群體，由于需要持續(xù)完善虛擬仿真教學(xué)資源庫(kù)，構(gòu)思出、制作出學(xué)生喜歡的案例，他們的專業(yè)水平、制作經(jīng)驗(yàn)在長(zhǎng)期的推敲琢磨、止于至善中得到提升積累，從而有利于在國(guó)家級(jí)、省級(jí)等不同級(jí)別的微課、教學(xué)能手大賽、信息化教學(xué)比賽中斬獲佳績(jī)[9]。

4.2 校際共享的成效

汽車檢測(cè)與維修技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬仿真平臺(tái)應(yīng)用于國(guó)內(nèi)高等教育領(lǐng)域的時(shí)間較早，不僅為自己院校、也為兄弟院校提供了實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)，為教師課題、項(xiàng)目的開展提供了平臺(tái)媒介。在平臺(tái)的運(yùn)行過程中，院校之間共同發(fā)現(xiàn)存在問題、探討解決方案，進(jìn)一步完善平臺(tái)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)和服務(wù)功能，在此期間，院校之間共享教學(xué)數(shù)據(jù)，共同開發(fā)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，一起致力于帶動(dòng)行業(yè)教學(xué)的發(fā)展，為社會(huì)提供高質(zhì)量的行業(yè)人才[10]。

4.3 校企共享的成效

汽車檢測(cè)與維修技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛擬仿真平臺(tái)資源與企業(yè)共享，為企業(yè)的崗前培訓(xùn)、技師考證提供了服務(wù)平臺(tái)。在和南京某汽車企業(yè)的校企合作中，共同開發(fā)了發(fā)動(dòng)機(jī)裝配技能的培訓(xùn)與考核系統(tǒng)，員工可以通過線上平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問學(xué)習(xí)與考核，考核方式與考核標(biāo)準(zhǔn)均由企業(yè)制訂。平臺(tái)對(duì)企業(yè)員工進(jìn)行定期考核，可以提升員工的業(yè)務(wù)能力，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好反饋。

5 結(jié)語(yǔ)

在“互聯(lián)網(wǎng)+”大背景下，汽車檢測(cè)與維修專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)提供了一個(gè)供學(xué)生隨時(shí)、隨地進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的平臺(tái)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉了學(xué)生的洞察力，實(shí)踐能力，創(chuàng)新能力和深度思考能力[11];教學(xué)資源平臺(tái)具有易擴(kuò)展的特點(diǎn)，師生可以自主上傳視頻和學(xué)習(xí)資料，達(dá)到共建的目的;相較于傳統(tǒng)教學(xué)具有低成本、低風(fēng)險(xiǎn)、高效率的特點(diǎn)。同時(shí)，虛擬仿真教學(xué)資源平臺(tái)可以對(duì)在線開放課程、“金課”、“微課”的建設(shè)提供教學(xué)資源庫(kù)和信息化手段[12]。綜上所述，深入開發(fā)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源平臺(tái)，豐富教學(xué)資源建設(shè)，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)最大規(guī)模的響應(yīng)和共享，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

基金項(xiàng)目：江蘇省教育廳 2020 年度高?！扒嗨{(lán)工程”資助（sponsored by Qing Lan Project）;江蘇省教育信息化研究課題項(xiàng)目“基于虛擬仿真技術(shù)的課程教學(xué)平臺(tái)構(gòu)建”（編號(hào)：20180063），主持人：楊杰。

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