虚拟维修技术引领汽车教学方式的变革

【摘 要】随着汽车维修技术的不断变革，我国汽车维修业也随之进入了发展的上升期，电控技术、计算机技术、网络技术等先进技术广泛在汽车上的应用，从而形成了利润客观的“汽车后市场”并且给维修技师们带来了更大的挑战。

【关键词】虚拟维修；汽车

随着汽车维修技术的不断变革，我国汽车维修业也随之进入了发展的上升期，电控技术、计算机技术、网络技术等先进技术广泛在汽车上的应用，从而形成了利润客观的“汽车后市场”并且给维修技师们带来了更大的挑战。

一、当前高职汽车维修专业教学的现状和问题

高职院校承担着培养“汽车维修精英”的艰巨任务，由于受传统教育的影响及高等职业教育资金短缺等因素的限制，存在专业课程设置不合理、知识面狭窄、重机轻电与重理论轻实践等通病。教学模式和方法落后、教材陈旧、理论和实践相脱节，更重要的是，学校实验设备消耗过快，设备的陈旧与汽车市场的日新月异极不相称，但是归根结底还是教学手段及方法的老套，以及与汽车市场的发展想脱离，且在日常教学中，大多数学校仍然沿用传统的“填鸭式”教学方法，使得学生对学习理论知识缺乏兴致，且多院校为了提高学生的动手能力，建设“一体化”教室，由指导老师给学生讲解、带领学生操作，要求每个学生亲自动手、反复练习，但由于学生较多专业教师不足，且大部分教师都是从学校刚出来的学生，缺乏实践教学经验，而使得“一体化”教室形同虚设。如果能通过虚拟仿真系统将书本上抽象的理论概念生动直观、形象逼真的表达出来，必然会引起学生的学习兴趣，调动学生的积极性。

因此高职院校汽车维修专业必须改革教学方便，运用先进的教学方法，如网络教学、虚拟实验室的建设、虚拟仿真零部件的拆装与装配等，以提高教学质量，保证学生快乐有效地学习。

二、虚拟维修技术挑战传统教学模式

利用虚拟维修技术可严格按照汽车整车结构提供的汽车各个零部件来设计3D实物模型，所有3D实物模型都完全根据实物尺寸来建模，将零部件的结构真实的反映出来。利用3D设计软件可将抽象的原理动画制作的生动、形象，如变速器的运行和换挡过程、起动机的运行、ABS系统运行、自动变速器的油路等系统的原理演示，并伴随着多样的显示方式，如透明、半剖、爆炸等，原本在实物中无法看到、抽象的系统运行状态和原理，现在学生可以清晰、直观的查看到，且学生可以根据自己的需要来自由地切换档位和调节速度，来观察3D模型的运动过程中的变化，亦有详细的文字说明可供学生查阅。利用虚拟维修技术也可将汽车电路图真实的表现出来，所有汽车电路图都来源于实际。例如如果学生选中电路图上的零部件，则可查看到相应的实物模型。它还提供放大镜功能，学生只要点击鼠标就可以查阅细节部分，当系统的运行状态发生变化时，学生可使用虚拟万用表来测（电阻、电压）的变化。

利用虚拟维修技术可以设计独具特色的故障设置与检测，如发动机系统、变速器系统、空调系统和 ABS 系统的故障。并且可提供了多种虚拟测量工具和手段，包括诊断仪、万用表、排放表、油压表和真空表。当学生设定故障后，与系统相关联的物理值会改变，如电流、电阻、排放气体成分、油路压力等。这时学生可在工具箱里挑选合适的测量工具去检查故障，排除系统故障后，故障症状将消失系统恢复正常，同时相关的测量值也恢复正常。为使学生熟悉拆装步骤，将装配界面分成装配区、零件摆放区这两个区域。装配的零件模型需要有序的摆放在零件摆放区，这有助于学生养成良好的装配习惯并且学生之有按特定的装配顺序进行装配，才能完成装配任务。

三、利用虚拟维修技术开展教学

高职院校在教学活动中利用汽车3D虚拟维修技术能有效提高教学质量，既可以节约教学资源、投入资金，更关键的是可以提高学生理论、技能水平。其意义总结如下：

（一）将教师从繁重的教学工作中解脱出来。如一次汽车维护保养的全过程需要近两个小时，实践指导教师需要具体详细的讲解工作步骤、操作要点、维修工具的使用方法等，一般情况一个上午只能给一个班讲一遍，而汽车3D虚拟维修技术平台提供演示讲解功能，学生可根据自己的需要和理解速度来学习，教师只需要对学生所遇到的问题进行解答，学生学习的方式“一对多”的教学方式变为“一对一”的学习方式，且平台支持反复观看，不明白的地方可反复观看，而“一对多”的教学模式，往往老师讲完了没理解也就放弃了。

（二）变革了学习方法、教学环境。现在学生可以坐在电脑跟前，亲身感受着逼真的虚拟场景，按自己的需求控制速度，还可以进行交互练习，这是传统教学无法比拟的。每个人的接受能力不同，教师只能按大多数学生的学习进度来调节语速，使很多学生在学习的过程中困惑，久而久之失去了学习的热情。通过虚拟平台还可以检验学生所学的知识是否扎实，自己设置故障点加以排除，学生更容易接受这种新颖的学习方法。

良好的学习环境是学习的保证，汽车维修车间场地大、不可能装配空调，夏天闷热，而汽车仿真实验室环境舒适有利于学生的学习。

（三）知识的不断更新。 由于汽车维修技术的迅猛发展，汽车技术日新月异，学生所学内容往往陈旧不堪了。而虚拟维修技术，具有不断升级的功能，可改变车型参数来更新的车型数据，学生所学知识始终跟紧新车步伐。

（四）产生的经济效益。学校如果利用虚拟维修技术，只要有计算机设备，通过网络就可以实现多个班同时实现虚拟实训教学，大大减少了学校的投入成本。

（五）虚拟实训课程能有效的提高教学质量。经过我们对几个试验班的成绩对比分析，使用虚拟平台来学习的同学综合成绩更高一些，在故障诊断技术的考核中很多学生能在较短的时间里迅速恢复系统状态，特别是在维护保养的实践中，很多学生能严格按照操作流程及规范进行演示。由此可见，虚拟实训课程确实能有效的提高教学质量。

在高职院校开展虚拟仿真汽车维修实训教学也使虚拟现实技术得到了更为广泛的应用，经本项目的研究，我们充分的感受到虚拟实训在汽车维修实践中的重要性。

参考文献

[1] 邹青山.现代汽车维修业发展现状与展望[J].机电产品开发与创新，2009（01）.

[2] 罗敏杰.中职汽车维修虚拟仿真实训教学研究[D].浙江工业大学，2011.