虛擬化維修車間在汽車故障診斷的實踐

導(dǎo)語：虛擬化維修車間在汽車故障診斷的實踐一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】文章分析目前《汽車故障診斷技術(shù)》課程教學(xué)過程中存在的人均實訓(xùn)配套數(shù)普遍不足及學(xué)生對整車沒有拆解過從而導(dǎo)致對整車結(jié)構(gòu)不甚了解的普遍問題，通過將虛擬仿真游戲融合進傳統(tǒng)的汽車故障診斷技術(shù)的實操教學(xué)環(huán)節(jié)，進行課程教學(xué)實踐，探索更靈活有效的教學(xué)模式，進而提高學(xué)生實操教學(xué)效率及激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

【關(guān)鍵詞】仿真游戲；汽車維修；教學(xué)實踐

《汽車故障診斷技術(shù)》課程在汽車檢測與維修技術(shù)專業(yè)中是一門專業(yè)核心課程，此課程不僅是學(xué)生所學(xué)汽車相關(guān)知識、技能綜合的運用，并且是學(xué)生進入汽車后服務(wù)相關(guān)職業(yè)崗位頂崗實習(xí)和就業(yè)的直接連接橋梁，此課程學(xué)的好與壞將直接影響學(xué)生是否愿意從事對這個行業(yè)及對這個行業(yè)的興趣，但在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，一直存在人均配套數(shù)遠遠不足及實踐造成的教學(xué)設(shè)備損耗較大的問題，而通過引入“虛擬化維修車間”概念到實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，有望解決這一問題，大大提升實踐教學(xué)效率。

1汽車故障診斷技術(shù)課程實踐中存在的問題

《汽車故障診斷技術(shù)》課程以典型工作任務(wù)為教學(xué)內(nèi)容，以項目化教學(xué)方式來進行理論知識的教學(xué)，使學(xué)生能掌握其相關(guān)的知識點和技能。理論實踐一體化教學(xué)是這門課程教學(xué)的典型特點，綜合診斷維修能力的培養(yǎng)是它的核心目標。但課程實踐中仍然存在以下問題：（1）在教學(xué)實施過程中，部分院校使用發(fā)動機臺架作為教學(xué)用具，部分院校使用整車，筆者更傾向于使用整車，因為在實際維修中，維修人員面對的都是整車，而整車相對于實訓(xùn)臺架具有更加完整性及真實性，更為主要的是，在實際維修中，拆裝其實是一項必不可少的工作，而使用實訓(xùn)臺架作為教具的話，此項學(xué)習(xí)任務(wù)就無法完成，導(dǎo)致許多學(xué)生在進入工作崗位后無法快速的進行作業(yè)。可見整車作為教學(xué)用具是必然的選擇，但整車在院校中不可能配套到人均1輛，即使一個實踐項目配套6套以上也是不現(xiàn)實的，以筆者所在院校為例，一個故障實踐項目也僅僅配套2輛整車，這遠遠不能滿足實踐教學(xué)所需，由此必然導(dǎo)致實踐教學(xué)效率大大降低，所以基于“虛擬化維修車間”故障診斷實訓(xùn)能力提升的實踐教學(xué)非常適合在這門課程中進行開展和實驗。（2）在實踐教學(xué)實施中，大部分維修教學(xué)案例都是通過人為的設(shè)置故障點，讓學(xué)生進行排故，這種項目化教學(xué)方式導(dǎo)致學(xué)生在每次排故前，已經(jīng)具有目標性及方向性，而這在實際維修中并不合理。實際維修中，對于客戶車輛的故障問題千奇百怪，且大部分是機械故障，電路故障實際并不多見，同時維修過程中，少不了各種拆裝和換新，這也是在實際教學(xué)中無法完成的，而“虛擬維修車間”的嵌入，剛好可以彌補此.

2“虛擬化維修車間”的引入對課程實踐的作用

2.1“虛擬化維修車間”——“汽車修理工模擬2018”簡要介紹

“虛擬化維修車間”的實踐教學(xué)，筆者主要是通過一款仿真游戲作為介質(zhì)進行實施。游戲主要通過三種方式來激發(fā)玩家的動機：幻想、挑戰(zhàn)和好奇心，為了達到“游教互溶”的效果，教學(xué)游戲的基本因素應(yīng)該包括如下5個基本要求[1,2]：（1）交互性：游戲中，首先是模擬維修人員（玩家）收到一份維修報告單，上面簡要介紹需維修車輛的里程數(shù)、故障現(xiàn)象、車輛型號等。然后玩家根據(jù)維修單對汽車進行故障查找，查找到會有提示，確認故障點后，玩家需登錄電腦購買相關(guān)配件對汽車進行維修，維修后玩家將收到維修費用。（2）娛樂性：游戲中，玩家可以任意的拆裝汽車零部件進行認知和故障分析，同時玩家在完成任務(wù)工單后將“賺到美元”，試車跑道中也有相關(guān)的車道進行游戲，游戲性較強。（3）挑戰(zhàn)性：游戲中的任務(wù)工單難度是循序漸進的，但玩家必須對整車的系統(tǒng)有個大概了解，同時玩家必須總結(jié)上次的維修經(jīng)驗和有耐心的對故障點進行確認，否則不可能拿到下一個任務(wù)維修工單。游戲進行非常具有挑戰(zhàn)性，需要一個團隊共同探討完成。（4）新奇性：這是一款最新的汽車模擬游戲，也是目前市場上關(guān)于維修模擬類型游戲中場景最逼真，最復(fù)雜的一款。對于學(xué)生的好奇心來說具有極大的驅(qū)動作用，通過過關(guān)，也是自我能力實現(xiàn)的很好表現(xiàn)。（5）情境性：這款游戲中的布局非常逼真，場地模擬的是4S店的實體維修場地，有維修工具、配件庫及商場、整車、舉升機、輪胎動平衡儀、胎壓表、故障診斷儀、萬用表和輪胎拆裝機等，同時汽車的各零部件都可以進行模擬拆裝，尤其是其發(fā)動機/底盤及車身的拆裝，非常符合“汽車故障診斷技術(shù)”的技能培養(yǎng)，如圖1至圖9所示。

2.2“虛擬化維修車間“在課程實踐中的作用

“虛擬實訓(xùn)”技術(shù)應(yīng)用在汽車專業(yè)課的教學(xué)中，將給學(xué)生營造了一種“自主學(xué)習(xí)”的環(huán)境，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)建立起來的虛擬實訓(xùn)基地，其中的“操作工具設(shè)備”“汽車整車零部件”“汽車配件商場”“涂裝車間”及“汽車零部件倉庫”都可以極其逼真的以虛擬方式呈現(xiàn)，這將讓學(xué)生完全融入在“汽車維修工”的角色中，使其全身心地投入到理論和實訓(xùn)學(xué)習(xí)的環(huán)境中去，同時實訓(xùn)過程不存在汽車部件折舊和損壞等情況，主要應(yīng)用價值為：（1）解決交通分院汽車技術(shù)設(shè)備跟不上市場技術(shù)設(shè)備的突出矛盾問題及新設(shè)備購置的資金問題；（2）解決人均實訓(xùn)設(shè)備數(shù)不足的矛盾問題；（3）解決實訓(xùn)中的人生及設(shè)備安全問題；（4）解決學(xué)生在實訓(xùn)課堂過程中拿出手機玩無關(guān)“游戲”的突出問題；（5）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及對于本專業(yè)的從業(yè)興趣；（6）此項目的實施可在各種強依賴設(shè)備的實訓(xùn)課堂中進行有效推廣。

3教學(xué)創(chuàng)新與實踐

3.1教學(xué)內(nèi)容

一是汽車故障診斷與維修案例的選取與設(shè)計，實現(xiàn)傳統(tǒng)課程理論教學(xué)與虛擬仿真游戲的有機融合，前提是實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容上的緊密聯(lián)系，這就需要精心選擇虛擬仿真游戲案例；二是游戲案例的選取與設(shè)計標準既能深刻反映所必須掌握的基本知識/技能及故障診斷思維方式，同時又與4S店的實際維修緊密聯(lián)系。通過虛擬仿真游戲，讓學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)汽車診斷知識應(yīng)用到具體的維修實例當中，從而為后續(xù)學(xué)習(xí)、工作、及快速適應(yīng)實際維修環(huán)境打下良好的基礎(chǔ)。因此，筆者通過廣泛的專業(yè)調(diào)研與資料整理，收集和選擇與本課程相配套的素材，并據(jù)此精心設(shè)計加工出若干虛擬仿真游戲案例[3-5]，如表1所示。

3.2教學(xué)方式

虛擬仿真游戲教學(xué)是一種新型的教學(xué)手段，引入這一新型教學(xué)手段的目的是為了解決現(xiàn)有的問題（學(xué)生教學(xué)配套數(shù)不足），因此授課時必須立足本課程的專業(yè)核心課地位，將傳統(tǒng)課堂實踐教學(xué)方式與虛擬仿真游戲進行有機結(jié)合，否則將顧此失彼，分散學(xué)生的學(xué)習(xí)注意力，產(chǎn)生“喧賓奪主”的負面效應(yīng)[6,7]。筆者針對上述要求進行了精心選擇游戲案例，開發(fā)了銜接虛擬仿真游戲與本課程的任務(wù)工單。借助逼真的維修環(huán)境仿真軟件“汽車修理工模擬2018”，包括整車拆裝（底盤發(fā)動機及車身）、汽車配件管理、經(jīng)典案例口述、互動PK、游戲分享及結(jié)果分析等多個環(huán)節(jié)，可以真實地覆蓋游戲教學(xué)的全過程。在課堂教學(xué)中，利用多媒體條件，首先進行教師為主導(dǎo)的課堂虛擬仿真游戲，主要用于演示虛擬仿真游戲基本操作，深化課程知識體系中的基本知識及技能，使學(xué)生獲得猶如身臨4S店的直觀感性認識，激發(fā)其課程學(xué)習(xí)的興趣和積極性，培養(yǎng)其應(yīng)用故障診斷知識解決實際維修問題的全方位思維及自主學(xué)習(xí)能力。

3.3考核形式

由于在課程實施中融入了“游戲化”的教學(xué)思維，在課程考核中，也更加的注重過程考核和任務(wù)的完成情況，保障差等生及格，優(yōu)等生通過自己的努力能取得一個較好的成績，增加學(xué)生的成就感和課程的主動參與程度，從而形成性考核與終結(jié)性考核相結(jié)合、過程考核與目標考核相結(jié)合、理論知識考核與實踐能力考核相結(jié)合、定性考核與定量考核相結(jié)合的四結(jié)合考核方式，課程總評的結(jié)構(gòu)如下圖10所示，課程總成績評分記錄樣表如表2所示。

4結(jié)束語

針對目前汽車故障診斷技術(shù)課程在實踐環(huán)節(jié)中人均配套數(shù)不足導(dǎo)致教學(xué)效率低下的問題，筆者通過在傳統(tǒng)課堂實踐教學(xué)的基礎(chǔ)上融入形式更新穎、內(nèi)容更豐富的虛擬仿真游戲環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了更直觀、更趣味性及“更真實”維修案例實操環(huán)節(jié)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)樂趣，讓課程充滿“游戲性”及“挑戰(zhàn)性”的創(chuàng)新性教學(xué)模式，從而充分發(fā)揮本課程“核心”及“綜合性”作用，使其成為讓學(xué)生提前感知汽車維修診斷的流程及配件管理等知識，貼近今后從事的崗位環(huán)境。

【參考文獻】

[1]李志偉，樊曉力.基于汽車仿真游戲的“汽車診斷技術(shù)”課程教學(xué)實踐[J].大眾科技，2014(12):153-154.

[2]魏志民，宋宗賢.虛擬維護訓(xùn)練器在飛機維修課程中的應(yīng)用實踐[J].裝備制造技術(shù)，2020(1):191-194.

[3]謝寶智.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在《機械裝配與維修》課程中的應(yīng)用[J].軟件導(dǎo)刊(教育技術(shù))，2018(3):65-68.

[4]廖仲伍.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在汽車檢測與維修專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用思考[J].電教科技(教育界)，2019(3):152-153.

[5]仲旭，任婷婷，李江霞.應(yīng)用型本科高校經(jīng)管類專業(yè)實驗實踐課程考核評價體系構(gòu)建及應(yīng)用研究——以虛擬仿真綜合實訓(xùn)課程為例[J].教研探索，2020(10):198-199.

[6]繆志偉，馬棟梁.與虛擬仿真實驗相融合的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)創(chuàng)新與實踐[J].教育教學(xué)論壇，2020(18):384-385.

[7]趙飛.基于虛擬現(xiàn)實的機床維修課程項目式教學(xué)案例開發(fā)[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2017(11):178-180.

作者：李志偉 白玉娥 單位：浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 上海市嘉定區(qū)交通運輸管理中心