浅析仿真教学在汽车维修与检测专业实训中的应用

咸阳师范学院职业技术学院 王乐让

1　汽车检测与维修专业实训的特点

汽车检测与维修专业以培养能够胜任汽车维护、检修、故障诊断与修复等相关工作的高素质的技能型专门人才为目标，具有很强的实践性，需要通过系统的专业训练才能达到培养目标。该专业实训主要包含汽车机械结构拆装实训、汽车日常维护实训、汽车运行故障诊断与排除实训等3方面内容，要求学生通过实训能编制合理的维修保养工艺，熟练地运用检测维修工具和资料，正确地对车辆进行维护和判断排除故障。这些实训项目具有以下特点。

（1）拆装项目重复率高，对机械零部件的损伤和破坏严重。汽车机械零部件，特别像发动机零部件，拆装时相对位置、螺栓拧紧力矩、拆装顺序等都有严格要求。在训练的初始阶段，由于对结构不清楚、对工具不熟悉、对操作要求不理解，往往会在实训中对机械零部件造成变形、错位、折断等损坏；通过焊接、粘接、过盈配合等方式装配而成的零部件，一旦拆卸就会永久性破坏；普通零部件多次拆装也会造成严重变形、磨损和失效。这些都会导致拆装实训效果变差，甚至拆装失败，达不到实训目的。

（2）日常维护项目耗材量大，实训经费开支增大。像车辆维护时冷却液更换、润滑油更换、制冷剂的检查和加注等，一次性消耗耗材数量大，开始操作不熟练还会造成浪费，导致教学成本增大，实训经费紧张。

（3）故障诊断与排除项目对设备和车辆损伤严重，故障重现难度大。在教学设备或实车上进行车辆运行故障的诊断排除，就必须设置真实的故障，必然要人为破坏一些元器件、电路等，多次实训，会对车 辆造成一些不可逆的破坏，导致实训设备后期维护费用高，故障现象再次重现困难，使实训效果的一致性变差。

（4）实训室建设占地面积大、费用高。汽车检测与维修实训室建设时要考虑教学班级的规模及分组情况。要满足实训教学要求，实训设备台套数就要足够多，占地面积要足够大。这往往会和紧张的建设经费、实训空间发生矛盾。

（5）个别实训项目在操作中有一定危险性。如发动机检测中高温液体、高速运转中的零部件、高温有毒的排放气体、高压电等，操作不规范或者流程错误都会造成安全事故。

2　仿真实训教学及其特点

仿真实训教学依托计算机软件、多媒体技术、人机交互技术、数据库和网络通讯等，采用计算机模拟和实物相结合的方式，虚拟现实，构建高度仿真的虚拟实训环境和实训对象，学生在虚拟环境中开展实训，从而达到教学大纲所要求的教学效果。仿真实训教学具有如下特点。

（1）生动直观，易于理解。虚拟仿真实训能通过立体图像让实训对象的内部结构和抽象原理在形象逼真的动画演示中展现出来，利于学生理解，对一些复杂机构的拆装可以提高实训的效率和工作的目的性。

（2）耗费低廉，使用成本低。由于多媒体软硬件购置价格低廉，软件的模拟操作可以多班次重复使用，同时软硬件结合不需要购置多台套实物设备，节约空间和实训室建设经费，使得虚拟仿真实训的教学效率高、成本低。

（3）模拟危险实训项目，有效避免事故发生。操作有一定危险性的项目前，可以在仿真环境下多次练习，通过考核系统或指导老师多次纠错，熟悉操作流程和技术规范后再在实体设备上进行操作，可最大限度避免意外发生。

（4）大多数虚拟仿真系统具有良好的兼容性和开放性，可通过软件升级或技术更新及时补充新技术、新工艺等，降低在真实条件下不断购置新设备的资金压力，也有条件让学生接触更多的新技术、新知识。

（5）丰富了教学手段，激发了学生学习兴趣，提高了教学效果。

3　仿真实训教学在汽车实训中的应用

（1）在汽车拆装实训中的应用。以发动机拆装实训为例，按照传统实训教学方法，一般1台发动机经过3次～4次拆装，会基本失去正常运转所需的装配精度，如果组织管理稍有不慎，还会造成很多零部件和高精度检测量具损坏。但采用了仿真软件后让学生先在电脑上进行仿真拆装、测量，熟悉基本方法和技术规范后再去实物上进行拆装，提高学生的操作熟练程度和规范性，还可避免了由于对结构不熟悉造成的盲目野蛮拆装，减少了设备的损坏，也减少了像清洗剂、润滑剂等物质的消耗。

（2）在汽车维护实训中的应用。汽车维护实训是一个程序性很强、项目较多的工作，如换冷却液、换机油、检查灯光等，需要多次训练才能记住流程和规范。操作过程需要对车辆进行大量操作，并需要大量耗材（如机油、冷却液、棉纱等），如果操作不熟练会对维护部位造成损坏，对耗材造成大量浪费。在实训前，通过计算机软件创设一个虚拟汽车维护环境，让每一位学生在实操之前通过仿真实训熟悉维护流程和规范要求，明确操作的目标，既提高了学习效率，又能保证每个学生能获得一定感性认识。

（3）在汽车故障诊断与排除实训中的应用。汽车故障诊断和排除实训要借助一定检测设备和工具，通过对汽车运转时的一些技术参数的检查对比，判断故障产生的原因并予以排除。汽车结构复杂，各系统关联度高，一个故障可能会导致多个现象产生，特定故障现象重现困难，判断过程抽象性强。汽车故障诊断与排除实训过程中可能还会伴有高温、高压、运动、碰撞、污染物排放等现象发生，具有一定危险性，如果教学设计和组织稍有不慎，就会导致实训失败。通过软硬件结合的故障诊断排除虚拟仿真实训系统，可以把复杂的系统进行模块化设计，多次重现某一故障现象，使实训的结果具有一致性，利于学生理解和掌握，同时也可以避免实训过程中产生的危险和环境污染。

4　结束语

通过仿真实训教学，可以减少对设备的损坏和实训材料消耗，节约实训室建设费用，避免实训中的危险和环境污染，有助于提高学生学习兴趣和理解实训内容，提高实训的效果和效率，对实训教学具有极大现实意义。虽然虚拟仿真实训教学可在一定程度上提高学生的动手能力，但虚拟仿真实训本身有一定局限性，并不能完全代替实物实训，和真实条件下的实训相比，无法获取体验性技能，如对压力、温度、气味的感知，对真实工具、量具的操作技巧掌握等。仿真实训在模拟危险性操作时不会造成严重后果，也容易使学生产生错误的安全感觉，忽视真实环境下操作的安全规范。所以，在充分利用虚拟仿真技术进行实训教学时，绝对不能完全依靠仿真技术，还应该注重真实环境的创设和训练，培养学生的实操技能。