“理虚实一体化”教学模式在汽修实训课的实践研究

周宜欣 周玉辉 肖雨 谢东

摘要：随着我国经济水平的提升，汽车逐渐成为了家庭必需品，我国汽车数量连年攀升，这给汽修行业带来的发展的春天。随着汽车发动机技术革新，维修成本和难度也逐年提升，中职汽修专业要结合行业前景，积极构建“理虚实一体化”教学模式，运用现代化虚拟仿真平台开展教学，模拟不同型号发动机结构，让学生进行线上模拟维修操作，积极和汽车4S店和生产厂家开展合作，让学生了解不同型号汽车发动机构造、常见故障和维修技巧，全面提升学生就业竞争力。

关键词：汽车发动机;中职汽修;理虚实一体化;实训教学

中图分类号：G712                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）16-0236-02

0  引言

发动机是汽车的“心脏”，也是汽车动力的来源，随着发动机技术的更新换代，发动机内部构造再进一步优化，各大汽车生产商都在改进发动机构造，已达到降低油耗、提升起步速度的目标。汽车发动机造价比较昂贵，中职学校办学资金有限，很难购买当下最新的发动机型号，汽车发动机构造与维修实训教学面临着很多障碍。“理虚实一体化”教学模式指的是理论、虚拟仿真系统教学和实训教学的有机融合，可以帮助中职汽修专业教师解决实训教学难题，教师可以先讲解不同型号发动机构造，可以借助微课和三维立体绘图软件讲解发动机内部构造，强化学生对发动机结构的记忆;运用虚拟仿真系统开展维修实训，模拟出不同型号发动机，学生进行线上模拟发动机拆装、维修流程;组织学生到汽车4S店和生产厂家开展岗位实训，运用虚拟仿真系统导入真实的发动机维修案例，让学生跟随汽修师傅学习发动机维修技术;运用虚拟仿真平台模拟发动机检测和维修流程，让学生掌握最新汽修技术。

1  中职汽修专业《汽车发动机构造与维修》实训教学现状

1.1 办学资金有限，发动机型号比较老旧

中职学校办学资金有限，用于实训基地建设、采购设备和虚拟仿真系统建设的资金比较有限，再加上汽车发动机造价昂贵，学校采购的发动机都比较老旧，且发动机数量也比较少。例如很多中职学校汽修专业基地只有几台发动机，很多发动机还是几十年前的型号，并不是当下主流发动机，例如部门学校还在用化油器式的发动机，但是现在大多数汽车已经采用了油门阀体和电子燃油喷射系统，陈旧的发动机影响了实训教学效果。

1.2 教师缺少专业汽修经验，影响教学效果

汽修是一门实践性很强的专业，中职学校汽修专业教师主要是以高等院校相关专业毕业生为主，很少有教师具备充足的汽修实践经验，“双师型”汽修教师还是比较缺乏的。例如很多教师对不同类型汽车配置、性能和发动机型号都比较熟悉，但是参与汽车发动机维修的实践机会比较少，对一些最新型号发动机内部构造、信息化检测设备和维修技术都缺乏足够的了解，无法把最新的发动机技术融入到维修教学中。

1.3 实训教学资源老旧，信息化程度不高

中职汽修专业实训教学主要还是以发动机拆装和模拟维修为主，部分教师会运用微课和PPT来开展教学，但是很少有学校开设虚拟仿真实训平台，实训教学信息化程度不高。汽车发动机构造比较复杂，单纯看平面图或文字很难阐述汽车发动机运行原理，教师可以积极尝试虚拟仿真实训平台，模拟汽车发动机点火系统、曲柄连杆装置等发动机内部构造，让学生开展动态化模拟操作，让虚拟仿真技术提升汽修专业实训教学效果。

2  中职汽修专业“理虚实一体化”教学模式解读

2.1 积极打造虚拟仿真教学平台

虚拟仿真技术是一种全新的信息化教学平台，可以模拟不同的教学场景、设置不同的教学任务，让学生进行线上学习和模拟操作。例如教师可以利用专业的汽车维修虚拟仿真软件构建三维立体汽车模型，模拟汽车发动机点火装置工作流程，汽车涡轮压缩空气的流程，让学生动态化学习发动机的工作流程，为汽修实训教学注入新的活力。

2.2 搜集不同型号汽车发动机信息化资源

教师可以利用虚拟仿真平台导入更多最新的美系车、日系车和欧系车发动机型号，让学生尽快熟悉当下最新的发动机技术，弥补中职学校发动机设备不足的问题。例如教师可以搜集日系丰田车不同发动机型号，例如丰田KR系列，这是丰田公司型号最小的发动机，模拟出它的1.0L三气缸，适用于节油要求比较高的车型和微型车，让学生更为全面了解发动机构造和性能。

2.3 促进理论、虚拟仿真和实训教学的深度融合

教师可以利用“理虚实一体化”教学模式来开展教学，运用虚拟仿真技术模拟发动机整体拆装、传动皮带拆装空气滤清器检车等教学项目，让学生在虚拟仿真技术上进行模拟操作，提升实训教学针对性。例如教师可以创设丰田卡罗拉（花冠1ZZ）1ZR-FE电控发动机进行拆装情境，让学生快速熟悉这类发动机轮速检测装置、ABS液壓单元、液压单元总成和盘式制动器等内部零部件，为后续维修教学做好准备。

2.4 有效减少发动机实训设备损耗

汽车发动机是一种精密仪器，如果频繁拆卸发动机，很容易造成发动机损伤，加剧中职学校汽修专业发动机紧缺问题。虚拟仿真技术为发动机构造和维修教学提供了更多选择，学生可以实现一人一台发动机，在虚拟仿真系统上进行重复性拆装和维修训练，让学生对发动机构造和维修技术更加了如指掌，避免学生因为不熟悉发动机构造而损害发动机。

3  中职汽修专业《汽车发动机构造与维修》理虚实一体化教学策略

3.1 精心制作微课，讲解不同发动机型号

微课是虚拟仿真实训教学平台的第一步，教师可以根据教学内容来制作微课，提炼出汽车不同发动机型号特点，并把这些理论知识点转化为微课，指导学生快速熟悉发动机构造。例如教师可以分别展示日系、欧美系发动机，选取丰田汽车发动机和美国福特车发动机进行讲解，让学生了解这两大主流汽车发动机内部构造。例如丰田汽车目前最常用的是双VVT-I发动机，常见的4缸、6缸和8缸，采用的是进排气门智能正时可变控制系统，讲解内部各个气缸的连接方式、重点是介绍可变气门结构，用微课模拟出可变气门工作流程，让学生了解这一技术对提升发动机的扭矩和功率的重要性。EcoBoost发动机是福特汽车新动力技术代表之一，教师可以用微课介绍这一发动机先进的燃油缸内直喷、涡轮增压和双独立可变气门正时系统，让学生从外观上就可以区分这两种类型的发动机，重点介绍它的四缸发动机，涡轮增加系统运作，让学生对比日系车和美系车发动机的优缺点，让学生更加了解发动机构造，为下一步发动机拆装和维修实训教学奠定坚实基础。

3.2 构建虚拟仿真教学平台，模拟发动机拆装过程

教师可以在虚拟仿真平台上设计不同的拆装项目，学生像闯关赛一样逐个攻克，让学生快速熟悉发动机拆装路程。例如教师可以设计大众汽车发动机拆装任务，先为学生进行线上模拟出操作演示，再安排学生进行线上独立操作练习。学生根据教师演示操作进行训练，先把发动机直立放置，拆下进气、排气管和气缸盖出水管，紧接着打开气缸盖罩，分别拆下曲轴管通风管、推杆、挺赶，并标记出相应序号。拆卸气缸是要轻拿轻放，取下气缸盖和衬垫，取下缸盖上的螺栓和螺母，用木槌轻轻敲击缸盖四周。第二步则是把发动机侧放，检车离合器盖和飞轮上的编号，转动曲轴飞轮，轻轻取下离合器总成，紧接着取下启动爪的锁紧垫片，慢慢拆下锁片、曲轴皮带轮和减震器。学生紧接着拆下气门组，先用尖嘴钳取下锁销，然后再放松压缩气门弹簧，取下各缸的进、排气门，并按照拆卸顺序放好，再取下齿轮室盖子和油底壳，拆卸连杆装置，先取下连杆螺母、连杆轴承盖和轴承，从缸体中取出活塞连杆总成，并对连杆螺栓和螺母进行标记。学生可以在虚拟仿真平台上进行自主练习，不断进行拆装训练，系统可以根据学生拆装操作进行打分，学生也可以看到自己操作中存在的问题，进一步提升学生的实操能力。

3.3 设计虚拟发动机维修场景，提升学生操作能力

教师可以把汽车4S店或汽修厂维修案例导入虚拟仿真平台，让学生根据汽车故障测试数据和异常现象进行判断，让学生尝试自主制定发动机维修方案。例如教师把汽车故障视频上传到虚拟仿真平台，设计了发动机不能启动和油量消耗异常的故障，学生在线上设计维修方案。例如学生可以用电子故障检测仪器对汽车进行检测，根据故障码找到故障原因，如果发动机故障码正常，并可以启动，则优先检查电子线路、空气导管和空气滤清器，如果发动机火花不良是，则是要对点火线圈、电子点火器和分电器等进行检查，确定最终故障。教师要鼓励学生提出不同的维修方案，并把自己的虚拟维修操作视频上传到平台，教师对各个学生维修方案和操作进行点评，也可以组织学生对同学提出的维修方案进行验证，鼓励学生在虚拟仿真平台上进行操作，进一步提升学生的实操能力和维修技能，为后续学生就业奠定良好基础。

3.4 深化校企合作，融入发动机维修案例

中职学校可以邀请专业汽修师傅参与教学，让汽修师傅降级专业汽车虚拟仿真系统操作以及最为实用的维修技术，并分享一些发动机维修案例。例如学校和汽修厂、4S店可以联合开发虚拟仿真平台，通过VR投影技术把汽修厂维修现场直接导入虚拟仿真平台，学生可以在线观看汽修师傅维修过程，进一步丰富《汽车发动机构造与维修》课程实训教学内容。学生佩戴上VR眼镜后可以观看维修操作，例如如何拆卸发动机，如何使用电子故障检测仪器，如何确定故障原因，例如汽修师傅针对发动机过热的问题进行了检测和维修，发动机一直处于高速高速运转中，随着涡轮增加加大和空气进入，很容易出现冷却液温度过高的问题，一旦冷却温度超出正常值，发动机不能正常散热，将导致发动机过热，影响发动机正常工作。针对这类故障，我们需要快速检查发动机冷却系统，检查它的节温器、散热器、风扇和水箱，查看是否存在破损零部件，并及时清理水箱和风扇上的杂物。虚拟仿真技术为校企合作提供了新的渠道，学校可以通过虚拟仿真技术把最新的汽修技术融入实训教学，让学生胜任汽修师傅岗位。

4  结语

中职学校要积极打造汽修专业虚拟仿真实训平台，邀请汽修企业参与平台建设，把汽修企业最新的发动机型号、发动机维修技术融入实训，为学生提供线上模拟实训机会。学生可以在虚拟仿真视频平台上学习各种不同型号发动机构造、常见故障及维修技术，进行重复性模拟操作，还可以观看专业汽修师傅维修操作视频，全面提升自身就业竞争力。

參考文献：

[1]林宏雅.汽修专业实训教学改革探究——以《汽车发动机构造与维修》为例[J].汽车维护与修理，2020（06）：58-60.

[2]陈力超.虚拟仿真软件在中职汽车维修专业教学中的运用探究[J].祖国，2019（24）：154，156.

[3]谷玉强.中职学校汽修专业校企合作实训教学模式的研究[J].科技风，2016（2）：255.