淺談《汽車構造》課程教學改革與實踐

曾德軍 陳洪玲

【摘要】傳統教學模式不適應《汽車構造》課程特點以及高職院校學生的特點，《汽車構造》課程教學急需改革。目前，理實一體化教學模式和虛擬仿真演示教學方法是高職院校進行《汽車構造》課程教學改革的兩大趨勢，各有其優點和缺點，在實際教學中，只有將多種教學方法有機地結合，形成優勢互補，才能有效地提高教學效果和效率。

【關鍵詞】 改革 理實一體 虛擬仿真

1 引言

《汽車構造》是高職院校所開設的汽車類專業一門共同的專業核心課程，能否有效地掌握好這門課程中所講授的知識，對學生在后續課程學習，以及職業崗位能力培養等方面，起著至關重要的作用。《汽車構造》主要講解汽車發動機和底盤的各個系統和總成的組成、結構、工作原理，以及各零部件之間的相互位置、連接關系和運轉情形等教學內容，是一門理論性和實踐性都很強的課程。在目前常規的教學模式中，以圖片加文字為主要內容的PPT課件是唯一的“法寶”。PPT課件所使用的圖片大多是從教材上移植過來的平面結構圖，缺乏立體感，更無動態展示功能，而職業學校的學生又普遍在識讀工程圖樣方面的能力存在不足。于是，學生看不懂PPT和教材上的圖形，聽起課來自然就像聽天書，感到枯燥乏味，缺乏興趣，上課打瞌睡、玩手機也就在所難免。感到痛苦的不僅僅是學生，還有老師。老師在教學中遇到稍微復雜一點的結構，本來應該詳細講述的內容，但苦于缺乏有效的手段和方法把它們講述清楚，往往輕描淡寫、粗枝大葉、一帶而過，根本達不到教學目的。因此，對《汽車構造》課程教學實施改革，勢在必行。

2 理實一體化教學模式

針對《汽車構造》這門課程的特點，以及高職院校人才培養目標，實行理實一體化教學模式是目前大多數高職院校進行《汽車構造》課程教學改革的一大方向。所謂理實一體化，就是按照理論與實踐相結合的原則，將理論教學的場所由傳統的多媒體教室轉移到實訓室（及理實一體化教室），利用實物展示，增強直觀性，避免讓學生面對枯燥、乏味且又難懂的機械圖紙，使教學達到事半功倍的效果。具體方案是，在實訓室里設置多媒體教學設備（電腦和投影儀），用于進行對必要的知識點的介紹和講解；在實訓室中央設置學生座位；在實訓室四周根據方便教學的要求，有規劃地、分門別類地成列出汽車各總成、機構和系統。

《汽車構造》理實一體化教學可分為以下四個過程：

（1）認知性的學習過程。教師可以邊拆裝邊講解，讓學生充分認識各總成及其零部件的構造和工作原理。對于運動關聯性較強的機構，如曲柄連桿機構、配氣機構等，還可利用實物，演示其傳動關系，把原本抽象的事情變得具體化、實在化，從而成倍地提高學習效率和效果。

（2）拆裝技能學習過程。教師從拆裝工具的使用，到拆裝步驟、要求和注意事項，分別進行講解和示范，然后再讓學生進行分組訓練。

（3）故障診斷學習過程。針對某一總成或系統，分析其常見的故障現象、原因及處置辦法。

（4）檢測與調整學習過程。利用各種專用或通用工具，運用一定的方法和手段，進行針對汽車底盤和發動機的常規檢查和調整，如離合器踏板自由行程的檢查和調整、發動機氣門間隙的檢查和調整等。

以實物教學為主要特征的理實一體化的教學模式，與傳統的教學模式相比，的確有了很大的進步，教學效果也要好得多。但是，實物教學也因受到許多條件的制約，難以大規模地推廣和實施。例如，理實一體化教學對教學場地、教學設施以及教師的雙師型素質都有較高要求，這讓許多花起錢來捉襟見肘的民辦高職院校望而卻步。

3 虛擬仿真演示教學

虛擬仿真演示教學就是利用計算機三維建模技術和動漫技術，全方位展示汽車每一個零部件的結構和形狀，動態演示每一個局部和整體的運行情況，對學習汽車構造和工作原理這一認知性的學習過程十分有幫助。虛擬仿真演示教學是《汽車構造》課程教學改革的另一大趨勢，相對于實物展示教學，虛擬仿真演示教學還具有以下優點：

（1）能夠更加清晰和方便地展示汽車的三維結構、系統和部件的組成及工作原理，可提高教學效率和效果；

（2）可以彌補實訓設備、師資等教學條件的不足；

（3）無需耗材，可大大降低教學成本；

（4）虛擬仿真安全可靠，能避免學生操作中發生意外事故；

（5）還可以促進教學觀念的改進，讓學生由被動學習變為主動學習，提高學習積極性。

實踐虛擬仿真演示教學的關鍵，是制作仿真教學軟件，需依次完成以下內容：

（1）零件尺寸整理及建模。各零件尺寸整理及建模主要在Pro/E中完成，除此之外，UG和CATIA也是常用的三維建模軟件。要注意尺寸整理一定要準確表達，避免數字模型的失真。尺寸整理與放樣完成后建立各零部件的三維模型。

（2）在3DS MAX中對三維模型進行整理。進入3DS MAX操作界面，在File菜單中導人各個零部件并賦材質和貼圖處理，并且把各個零部件都擺放在正確的相對空間位置，最后把它們組合成一個整體并重新命名。

（3）在Clut3D中導入模型、添加交互行為并渲染作品。

（4）將三維仿真交互模型嵌入課件。這樣制作的三維仿真交互課件就可以在課件播放時交互操縱這個三維仿真模型。這種三維仿真交互課件可用于課堂教學，也可發布到網絡上讓學生自學。

以曲柄連桿機構為例，其制作過程大體如下：首先在Pro/E中完成活塞、活塞銷、卡環、連桿、連桿蓋、連桿螺栓、軸瓦、曲軸等零部件的三維建模，然后在3DS MAX中完成曲軸、連桿、活塞、連桿頭的裝配，將模型導入Clut3D，在曲柄-連桿-活塞機構上加載約束，設定仿真參數，最后進行曲線繪制，模擬出活塞的位移、速度、加速度曲線。下圖為曲柄連桿機構靜態仿真圖。

以上只是單純的虛擬仿真演示教學軟件的制作方法，如果在此基礎上進行軟件升級，還可使操作者在一種逼真的虛擬環境下，與操作對象進行人機交互，從而完成汽車發動機、底盤的裝配、檢測與調整等實訓教學內容。

4 結束語

《汽車構造》課程教學改革，就是在教學實踐中積極探索，尋找新的教學方法和教學手段，提高教學質量和教學效率。每一種教學模式都有自己的優點，也存在各自的不足。傳統教學模式對系統學習課程知識點是必要的，理實一體化教學模式對技能性學習是最好的，虛擬仿真演示教學對認知性學習過程最有幫助，它們之間不是誰代替誰的問題，而是一種互補關系。因此，良好的課堂教學應該讓多種教學方法有機地結合在一起，任何單一的教學方法都會讓學生感到疲憊和難以適從。

[參考文獻]

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