汽修專業中虛擬仿真游戲應用及教學提升研究

潘星馳

（宜興高等職業技術學校，宜興 214206）

0 引言

通過對汽車修理行業的廣泛調研可知，汽車維修企業對于不同崗位有著不同的技能需求。因此職業院校汽修專業學生的能力培養及課程設置需要進行定制化調整，而定制化教學則以學生的實際操作能力培養作為第一原則。教學中要充分利用多媒體教學手段，使得學生在掌握一定理論基礎的同時，能夠基于如虛擬仿真游戲等方式開展個性化學習[1]，從而提高汽修課程教學的效果。

而隨著信息化技術的應用，在汽車維修課程建設過程中，逐漸形成了各種以情境為載體，線下、線上相結合，并融入微視頻、虛擬仿真等多種方式的教學體系。本文通過在教學過程中應用虛擬仿真游戲，介紹了“汽車修理工模擬2018”游戲的優勢與操作流程，以增強學生對課程的興趣，切實提高課程授課的質量。

1.采用虛擬仿真游戲教學的優勢分析

通過調研發現，本校汽修專業引用虛擬游戲進行輔助教學，一方面節約了教學資源，相對減少了對本專業資金的投入；另一方面這種寓教于樂的教學方式，可以提升學生的理論知識和實踐能力，達到事半功倍的教學效果。具體表現如下。

1.1 教師教學方式的改變

調研發現，很多職業院校的專業教師在教授《汽車維護與保養》時，需要分別講解工具的使用和具體的操作步驟等，大致需要花費2多個小時。且每個班都需要這樣重復進行講解，費時費力，還不能確保同學們的學習效果。如果采用虛擬游戲軟件來實施教學，可以讓學生根據自己的實際情況選擇性學習，教師則可以有更多的時間來為同學答疑和解決問題。教師從一對多的重復講解轉變為一對一的專門化、具體化授課，極大提高了教學效率。

1.2 學生學習方式的變革

在虛擬游戲軟件中，學生可以將更多的時間精力投入到虛擬操作中，通過軟件來進行模擬汽車維護和保養的操作過程。同時，學生還可以根據自己的學習進度和熟練程度，進行反復練習。在整個實操學習中，這種新穎的學習方式更容易吸引學生，調動學生學習的積極性和主動性[2]。

1.3 教學資源的節約

實訓課程往往會對實訓工具和設備造成一定的損耗，每年學校都需要對損耗的工具設備進行維護和增添。甚至有時會因為學生的操作失誤，直接導致教具的損壞，造成更大損失。而采用虛擬游戲軟件模擬實操，學生可以在電腦上反復操作練習，待操作步驟熟練掌握后再進行實物操作，可以有效降低實訓設備的損耗率，同時還可以增強學生的自信心。由此可以節約不少的實訓成本。

1.4 提升教學質量

我校汽修專業學制為3年，但根據教育部對中等職業院校的要求，第3年需要學生頂崗實習。因此學生在學校實際上課的時間只有2年，2年中學生需要掌握扎實的理論知識和豐富的實踐經驗，時間緊任務重,這些教學任務成了目前中職院校的一項難題。而引入游戲模擬軟件進行輔助教學，可以節省大量課上教學實踐，從而有效解決目前這一難題。

1.5 提升實訓的安全性

通過虛擬仿真游戲不僅能夠提升學生的學習效率，還能夠降低安全事故發生的概率。汽車實訓車間的一些設備、臺架均屬于大型機械產品，人數較多的班級實訓時，存在一定的安全風險。但是如果能夠分為設備實操和仿真實操的不同小組進行實訓學習，專業教師也有更多精力來進行巡視，從而降低風險發生的概率。

2. 虛擬仿真游戲教學方案設計

利用游戲仿真軟件作為教學工具已逐步呈現于中職專業教師的課堂。要想將模擬仿真游戲用好，且用得恰到好處、恰合時宜，需要授課教師深入研究，并且在備課時充分考慮到環節的可行性、契合性，以達到突出教學重點的效果。要達到這樣的目的，需要專業教師在日常教學中長期嘗試和摸索，而不是僅僅作為一節示范課、公開課去展示。

此外，在教學中引入虛擬仿真游戲，還可以幫助學生向4S店企業文化進行靠攏。這也就意味著將現實操作和游戲操作同步進行，讓每位同學在游戲中模擬操作，并通過任務模式不斷鞏固對操作規范的認知；而在真正實訓中，將實操練透、練熟。同時，學生還可以在游戲中對未學習的課堂內容進行預習。

因此，教學中引入虛擬仿真游戲，是將專業性和科技性在課堂上實現有機統一，也是極具挑戰性的教學嘗試。其具體課堂實施方法可以分為以下3步。

2.1 充分備課，熟悉游戲操作

結合《汽車維護與保養》課程中的內容，對教學內容進行有效的拆分、優化和整合，用以應對一級、二級維護以及各類保養中的規范操作。同時，教師要熟悉虛擬游戲的每一個環節，最好能夠做到熟練操作。

2.2 善于調控課堂與游戲的主次

專業教師要明確，游戲只是一種課堂輔助方式，而不是整堂課的主體。所以要合理切入游戲時間，這就需要在教師備課時認真考慮，并結合課堂實際情況來實施。新授課程可以安排得多一些。實際操作時，可以將電腦作為虛擬工位安排學生輪換操作，通過對比成績吸引激發學生的好勝心。

2.3 把握游戲內容的完整性

在游戲中會遇到步驟缺少以及因游戲設定而不規范之處，教師應該強調任務的規范性和完整性，延伸出一些缺少的環節認真講解，加深學生的印象，從而對系統內容的完整性做到查漏補缺。

3.汽修專業虛擬仿真游戲的教學應用

通過對比各種汽車維修類虛擬仿真游戲的內容與細節后，本研究選擇了“汽車修理工模擬2018”這款游戲。該游戲有著獨特的優勢，具體表現如下。

（1）操作場景更加逼真。無論是維修車間、維修工位、整車以及各類維修工具，都能夠很好地還原真實的汽車修理廠，增加了對學生的吸引力。

（2）采用三維模型將車輛的拆裝制成動畫，更容易讓學生熟記車輛的拆裝步驟，并且動畫中配備了具體的車輛組配件講解。這樣學生在操作上更容易減少失誤，使得操作更加規范。

（3）學生可以通過這款游戲學習軟件來進行實操練習，在學習上更靈活自主。教師也可以設計考卷，來監管學生的學習情況，并根據學生反饋的成績，采取相應的教學措施。

3.1 結合汽修學科特點有針對性地選用多媒體教學手段

以虛擬仿真游戲為代表的多媒體技術，在職業教育課堂中已得到廣泛應用，是現代教育的重要教學手段。教師在實際的教學工作中，需結合學科內容和自身教學特點選擇相應的教學媒體。

3.1.1 學生自身實際情況

學生存在個體差異，每個同學自身的發展情況也各不相同，主要包括年齡、心理和認知水平等特征。這些差異性特征使得教師在選用多媒體教學手段后，學生所反饋的學習情況存在明顯差異[3]。所以在選用多媒體教學時，教師應充分考慮學生的自身情況及他們的學習能力，做好課前的學情分析。那么教師可根據虛擬仿真游戲適當調整課程進度，盡可能照顧到每位同學。

3.1.2 教學內容和要求

教學方法和教學手段都是服務于教學活動的。無論采用哪種多媒體手段，都需貼合教學內容和要求[4]。為優化教學活動，而達到良好的教學效果，需要教師結合教學內容選用合適的教學媒體。

3.1.3 教師對教學手段的靈活掌握

在實際的教學過程中，教師需完全熟悉教學多媒體的功能，并可以靈活掌握對其的使用。教師對多媒體的操作能力水平會直接影響教學效果。如果教師能夠熟練操控虛擬仿真游戲，可以提升學生們的學習興趣。例如對汽車進行簡單的輪胎檢修。首先要將被修車輛移送至舉升機準備進行舉升，進行整車檢查（圖1）；然后切換至檢測模式，能用紅色標識出待修部件。

圖1 模擬舉升車輛

3.2 科學、恰當地使用虛擬仿真等游戲

虛擬仿真等游戲已經在汽修課堂上普遍使用，利用這種教學手段可以達到深化課堂內容，優化教學效果的目的。但是虛擬仿真等游戲僅作為教學的一個輔助工具，更主要的還是依賴于教師的實際教授。因此在日常教學中，專業教師應注意傳統教學和多媒體教學在教學過程中的實際作用，分清主次，相輔相成，科學合理地使用多媒體。

另外，在職業教育階段的實際教學中，虛擬仿真游戲等多媒體作為教學的輔助工具，主要是為深化課程學習內容，優化教學模式、教學過程等，提升學生的學習興趣和能力。因此，教學中，教師的主導地位和學生的主體地位不能被替代。

3.3 抓好課程的教學設計，促進教改創新

教學設計是教學內容的具體體現，利用虛擬仿真游戲等教學手段，做好課件的教學設計，不斷推進教學改革創新。

（1）正確對待虛擬仿真游戲等教學手段，將虛擬仿真游戲與其他教學方式相結合，盡可能最大化地實現課堂教學效果。在進行教學設計時，課件內容應以教學目標為基準，不偏離教學目標，應具有針對性、多樣性等。對內容學習需設置好教學的重難點，讓學生有目的、有計劃地去學習。

（2）適當選擇虛擬仿真游戲教學方式。應注意盡可能發揮虛擬仿真游戲的教學特性，將更多精力放在學科內容的重難點上，如學科中比較抽象生疏復雜的課程、實操訓練等。教師在授課過程中將這類不易理解內容，通過虛擬仿真游戲的教學方式進行展現和深析，物盡其用，從而達到更好的教學效果。

如講授拆裝輪胎的課程，可以通過仿真游戲將拆裝輪胎的操作過程以視頻的方式播放給學生，期間給學生重點講解操作的規范步驟。然后讓學生通過虛擬仿真游戲練習熟練后，再進入實訓室實物操作，提升了教學效率（圖2）。

圖2 模擬拆裝輪胎

（3）充分發揮虛擬仿真游戲教學的特性，利用多媒體自身優勢，科學合理地設計多形式的多媒體課件，將課堂與多媒體教學有機結合，推動對傳統教學的改革。虛擬仿真游戲教學設計應注意格式簡潔、內容準確、實用性強這三個方面，學生可利用虛擬仿真游戲自主性地去學習，教師則可以改變一言堂現狀，以傳授知識和解決學生問題為主。

4 應用經驗分享

通過在汽修專業課程中使用虛擬仿真游戲后發現，虛擬現實技術可以為教學過程帶來無限的可能。除了身臨其境的學習體驗外，針對每一個學生定制化的學習化方案，可大大激發學生的學習熱情，進而提高教學效果[5]。而且虛擬仿真游戲的使用，豐富了職業教學的實訓內容，大大降低了教學的成本，并使學生的學習過程變得生動活潑[6]。

不過經過一段時間的應用后，調研發現，部分教師在教學過程中，更多地偏向對課件的制作和虛擬仿真等游戲的使用，對教學內容的深析和學生的學習情況投入較少，違背了教學的主體觀念。虛擬仿真游戲是為了輔助教師把課上好。因此，學校在強化專業教師運用多媒體教學的意識時，應加以引導教師在教學過程中的主體教學地位，合理科學地使用虛擬仿真游戲等輔助教學工具。

在應用“汽車修理工模擬2018”進行《汽車維護與保養》的教學中發現，這款虛擬仿真游戲在細節上有很多亮點。例如，在商店購買輪胎時要對原車的輪胎尺寸進行選擇，如果沒有注意錯誤購買，就會導致無法安裝。這樣的場景給學生留下深刻的印象。

另外，在輪輞和輪胎購買后無法直接安裝，而是生動還原了扒胎機和動平衡2種設備的使用場景和操作步驟；發動機換油保

養時，機油桶如果沒有正對放油螺栓，會導致機油灑落。這些細節在學生的反復訓練中會融入到他們的本能意識中，讓他們在工作崗位少犯錯誤。

當然，這款游戲也存在一些不完善的地方，例如維修保養作業前沒有安裝翼子板布、前格柵布及車內三件套的步驟；機油加注后缺少用機油標尺進行檢測液位的步驟；無法進行輪胎胎面磨損的檢測等。這就是專業教師不能過分依賴虛擬仿真游戲教學的原因。游戲不可能完全模擬汽車維護與保養的所有標準操作，而且隨著汽車技術的發展，汽車維護與保養的步驟與標準也在變化，所以要求專業教師適當調整教學內容，更有效地發揮游戲的作用。

5 結束語

虛擬仿真技術在汽車專業教學中很好地提升了教學的科技化和專業化。而受限于虛擬仿真實訓室成本過高，我校專業教師團隊通過發掘虛擬仿真游戲來進行填補，在經過設計和嘗試后，也能達到預期效果。這樣的教學模式增加了學生的學習興趣和熱情，同時也能為鞏固強化專業技能服務。相信在未來的學習中，VR虛擬仿真技術抑或是仿真游戲，在《汽車維護與保養》以及其他各類汽車課程中必定能夠實現真正的價值。