虛擬化維修車(chē)間在汽車(chē)故障診斷的實(shí)踐

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【摘要】文章分析目前《汽車(chē)故障診斷技術(shù)》課程教學(xué)過(guò)程中存在的人均實(shí)訓(xùn)配套數(shù)普遍不足及學(xué)生對(duì)整車(chē)沒(méi)有拆解過(guò)從而導(dǎo)致對(duì)整車(chē)結(jié)構(gòu)不甚了解的普遍問(wèn)題，通過(guò)將虛擬仿真游戲融合進(jìn)傳統(tǒng)的汽車(chē)故障診斷技術(shù)的實(shí)操教學(xué)環(huán)節(jié)，進(jìn)行課程教學(xué)實(shí)踐，探索更靈活有效的教學(xué)模式，進(jìn)而提高學(xué)生實(shí)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(chē)維修；教學(xué)實(shí)踐

《汽車(chē)故障診斷技術(shù)》課程在汽車(chē)檢測(cè)與維修技術(shù)專(zhuān)業(yè)中是一門(mén)專(zhuān)業(yè)核心課程，此課程不僅是學(xué)生所學(xué)汽車(chē)相關(guān)知識(shí)、技能綜合的運(yùn)用，并且是學(xué)生進(jìn)入汽車(chē)后服務(wù)相關(guān)職業(yè)崗位頂崗實(shí)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(duì)這個(gè)行業(yè)及對(duì)這個(gè)行業(yè)的興趣，但在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，一直存在人均配套數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足及實(shí)踐造成的教學(xué)設(shè)備損耗較大的問(wèn)題，而通過(guò)引入“虛擬化維修車(chē)間”概念到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，有望解決這一問(wèn)題，大大提升實(shí)踐教學(xué)效率。

1汽車(chē)故障診斷技術(shù)課程實(shí)踐中存在的問(wèn)題

《汽車(chē)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(xiàng)目化教學(xué)方式來(lái)進(jìn)行理論知識(shí)的教學(xué)，使學(xué)生能掌握其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)和技能。理論實(shí)踐一體化教學(xué)是這門(mén)課程教學(xué)的典型特點(diǎn)，綜合診斷維修能力的培養(yǎng)是它的核心目標(biāo)。但課程實(shí)踐中仍然存在以下問(wèn)題：（1）在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，部分院校使用發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架作為教學(xué)用具，部分院校使用整車(chē)，筆者更傾向于使用整車(chē)，因?yàn)樵趯?shí)際維修中，維修人員面對(duì)的都是整車(chē)，而整車(chē)相對(duì)于實(shí)訓(xùn)臺(tái)架具有更加完整性及真實(shí)性，更為主要的是，在實(shí)際維修中，拆裝其實(shí)是一項(xiàng)必不可少的工作，而使用實(shí)訓(xùn)臺(tái)架作為教具的話，此項(xiàng)學(xué)習(xí)任務(wù)就無(wú)法完成，導(dǎo)致許多學(xué)生在進(jìn)入工作崗位后無(wú)法快速的進(jìn)行作業(yè)。可見(jiàn)整車(chē)作為教學(xué)用具是必然的選擇，但整車(chē)在院校中不可能配套到人均1輛，即使一個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目配套6套以上也是不現(xiàn)實(shí)的，以筆者所在院校為例，一個(gè)故障實(shí)踐項(xiàng)目也僅僅配套2輛整車(chē)，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足實(shí)踐教學(xué)所需，由此必然導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)效率大大降低，所以基于“虛擬化維修車(chē)間”故障診斷實(shí)訓(xùn)能力提升的實(shí)踐教學(xué)非常適合在這門(mén)課程中進(jìn)行開(kāi)展和實(shí)驗(yàn)。（2）在實(shí)踐教學(xué)實(shí)施中，大部分維修教學(xué)案例都是通過(guò)人為的設(shè)置故障點(diǎn)，讓學(xué)生進(jìn)行排故，這種項(xiàng)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(biāo)性及方向性，而這在實(shí)際維修中并不合理。實(shí)際維修中，對(duì)于客戶(hù)車(chē)輛的故障問(wèn)題千奇百怪，且大部分是機(jī)械故障，電路故障實(shí)際并不多見(jiàn)，同時(shí)維修過(guò)程中，少不了各種拆裝和換新，這也是在實(shí)際教學(xué)中無(wú)法完成的，而“虛擬維修車(chē)間”的嵌入，剛好可以彌補(bǔ)此.

2“虛擬化維修車(chē)間”的引入對(duì)課程實(shí)踐的作用

2.1“虛擬化維修車(chē)間”——“汽車(chē)修理工模擬2018”簡(jiǎn)要介紹

“虛擬化維修車(chē)間”的實(shí)踐教學(xué)，筆者主要是通過(guò)一款仿真游戲作為介質(zhì)進(jìn)行實(shí)施。游戲主要通過(guò)三種方式來(lái)激發(fā)玩家的動(dòng)機(jī)：幻想、挑戰(zhàn)和好奇心，為了達(dá)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(gè)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(bào)告單，上面簡(jiǎn)要介紹需維修車(chē)輛的里程數(shù)、故障現(xiàn)象、車(chē)輛型號(hào)等。然后玩家根據(jù)維修單對(duì)汽車(chē)進(jìn)行故障查找，查找到會(huì)有提示，確認(rèn)故障點(diǎn)后，玩家需登錄電腦購(gòu)買(mǎi)相關(guān)配件對(duì)汽車(chē)進(jìn)行維修，維修后玩家將收到維修費(fèi)用。（2）娛樂(lè)性：游戲中，玩家可以任意的拆裝汽車(chē)零部件進(jìn)行認(rèn)知和故障分析，同時(shí)玩家在完成任務(wù)工單后將“賺到美元”，試車(chē)跑道中也有相關(guān)的車(chē)道進(jìn)行游戲，游戲性較強(qiáng)。（3）挑戰(zhàn)性：游戲中的任務(wù)工單難度是循序漸進(jìn)的，但玩家必須對(duì)整車(chē)的系統(tǒng)有個(gè)大概了解，同時(shí)玩家必須總結(jié)上次的維修經(jīng)驗(yàn)和有耐心的對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行確認(rèn)，否則不可能拿到下一個(gè)任務(wù)維修工單。游戲進(jìn)行非常具有挑戰(zhàn)性，需要一個(gè)團(tuán)隊(duì)共同探討完成。（4）新奇性：這是一款最新的汽車(chē)模擬游戲，也是目前市場(chǎng)上關(guān)于維修模擬類(lèi)型游戲中場(chǎng)景最逼真，最復(fù)雜的一款。對(duì)于學(xué)生的好奇心來(lái)說(shuō)具有極大的驅(qū)動(dòng)作用，通過(guò)過(guò)關(guān)，也是自我能力實(shí)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(chǎng)地模擬的是4S店的實(shí)體維修場(chǎng)地，有維修工具、配件庫(kù)及商場(chǎng)、整車(chē)、舉升機(jī)、輪胎動(dòng)平衡儀、胎壓表、故障診斷儀、萬(wàn)用表和輪胎拆裝機(jī)等，同時(shí)汽車(chē)的各零部件都可以進(jìn)行模擬拆裝，尤其是其發(fā)動(dòng)機(jī)/底盤(pán)及車(chē)身的拆裝，非常符合“汽車(chē)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(chē)間“在課程實(shí)踐中的作用

“虛擬實(shí)訓(xùn)”技術(shù)應(yīng)用在汽車(chē)專(zhuān)業(yè)課的教學(xué)中，將給學(xué)生營(yíng)造了一種“自主學(xué)習(xí)”的環(huán)境，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立起來(lái)的虛擬實(shí)訓(xùn)基地，其中的“操作工具設(shè)備”“汽車(chē)整車(chē)零部件”“汽車(chē)配件商場(chǎng)”“涂裝車(chē)間”及“汽車(chē)零部件倉(cāng)庫(kù)”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(chē)維修工”的角色中，使其全身心地投入到理論和實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)的環(huán)境中去，同時(shí)實(shí)訓(xùn)過(guò)程不存在汽車(chē)部件折舊和損壞等情況，主要應(yīng)用價(jià)值為：（1）解決交通分院汽車(chē)技術(shù)設(shè)備跟不上市場(chǎng)技術(shù)設(shè)備的突出矛盾問(wèn)題及新設(shè)備購(gòu)置的資金問(wèn)題；（2）解決人均實(shí)訓(xùn)設(shè)備數(shù)不足的矛盾問(wèn)題；（3）解決實(shí)訓(xùn)中的人生及設(shè)備安全問(wèn)題；（4）解決學(xué)生在實(shí)訓(xùn)課堂過(guò)程中拿出手機(jī)玩無(wú)關(guān)“游戲”的突出問(wèn)題；（5）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及對(duì)于本專(zhuān)業(yè)的從業(yè)興趣；（6）此項(xiàng)目的實(shí)施可在各種強(qiáng)依賴(lài)設(shè)備的實(shí)訓(xùn)課堂中進(jìn)行有效推廣。

3教學(xué)創(chuàng)新與實(shí)踐

3.1教學(xué)內(nèi)容

一是汽車(chē)故障診斷與維修案例的選取與設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)課程理論教學(xué)與虛擬仿真游戲的有機(jī)融合，前提是實(shí)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)既能深刻反映所必須掌握的基本知識(shí)/技能及故障診斷思維方式，同時(shí)又與4S店的實(shí)際維修緊密聯(lián)系。通過(guò)虛擬仿真游戲，讓學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)汽車(chē)診斷知識(shí)應(yīng)用到具體的維修實(shí)例當(dāng)中，從而為后續(xù)學(xué)習(xí)、工作、及快速適應(yīng)實(shí)際維修環(huán)境打下良好的基礎(chǔ)。因此，筆者通過(guò)廣泛的專(zhuān)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(jì)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(wèn)題（學(xué)生教學(xué)配套數(shù)不足），因此授課時(shí)必須立足本課程的專(zhuān)業(yè)核心課地位，將傳統(tǒng)課堂實(shí)踐教學(xué)方式與虛擬仿真游戲進(jìn)行有機(jī)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(fù)面效應(yīng)[6,7]。筆者針對(duì)上述要求進(jìn)行了精心選擇游戲案例，開(kāi)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(chē)修理工模擬2018”，包括整車(chē)拆裝（底盤(pán)發(fā)動(dòng)機(jī)及車(chē)身）、汽車(chē)配件管理、經(jīng)典案例口述、互動(dòng)PK、游戲分享及結(jié)果分析等多個(gè)環(huán)節(jié)，可以真實(shí)地覆蓋游戲教學(xué)的全過(guò)程。在課堂教學(xué)中，利用多媒體條件，首先進(jìn)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(shí)體系中的基本知識(shí)及技能，使學(xué)生獲得猶如身臨4S店的直觀感性認(rèn)識(shí)，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(shí)解決實(shí)際維修問(wèn)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(shí)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(guò)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(guò)自己的努力能取得一個(gè)較好的成績(jī)，增加學(xué)生的成就感和課程的主動(dòng)參與程度，從而形成性考核與終結(jié)性考核相結(jié)合、過(guò)程考核與目標(biāo)考核相結(jié)合、理論知識(shí)考核與實(shí)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(píng)的結(jié)構(gòu)如下圖10所示，課程總成績(jī)?cè)u(píng)分記錄樣表如表2所示。

4結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)目前汽車(chē)故障診斷技術(shù)課程在實(shí)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(wèn)題，筆者通過(guò)在傳統(tǒng)課堂實(shí)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(shí)現(xiàn)了更直觀、更趣味性及“更真實(shí)”維修案例實(shí)操環(huán)節(jié)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)樂(lè)趣，讓課程充滿(mǎn)“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(chē)維修診斷的流程及配件管理等知識(shí)，貼近今后從事的崗位環(huán)境。

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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(yùn)輸管理中心