浅谈《汽车构造》课程教学改革与实践

曾德军 陈洪玲

【摘要】传统教学模式不适应《汽车构造》课程特点以及高职院校学生的特点，《汽车构造》课程教学急需改革。目前，理实一体化教学模式和虚拟仿真演示教学方法是高职院校进行《汽车构造》课程教学改革的两大趋势，各有其优点和缺点，在实际教学中，只有将多种教学方法有机地结合，形成优势互补，才能有效地提高教学效果和效率。

【关键词】 改革 理实一体 虚拟仿真

1 引言

《汽车构造》是高职院校所开设的汽车类专业一门共同的专业核心课程，能否有效地掌握好这门课程中所讲授的知识，对学生在后续课程学习，以及职业岗位能力培养等方面，起着至关重要的作用。《汽车构造》主要讲解汽车发动机和底盘的各个系统和总成的组成、结构、工作原理，以及各零部件之间的相互位置、连接关系和运转情形等教学内容，是一门理论性和实践性都很强的课程。在目前常规的教学模式中，以图片加文字为主要内容的PPT课件是唯一的“法宝”。PPT课件所使用的图片大多是从教材上移植过来的平面结构图，缺乏立体感，更无动态展示功能，而职业学校的学生又普遍在识读工程图样方面的能力存在不足。于是，学生看不懂PPT和教材上的图形，听起课来自然就像听天书，感到枯燥乏味，缺乏兴趣，上课打瞌睡、玩手机也就在所难免。感到痛苦的不仅仅是学生，还有老师。老师在教学中遇到稍微复杂一点的结构，本来应该详细讲述的内容，但苦于缺乏有效的手段和方法把它们讲述清楚，往往轻描淡写、粗枝大叶、一带而过，根本达不到教学目的。因此，对《汽车构造》课程教学实施改革，势在必行。

2 理实一体化教学模式

针对《汽车构造》这门课程的特点，以及高职院校人才培养目标，实行理实一体化教学模式是目前大多数高职院校进行《汽车构造》课程教学改革的一大方向。所谓理实一体化，就是按照理论与实践相结合的原则，将理论教学的场所由传统的多媒体教室转移到实训室（及理实一体化教室），利用实物展示，增强直观性，避免让学生面对枯燥、乏味且又难懂的机械图纸，使教学达到事半功倍的效果。具体方案是，在实训室里设置多媒体教学设备（电脑和投影仪），用于进行对必要的知识点的介绍和讲解；在实训室中央设置学生座位；在实训室四周根据方便教学的要求，有规划地、分门别类地成列出汽车各总成、机构和系统。

《汽车构造》理实一体化教学可分为以下四个过程：

（1）认知性的学习过程。教师可以边拆装边讲解，让学生充分认识各总成及其零部件的构造和工作原理。对于运动关联性较强的机构，如曲柄连杆机构、配气机构等，还可利用实物，演示其传动关系，把原本抽象的事情变得具体化、实在化，从而成倍地提高学习效率和效果。

（2）拆装技能学习过程。教师从拆装工具的使用，到拆装步骤、要求和注意事项，分别进行讲解和示范，然后再让学生进行分组训练。

（3）故障诊断学习过程。针对某一总成或系统，分析其常见的故障现象、原因及处置办法。

（4）检测与调整学习过程。利用各种专用或通用工具，运用一定的方法和手段，进行针对汽车底盘和发动机的常规检查和调整，如离合器踏板自由行程的检查和调整、发动机气门间隙的检查和调整等。

以实物教学为主要特征的理实一体化的教学模式，与传统的教学模式相比，的确有了很大的进步，教学效果也要好得多。但是，实物教学也因受到许多条件的制约，难以大规模地推广和实施。例如，理实一体化教学对教学场地、教学设施以及教师的双师型素质都有较高要求，这让许多花起钱来捉襟见肘的民办高职院校望而却步。

3 虚拟仿真演示教学

虚拟仿真演示教学就是利用计算机三维建模技术和动漫技术，全方位展示汽车每一个零部件的结構和形状，动态演示每一个局部和整体的运行情况，对学习汽车构造和工作原理这一认知性的学习过程十分有帮助。虚拟仿真演示教学是《汽车构造》课程教学改革的另一大趋势，相对于实物展示教学，虚拟仿真演示教学还具有以下优点：

（1）能够更加清晰和方便地展示汽车的三维结构、系统和部件的组成及工作原理，可提高教学效率和效果；

（2）可以弥补实训设备、师资等教学条件的不足；

（3）无需耗材，可大大降低教学成本；

（4）虚拟仿真安全可靠，能避免学生操作中发生意外事故；

（5）还可以促进教学观念的改进，让学生由被动学习变为主动学习，提高学习积极性。

实践虚拟仿真演示教学的关键，是制作仿真教学软件，需依次完成以下内容：

（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也是常用的三维建模软件。要注意尺寸整理一定要准确表达，避免数字模型的失真。尺寸整理与放样完成后建立各零部件的三维模型。

（2）在3DS MAX中对三维模型进行整理。进入3DS MAX操作界面，在File菜单中导人各个零部件并赋材质和贴图处理，并且把各个零部件都摆放在正确的相对空间位置，最后把它们组合成一个整体并重新命名。

（3）在Clut3D中导入模型、添加交互行为并渲染作品。

（4）将三维仿真交互模型嵌入课件。这样制作的三维仿真交互课件就可以在课件播放时交互操纵这个三维仿真模型。这种三维仿真交互课件可用于课堂教学，也可发布到网络上让学生自学。

以曲柄连杆机构为例，其制作过程大体如下：首先在Pro/E中完成活塞、活塞销、卡环、连杆、连杆盖、连杆螺栓、轴瓦、曲轴等零部件的三维建模，然后在3DS MAX中完成曲轴、连杆、活塞、连杆头的装配，将模型导入Clut3D，在曲柄-连杆-活塞机构上加载约束，设定仿真参数，最后进行曲线绘制，模拟出活塞的位移、速度、加速度曲线。下图为曲柄连杆机构静态仿真图。

以上只是单纯的虚拟仿真演示教学软件的制作方法，如果在此基础上进行软件升级，还可使操作者在一种逼真的虚拟环境下，与操作对象进行人机交互，从而完成汽车发动机、底盘的装配、检测与调整等实训教学内容。

4 结束语

《汽车构造》课程教学改革，就是在教学实践中积极探索，寻找新的教学方法和教学手段，提高教学质量和教学效率。每一种教学模式都有自己的优点，也存在各自的不足。传统教学模式对系统学习课程知识点是必要的，理实一体化教学模式对技能性学习是最好的，虚拟仿真演示教学对认知性学习过程最有帮助，它们之间不是谁代替谁的问题，而是一种互补关系。因此，良好的课堂教学应该让多种教学方法有机地结合在一起，任何单一的教学方法都会让学生感到疲惫和难以适从。

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