信息技术在发动机理实一体化教学中的应用探讨

【摘要】随着计算机技术发展迅速，仿真技术慢慢走进了职业教育者的眼中，成为汽车维修专业中职教育的有力助手。在实际教学中，通过操作仿真对即将进行拆装的内容结构进行认识，并仿真操作拆、测、装等步骤，然后进行实训操作，从而解决了理论教学中因为内部结构原理讲解不直观，学生难理解;实训教学中因为学生认识不全面、操作不当而导致设备损坏严重等问题。本文就实际教学中仿真技术的应用实例来探讨计算机仿真技术在发动机教学中的应用。

【关键词】信息技术  发动机  理实一体化教学  应用研究

【课题项目】福建省教育科学“十三五”规划 2020 年度课题《信息技术在发动机理实一体化教学中的应用研究》，立项批号：FJJKZJ20-1360。

【中图分类号】G712   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2021）30-0052-02

国务院印发《国家职业教育改革实施方案》指出，没有职业教育现代化就没有教育现代化。教育部《教育信息化2.0行动计划》指出，到2022年基本实现“三全两高一大”的发展目标，即教学应用覆盖全体教师、学习应用覆盖全体适龄学生、数字校园建设覆盖全体学校，信息化应用水平和师生信息素养普遍提高，建成“互联网+教育”大平台，推动从教育专用资源向教育大资源转变、从提升师生信息技术应用能力向全面提升其信息素养转变、从融合应用向创新发展转变，努力构建“互联网+”条件下的人才培养新模式、发展基于互联网的教育服务新模式、探索信息时代教育治理新模式。无论是全国职业院校教师信息化比赛，还是教学能力比赛，都离不开信息化手段的应用，均考察教师如何将信息技术融合到教学中，如何有效应用到教学设计中去。信息化建设也是近几年福建省职业教育改革发展示范校、示范校现代职业院校建设、高水平职业院校和高水平专业群建设的重要任务。职业院校的信息化建设已经从“重硬件建设”向“重软件应用”转变，已经成为推动职业教育高质量发展的重要抓手，成为提升学校治理能力、“三教改革”和教育教学水平的有效手段。职业院校理实一体化教学是经过实践证明的一种有效的教学方法，信息技术在理实一体化教学中的应用，必将更好地促进“三教改革”，推动课堂革命，引导学生有效学习，更好地培养高素质技术技能型人才。

一、核心概念

（1）信息技术：在传统教学的基础上，能直观呈现教学细节、突破重难点、提高学习效率的技术称为信息技术，主要包括图片、微课视频、多媒体课件、仿真操作软件、数字化教学平台、直播软件等。

（2）理实一体化教学：在发动机教学实施的环节中，将理论教学与实践教学有机融合，在讲解理论的过程中开展实操，使直观与抽象的教学方式交错出现，充分发挥学生主体、教师主导的优势，调动学习兴趣，实现教、学、做同时进行的效果，提高教学质量。

（3）信息技术与理实一体化教学的融合：在理论学习过程中，针对抽象的发动机专业知识，在传统教学的基础上借助图片、动画等信息化手段直观呈现，学生能快速掌握结构原理，然后进行仿真操作学习步骤，最后按照步骤进行实操，从而掌握发动机的结构组成、工作原理、拆装与检测方法。

二、国内外同一研究领域现状与研究价值

在国外，虚拟仿真技术在汽车领域的应用已经很成熟，但更多的是应用在汽车的研发、设计以及故障诊断方面，比如在自动变速箱的故障仿真方面就做得非常突出。而当前，我国计算机技术发展迅速，随着计算机技术的快速发展，计算机仿真在各行各业的应用也逐渐增多。近年来，计算机虚拟仿真技术在教育教學中慢慢凸显出来，尤其在一些机械类专业教学中。据悉，中国农业大学等高等院校的车辆专业已率先创办了在虚拟仿真技术的软硬件条件下的实训室，来辅助车辆专业课程的实训教学。

国内很多科技有限公司陆续开发了很多虚拟仿真软件来技术支持虚拟仿真技术在教育教学中的应用。借此，高等职业院校及中职院校也陆续把目光聚焦于此，但在中职学校，有些学校为实训场所采购了部分虚拟仿真软件，也有尝试将其应用于实际教学，但目前还缺少相关的系统实训教学模式及相关教学课程体系。因此，该课题研究具有极大的研究空间，对汽车维修专业的实际教学极大的实用价值。

就现有的发动机实训课程中遇到的问题，如在校学生人数太多，无法实现学生全部参与;学生由于操作次数频繁及失误对教学资源的损坏，损耗巨大，增大教学设施成本等急需解决问题，尝试引进仿真技术，让学生在仿真软件上操作规范化后再实操，将汽车发动机实训教学与仿真技术有机融合，考查学生的学习效果及对现有教学问题的解决效果。

三、信息技术在发动机理实一体化教学中的应用案例

信息技术在发动机理实一体化教学中，都得到广泛运用，其中在发动机的拆装教学中，表现尤为突出。针对现阶段大班课程中，发动机拆装实训教学中仍存在工位不够，很多同学在课堂上闲置状态。此外，更严重的就是由于学生对拆装步骤不熟，动作不规范而造成工具机器的损坏较严重，而仿真技术很好地解决了这些问题。

（一）案例课题1：汽缸盖的拆装

汽缸盖的拆装，是比较简单的发动机实训项目，但由于拆装过程中用到的扭矩较大，所以经常会造成螺栓的滑丝、损坏。而仿真技术，用计算机创建一个虚拟的仿真场景，学生可以通过仿真选取工具进行拆装仿真，而整个仿真操作过程中，有规范的步骤引导，如出现错误则不能进行下一步。在操作过程中也会规范操作动作。比如，拆卸和安装螺栓时，套筒应与螺栓安装面垂直且螺栓帽完全套入套筒内，如操作过程中，套筒位置不到位则会有警示音，不能继续操作。当学生在仿真软件上能达到标准时再进行实际操作，这样就很大程度规范了操作动作，降低了不必要的损耗。

（二）案例课题2：气缸圆柱度的测量

气缸圆柱度的测量课题实施过程中，发现难点较多，第一，测量步骤繁琐，学生不易掌握;第二，需要用到的量具较多，学生在组装、读数方面都需反复练习;第三，量缸表在气缸内垂直度及上中下几个关键位置的把握都有困难，需要反复练习。而传统的教学模式，教具有限，量具又是精密仪器，稍有操作不当，容易损坏，导致要达到对实训内容完全掌握的教学目标非常耗时耗设备。而本课题研究过程中，引入信息技术，通过微课视频、仿真技术，让学生在课前、课中、课后“三课堂”对以上难点反复学习、吸收，熟悉操作步骤。尤其通过仿真技术，去反复练习量缸表安装的预紧力，在气缸内垂直度的把握，经教学实施，均达到良好的效果。

（三）案例课题3：发动机冷却系统大小循环的控制件-节温器

发动机冷却系统的学习中，大小循环的学习是重中之重，而大小循环的关键零部件就是节温器。教学过程中发现，通过动画呈现讲解了大小循环的工作过程及节温器的工作原理，但学生还是不能真正理解实际工作中大小循环在节温器壳体中的实际水路。探究其原因，在于节温器的大小循环控制，不仅需要理解节温器的工作原理，还需要与节温器壳体相结合，形成主副阀门的水路。此时，借助仿真技术，通过建模呈现出真实的场景，模拟真实的发动机不同工况、不同水温下节温器的工作过程，真实呈现大小循环的切换过程，从而更好地让学生理解了大小循环的真实水路。

四、信息技术在发动机理实一体化教学中所达到的效果

将信息技术充分应用到发动机课程的教学中，达到了预期的效果：

（1）调动了学生的学习主动性。现在中职学生往往热衷于网络游戏，而仿真软件就像一款网络游戏一样，带有一定的趣味性，又具有专业性，操作过程中学生必须开动脑筋认真分析问题，从而才能准确地解决问题，予乐于教，大大提高了学生的主动性。

（2）解决了教学中的重难点。通过仿真软件的，不仅在课堂上帮助教师呈现重难点，学生更易理解重难点，还使实训内容变得可预习、可复习，使得重难点得以充分巩固，从而突破教学重难点。

（3）解决了教学场地和设备问题。学生通过仿真软件操作熟练后再进行实际操作，提高了操作效率，节省了实训场地，降低了实训设备的损耗。

（4）减轻了教师的负担。教师可根据仿真软件后台数据监测学生的操作过程，在实操过程中能有针对性的指导，相对传统的教学模式，大大提高了教师指导效率，从而减轻了教师负担。

五、结语

仿真技术只是模拟了真实的实训設备，就目前技术层面的水平来讲，还达不到与真实实训设备完全一致。因此，它现在还只能是一种较好的、较为先进的辅助教学手段，在提高教学效率、节约实训成本方面，在汽修教学中具有举足轻重的作用。但要练到更为扎实地掌握汽车维修技术，还要积极引导学生在仿真技术的基础上，在真实的汽车实训中苦练专业技术。当然，在未来的中等职业学校汽车维修专业教学中，随着这一技术的不断发展完善，引进汽修仿真技术将会很好地把汽车的各个零部件的构成、技术分解、性能检验、技术调整以及拆卸与装配等环节紧密结合起来。借助现代信息技术装备来虚拟和再现这些场景，可以使得学生更加灵活地对汽车构造原理和维护操作技术进行模拟训练，更好地掌握实际操作的技术与方法，掌握学习训练的要领。既然运用现代仿真技术在中等职业学校汽车维修专业教学中可以有效缩短汽修技术工人的培养时间，减少教学实习 场地与训练器材等的投入费用，具有良好的社会与经济效益，那么在实际教学实践中何乐而不为呢？

参考文献：

[1]刘亚丽，吴贺利.虚拟仿真技术在汽车实训中的应用[J].汽车实用技术，2019（8）：239-240.

[2]钟杰鹏.虚拟仿真技术在汽车维修教学中的应用[J].时代汽车，2018（4）：56-57.

作者简介：

陈惠群（1969年-），男，汉族，福建泉州人，高级讲师，工学学士，研究方向为中职教育、理实一体化教学模式。