论文部分内容阅读
摘 要：本文通过分析汽车电气故障诊断实训教学的现状，探讨实训内容与工作岗位脱节、实训条件缺乏等问题，提出了采用虚拟现实技术开发汽车电气故障检测实训教学平台。
关键词：虚拟现实技术；汽车电气故障诊断；实训教学
一、汽车电气故障诊断实训教学现状分析
1. 实训内容与工作岗位脱节
部分高校的汽车专业教学，重理论学习，轻实践，即使有实训教学，往往与实际工作岗位脱节，没有与时代发展同步，重复着若干年前的实训内容。目前，我校采用的是天煌教仪公司提供的汽车电器故障诊断平台实训考核装置，系统在真车上进行改造，保留原车的大部分电器部件，主要有发动机电控系统、ABS系统、SRS系统、自动变速器系统、自动空调系统、灯光系统、中央集控系统、音响系统、仪表系统、起动与充电系统、雨刷系统等，并增加了故障设置功能，主要可以设置短路、断路故障。虽说这是一个完整的故障设置和检测平台，但是故障设置的范围比较狭窄，多是断线问题，在实车故障中发生的概率非常小，导致实训内容与实际工作岗位脱节。学生从事相关工作后发现，在学校做的大部分实训都是没用的，这就造成了实训教学的恶性循环，无法调动学生的学习兴趣，导致实训效果不佳。
2. 实训条件缺乏
高职院校往往由于资金短缺或者发展重心的问题，实训场地及设备跟不上科技发展，无法做到与实际工作场景一致，学生无法直观地接触实际工作场景，导致学习的主动性不强，实训教学无法做到科学、规范和系统。
二、基于虚拟现实技术的实践教学设计与实施
1. 教学目标
学生在学习了汽车概论、汽车电气与电子控制系统、汽车电气故障检测与维修等课程后，掌握了汽车电气的基本知识，理解了汽车电气的结构和工作原理，通过虚拟现实汽车电气故障检测平台能够进行常见故障的分析诊断。
2. 教学任务设计
采取虚拟现实技术为学习者开辟新的学习途径。根据企业调研和高职学校教学现状，将教学任务与实际工作岗位职责统一起来，并经过梳理和整合，确定实训项目作为教学任务，主要包括发动机构造与维修、ABS系统、SRS系统、自动空调系统、灯光系统、中央集控系统、自动变速器系统、仪表系统、音响系统等检测与维修项目。
三、虚拟仿真实训教学平台设计举例及教学实施
学生学习汽车发动机构造与维修课程时比较吃力。而采取虚拟现实技术开发出的三维立体仿真发动机，采用ADAMS软件和有限元分析软件对发动机柱塞、缸体点火系统进行零部件装配，学生在学习过程中可以直观地了解因尺寸过大或过小对柱塞在缸体内运动引起的尺寸干涉和运动不顺畅的影响，增强了学生对发动机装配构造的感性认识。他们不但学会了发动機的构造，理解了发动机的装配工艺，还体验了学习的快乐，一举两得。
例如，日常教学中发动机的四个冲程：进气冲程、压缩冲程、工作冲程、排气冲程，学生感到抽象且难以理解，特别是点火工作过程复杂，虚拟现实技术可以通过软件对气体的流场做仿真模拟研究，来模拟气体的流态、气门的开启；还可以模拟气体在缸内燃烧的过程，通过调节油门的大小，控制气体的燃烧速度；利用FLUENT软件的后处理程序模拟分析吸气、排气的接通和断开瞬态变化的流场分析；通过软件可计算出气体的压力分布、气体的流动速度分布、气体在缸体的噪音分布、缸体振动分布，最后通过仿真结果对发动机的零部件进行分析检测，实现判断发动机故障的目的。整个过程可以搭配声音和振动，学生通过对比声音振动情况，不但可以增加临场感和学习兴趣，还可以通过听不同的声音来判断不同的故障。
四、结论
本文通过分析汽车电气故障诊断实训教学的现状，探讨实训内容与工作岗位脱节、实训条件缺乏等问题，提出了采用虚拟现实技术开发汽车电气故障检测实训教学平台。通过该平台，学生可以模拟真实的工作环境和工作任务，增添了学习的乐趣，进而取得良好的实训教学效果。
参考文献：
[1]张建武，孔红菊.虚拟现实技术在实践实训教学中的应用[J].电化教育研究，2010（4）：109-112.
[2]肖嵬.虚拟现实技术在校园网络管理中的应用研究[D].重庆：重庆师范大学，2009.
[3]吴建华.汽车发动机原理[M].北京：机械工业出版社，2005.
[4]余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社， 2003.
基金项目：本文系湖南铁道职业技术学院院级课题“智能控制与虚拟现实技术应用”（项目编号：KYTD201703）、株洲市市级社科课题“湖南新型城镇化建设健康可持续发展机制研究”（项目编号：ZZSK17096）的研究成果。
关键词：虚拟现实技术；汽车电气故障诊断；实训教学
一、汽车电气故障诊断实训教学现状分析
1. 实训内容与工作岗位脱节
部分高校的汽车专业教学，重理论学习，轻实践，即使有实训教学，往往与实际工作岗位脱节，没有与时代发展同步，重复着若干年前的实训内容。目前，我校采用的是天煌教仪公司提供的汽车电器故障诊断平台实训考核装置，系统在真车上进行改造，保留原车的大部分电器部件，主要有发动机电控系统、ABS系统、SRS系统、自动变速器系统、自动空调系统、灯光系统、中央集控系统、音响系统、仪表系统、起动与充电系统、雨刷系统等，并增加了故障设置功能，主要可以设置短路、断路故障。虽说这是一个完整的故障设置和检测平台，但是故障设置的范围比较狭窄，多是断线问题，在实车故障中发生的概率非常小，导致实训内容与实际工作岗位脱节。学生从事相关工作后发现，在学校做的大部分实训都是没用的，这就造成了实训教学的恶性循环，无法调动学生的学习兴趣，导致实训效果不佳。
2. 实训条件缺乏
高职院校往往由于资金短缺或者发展重心的问题，实训场地及设备跟不上科技发展，无法做到与实际工作场景一致，学生无法直观地接触实际工作场景，导致学习的主动性不强，实训教学无法做到科学、规范和系统。
二、基于虚拟现实技术的实践教学设计与实施
1. 教学目标
学生在学习了汽车概论、汽车电气与电子控制系统、汽车电气故障检测与维修等课程后，掌握了汽车电气的基本知识，理解了汽车电气的结构和工作原理，通过虚拟现实汽车电气故障检测平台能够进行常见故障的分析诊断。
2. 教学任务设计
采取虚拟现实技术为学习者开辟新的学习途径。根据企业调研和高职学校教学现状，将教学任务与实际工作岗位职责统一起来，并经过梳理和整合，确定实训项目作为教学任务，主要包括发动机构造与维修、ABS系统、SRS系统、自动空调系统、灯光系统、中央集控系统、自动变速器系统、仪表系统、音响系统等检测与维修项目。
三、虚拟仿真实训教学平台设计举例及教学实施
学生学习汽车发动机构造与维修课程时比较吃力。而采取虚拟现实技术开发出的三维立体仿真发动机，采用ADAMS软件和有限元分析软件对发动机柱塞、缸体点火系统进行零部件装配，学生在学习过程中可以直观地了解因尺寸过大或过小对柱塞在缸体内运动引起的尺寸干涉和运动不顺畅的影响，增强了学生对发动机装配构造的感性认识。他们不但学会了发动機的构造，理解了发动机的装配工艺，还体验了学习的快乐，一举两得。
例如，日常教学中发动机的四个冲程：进气冲程、压缩冲程、工作冲程、排气冲程，学生感到抽象且难以理解，特别是点火工作过程复杂，虚拟现实技术可以通过软件对气体的流场做仿真模拟研究，来模拟气体的流态、气门的开启；还可以模拟气体在缸内燃烧的过程，通过调节油门的大小，控制气体的燃烧速度；利用FLUENT软件的后处理程序模拟分析吸气、排气的接通和断开瞬态变化的流场分析；通过软件可计算出气体的压力分布、气体的流动速度分布、气体在缸体的噪音分布、缸体振动分布，最后通过仿真结果对发动机的零部件进行分析检测，实现判断发动机故障的目的。整个过程可以搭配声音和振动，学生通过对比声音振动情况，不但可以增加临场感和学习兴趣，还可以通过听不同的声音来判断不同的故障。
四、结论
本文通过分析汽车电气故障诊断实训教学的现状，探讨实训内容与工作岗位脱节、实训条件缺乏等问题，提出了采用虚拟现实技术开发汽车电气故障检测实训教学平台。通过该平台，学生可以模拟真实的工作环境和工作任务，增添了学习的乐趣，进而取得良好的实训教学效果。
参考文献：
[1]张建武，孔红菊.虚拟现实技术在实践实训教学中的应用[J].电化教育研究，2010（4）：109-112.
[2]肖嵬.虚拟现实技术在校园网络管理中的应用研究[D].重庆：重庆师范大学，2009.
[3]吴建华.汽车发动机原理[M].北京：机械工业出版社，2005.
[4]余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社， 2003.
基金项目：本文系湖南铁道职业技术学院院级课题“智能控制与虚拟现实技术应用”（项目编号：KYTD201703）、株洲市市级社科课题“湖南新型城镇化建设健康可持续发展机制研究”（项目编号：ZZSK17096）的研究成果。