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1、淺談汽車構(gòu)造課程教學(xué)改革與實(shí)踐 【摘要】傳統(tǒng)教學(xué)模式不適應(yīng)汽車構(gòu)造課程特點(diǎn)以及高職院校學(xué)生的特點(diǎn),汽車構(gòu)造課程教學(xué)急需改革。目前,理實(shí)一體化教學(xué)模式和虛擬仿真演示教學(xué)方法是高職院校進(jìn)行汽車構(gòu)造課程教學(xué)改革的兩大趨勢,各有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),在實(shí)際教學(xué)中,只有將多種教學(xué)方法有機(jī)地結(jié)合,形成優(yōu)勢互補(bǔ),才能有效地提高教學(xué)效果和效率。 【關(guān)鍵詞】 改革 理實(shí)一體 虛擬仿真 1 引言 汽車構(gòu)造是高職院校所開設(shè)的汽車類專業(yè)一門共同的專業(yè)核心課程,能否有效地掌握好這門課程中所講授的知識(shí),對(duì)學(xué)生在后續(xù)課程學(xué)習(xí),以及職業(yè)崗位能力培養(yǎng)等方面,起著至關(guān)重要的作用。汽車構(gòu)造主要講解汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤的各個(gè)系統(tǒng)和總成的組成、結(jié)
2、構(gòu)、工作原理,以及各零部件之間的相互位置、連接關(guān)系和運(yùn)轉(zhuǎn)情形等教學(xué)內(nèi)容,是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程。在目前常規(guī)的教學(xué)模式中,以圖片加文字為主要內(nèi)容的ppt課件是唯一的“法寶”。ppt課件所使用的圖片大多是從教材上移植過來的平面結(jié)構(gòu)圖,缺乏立體感,更無動(dòng)態(tài)展示功能,而職業(yè)學(xué)校的學(xué)生又普遍在識(shí)讀工程圖樣方面的能力存在不足。于是,學(xué)生看不懂ppt和教材上的圖形,聽起課來自然就像聽天書,感到枯燥乏味,缺乏興趣,上課打瞌睡、玩手機(jī)也就在所難免。感到痛苦的不僅僅是學(xué)生,還有老師。老師在教學(xué)中遇到稍微復(fù)雜一點(diǎn)的結(jié)構(gòu),本來應(yīng)該詳細(xì)講述的內(nèi)容,但苦于缺乏有效的手段和方法把它們講述清楚,往往輕描淡寫、粗枝大
3、葉、一帶而過,根本達(dá)不到教學(xué)目的。因此,對(duì)汽車構(gòu)造課程教學(xué)實(shí)施改革,勢在必行。 2 理實(shí)一體化教學(xué)模式 針對(duì)汽車構(gòu)造這門課程的特點(diǎn),以及高職院校人才培養(yǎng)目標(biāo),實(shí)行理實(shí)一體化教學(xué)模式是目前大多數(shù)高職院校進(jìn)行汽車構(gòu)造課程教學(xué)改革的一大方向。所謂理實(shí)一體化,就是按照理論與實(shí)踐相結(jié)合的原則,將理論教學(xué)的場所由傳統(tǒng)的多媒體教室轉(zhuǎn)移到實(shí)訓(xùn)室(及理實(shí)一體化教室),利用實(shí)物展示,增強(qiáng)直觀性,避免讓學(xué)生面對(duì)枯燥、乏味且又難懂的機(jī)械圖紙,使教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果。具體方案是,在實(shí)訓(xùn)室里設(shè)置多媒體教學(xué)設(shè)備(電腦和投影儀),用于進(jìn)行對(duì)必要的知識(shí)點(diǎn)的介紹和講解;在實(shí)訓(xùn)室中央設(shè)置學(xué)生座位;在實(shí)訓(xùn)室四周根據(jù)方便教學(xué)的要求,
4、有規(guī)劃地、分門別類地成列出汽車各總成、機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)。 汽車構(gòu)造理實(shí)一體化教學(xué)可分為以下四個(gè)過程: (1)認(rèn)知性的學(xué)習(xí)過程。教師可以邊拆裝邊講解,讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)各總成及其零部件的構(gòu)造和工作原理。對(duì)于運(yùn)動(dòng)關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)的機(jī)構(gòu),如曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)等,還可利用實(shí)物,演示其傳動(dòng)關(guān)系,把原本抽象的事情變得具體化、實(shí)在化,從而成倍地提高學(xué)習(xí)效率和效果。 (2)拆裝技能學(xué)習(xí)過程。教師從拆裝工具的使用,到拆裝步驟、要求和注意事項(xiàng),分別進(jìn)行講解和示范,然后再讓學(xué)生進(jìn)行分組訓(xùn)練。 (3)故障診斷學(xué)習(xí)過程。針對(duì)某一總成或系統(tǒng),分析其常見的故障現(xiàn)象、原因及處置辦法。 (4)檢測與調(diào)整學(xué)習(xí)過程。利用各種專用或通用工具,運(yùn)
5、用一定的方法和手段,進(jìn)行針對(duì)汽車底盤和發(fā)動(dòng)機(jī)的常規(guī)檢查和調(diào)整,如離合器踏板自由行程的檢查和調(diào)整、發(fā)動(dòng)機(jī)氣門間隙的檢查和調(diào)整等。 以實(shí)物教學(xué)為主要特征的理實(shí)一體化的教學(xué)模式,與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比,的確有了很大的進(jìn)步,教學(xué)效果也要好得多。但是,實(shí)物教學(xué)也因受到許多條件的制約,難以大規(guī)模地推廣和實(shí)施。例如,理實(shí)一體化教學(xué)對(duì)教學(xué)場地、教學(xué)設(shè)施以及教師的雙師型素質(zhì)都有較高要求,這讓許多花起錢來捉襟見肘的民辦高職院校望而卻步。 3 虛擬仿真演示教學(xué) 虛擬仿真演示教學(xué)就是利用計(jì)算機(jī)三維建模技術(shù)和動(dòng)漫技術(shù),全方位展示汽車每一個(gè)零部件的結(jié)構(gòu)和形狀,動(dòng)態(tài)演示每一個(gè)局部和整體的運(yùn)行情況,對(duì)學(xué)習(xí)汽車構(gòu)造和工作原理這一
6、認(rèn)知性的學(xué)習(xí)過程十分有幫助。虛擬仿真演示教學(xué)是汽車構(gòu)造課程教學(xué)改革的另一大趨勢,相對(duì)于實(shí)物展示教學(xué),虛擬仿真演示教學(xué)還具有以下優(yōu)點(diǎn): (1)能夠更加清晰和方便地展示汽車的三維結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)和部件的組成及工作原理,可提高教學(xué)效率和效果; (2)可以彌補(bǔ)實(shí)訓(xùn)設(shè)備、師資等教學(xué)條件的不足; (3)無需耗材,可大大降低教學(xué)成本; (4)虛擬仿真安全可靠,能避免學(xué)生操作中發(fā)生意外事故; (5)還可以促進(jìn)教學(xué)觀念的改進(jìn),讓學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí),提高學(xué)習(xí)積極性。 實(shí)踐虛擬仿真演示教學(xué)的關(guān)鍵,是制作仿真教學(xué)軟件,需依次完成以下內(nèi)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
7、外,ug和catia也是常用的三維建模軟件。要注意尺寸整理一定要準(zhǔn)確表達(dá),避免數(shù)字模型的失真。尺寸整理與放樣完成后建立各零部件的三維模型。 (2)在3ds max中對(duì)三維模型進(jìn)行整理。進(jìn)入3ds max操作界面,在file菜單中導(dǎo)人各個(gè)零部件并賦材質(zhì)和貼圖處理,并且把各個(gè)零部件都擺放在正確的相對(duì)空間位置,最后把它們組合成一個(gè)整體并重新命名。 (3)在clut3d中導(dǎo)入模型、添加交互行為并渲染作品。 (4)將三維仿真交互模型嵌入課件。這樣制作的三維仿真交互課件就可以在課件播放時(shí)交互操縱這個(gè)三維仿真模型。這種三維仿真交互課件可用于課堂教學(xué),也可發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)上讓學(xué)生自學(xué)。 以曲柄連桿機(jī)構(gòu)為例,其制作過
8、程大體如下:首先在pro/e中完成活塞、活塞銷、卡環(huán)、連桿、連桿蓋、連桿螺栓、軸瓦、曲軸等零部件的三維建模,然后在3ds max中完成曲軸、連桿、活塞、連桿頭的裝配,將模型導(dǎo)入clut3d,在曲柄-連桿-活塞機(jī)構(gòu)上加載約束,設(shè)定仿真參數(shù),最后進(jìn)行曲線繪制,模擬出活塞的位移、速度、加速度曲線。下圖為曲柄連桿機(jī)構(gòu)靜態(tài)仿真圖。 以上只是單純的虛擬仿真演示教學(xué)軟件的制作方法,如果在此基礎(chǔ)上進(jìn)行軟件升級(jí),還可使操作者在一種逼真的虛擬環(huán)境下,與操作對(duì)象進(jìn)行人機(jī)交互,從而完成汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤的裝配、檢測與調(diào)整等實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容。 4 結(jié)束語 汽車構(gòu)造課程教學(xué)改革,就是在教學(xué)實(shí)踐中積極探索,尋找新的教學(xué)方法和教學(xué)手段,提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。每一種教學(xué)模式都有自己的優(yōu)點(diǎn),也存在各自的不足。傳統(tǒng)教學(xué)模式對(duì)系統(tǒng)學(xué)習(xí)課程知識(shí)點(diǎn)是必要的,理實(shí)一體化教學(xué)模式對(duì)技能性學(xué)習(xí)是最好的,虛擬仿真演示教學(xué)對(duì)認(rèn)知性學(xué)習(xí)過程最有幫助,它們之間不是誰代替誰的問題,而是一種互補(bǔ)關(guān)系。因此,良好的課堂教學(xué)應(yīng)該讓多種教學(xué)方法有機(jī)地結(jié)合在一起,任何單一的教學(xué)方法都會(huì)讓學(xué)生感到疲憊和難以適從。 參考文獻(xiàn) 1張
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