曹文君，龍志軍，陳文波

（佛山職業(yè)技術(shù)學(xué)院 汽車工程學(xué)院，廣東 佛山 528000）

虛擬現(xiàn)實(shí)是集成計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、仿真技術(shù)、多傳感器技術(shù)和人工智能技術(shù)等多門學(xué)科的交叉新技術(shù)，可通過實(shí)時生成多維信息提供身臨其境的真實(shí)感與超越現(xiàn)實(shí)的虛擬性，其友好的人機(jī)互動性為教育行業(yè)的發(fā)展帶來了新的潛力。目前，國內(nèi)外教育研究者已經(jīng)對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)上的應(yīng)用進(jìn)行了初步探索，主要集中在醫(yī)學(xué)、機(jī)械、旅游等相關(guān)專業(yè)的課程教學(xué)。高職教育更為注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力，高職汽車車身維修專業(yè)以培養(yǎng)具備較高的汽車車身維修方面的理論知識和較強(qiáng)的實(shí)踐技能的高級技術(shù)技能型人才為目標(biāo)。汽車涂裝為汽車車身維修的一門專業(yè)核心課程，作為本專業(yè)學(xué)生今后從事汽車鈑金、事故車查勘與定損等技術(shù)崗位的支撐課程。課程主要培養(yǎng)學(xué)生表面前處理、遮蔽、調(diào)漆等實(shí)踐操作能力與遵守安全作業(yè)規(guī)范及5S（整理、整頓、清潔、清掃、自律）標(biāo)準(zhǔn)的職業(yè)素養(yǎng)。

1 汽車涂裝課程的實(shí)踐教學(xué)特點(diǎn)與現(xiàn)狀

汽車涂裝課程由兩部分構(gòu)成，理論部分與實(shí)踐操作部分。理論部分主要講解汽車涂料的組成和分類、涂裝工具和設(shè)備的使用方法、汽車涂裝的表面處理技術(shù)以及汽車涂裝的工藝流程。實(shí)踐操作部分根據(jù)車身損壞情況制定涂裝工藝，完成表面預(yù)處理、選用與調(diào)制底漆、底涂層的涂裝、原子灰的刮涂與打磨、面漆噴涂等工藝操作。

1.1 汽車涂裝課程的實(shí)踐教學(xué)

（1）工藝要求繁瑣。汽車涂裝對材料和工藝的要求都較高，同時需要掌握噴槍、標(biāo)準(zhǔn)光源對色燈箱、打磨機(jī)、拋光機(jī)等多種設(shè)備與工具的使用。例如，根據(jù)不同的工藝要求選擇不同的噴涂手法，包括干噴、濕噴、濕碰濕、虛槍噴涂、霧化噴涂、帶狀涂裝等。汽車車身不同板件采用的噴涂工藝也有所區(qū)別，例如，發(fā)動機(jī)罩的噴涂應(yīng)先噴涂發(fā)動機(jī)罩邊緣，再噴涂發(fā)動機(jī)罩前部和前翼子板側(cè)面，從中心開始向邊緣進(jìn)行噴涂；而車門的噴涂則先噴涂車門框的頂部，再下移直到車門的底部。

（2）涂裝知識更新?lián)Q代快。為滿足節(jié)能、環(huán)保要求，汽車涂裝作為汽車生產(chǎn)線中污染最嚴(yán)重的一個環(huán)節(jié)，在涂裝材料和涂裝工藝上的更新?lián)Q代都成為必然趨勢。硅烷前處理技術(shù)，室溫磷化技術(shù)，自泳漆技術(shù)等新技術(shù)都開始在汽車涂裝領(lǐng)域嶄露頭角。隨著涂裝新設(shè)備與新技術(shù)的出現(xiàn)，汽車涂裝課程內(nèi)容也將隨之更新課程內(nèi)容。

（3）安全防護(hù)要求高。由于涂裝材料具備一定的毒性與揮發(fā)性，在實(shí)際噴漆過程中要求嚴(yán)格按照安全要求佩戴口罩，防毒面具，護(hù)目鏡和手套等防護(hù)裝置。

1.2 汽車涂裝課程的實(shí)踐不足

（1）傳統(tǒng)的汽車涂裝實(shí)踐課程由于考慮學(xué)生的安全性，許多涂裝實(shí)踐項(xiàng)目采取教師演示法完成，學(xué)生缺少親手操作，教學(xué)效果打折扣。

（2）受到傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)場地與設(shè)備的限制，課程可選取的實(shí)踐內(nèi)容過于片面。

（3）教學(xué)方式以一對多為主，缺乏有效的針對性訓(xùn)練。

（4）由于學(xué)生操作不規(guī)范導(dǎo)致涂料浪費(fèi)量較大。

1.3 虛實(shí)結(jié)合的汽車涂裝實(shí)踐課程設(shè)計(jì)

通過對汽車涂裝課程現(xiàn)狀的分析，充分考慮汽車車身維修技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)與當(dāng)前已具備的虛擬現(xiàn)實(shí)涂裝設(shè)備，提出將虛擬現(xiàn)實(shí)涂裝設(shè)備與實(shí)際涂裝設(shè)備相結(jié)合的汽車涂裝實(shí)踐課程設(shè)計(jì)。

1.3.1 噴涂訓(xùn)練模擬器

為改進(jìn)汽車涂裝實(shí)踐課程，新購置 ONEW-310噴涂訓(xùn)練模擬器，該模擬器能讓學(xué)生在高度仿真的模擬環(huán)境下進(jìn)行噴涂技能的高效訓(xùn)練。通過視覺、聽覺以及觸覺來操作完成一個噴涂過程。并且可利用模擬器的操作結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，明確學(xué)生的操作失誤點(diǎn)，科學(xué)得出實(shí)操中不符合要求的參數(shù)，簡便有效地將這些噴涂技能轉(zhuǎn)化應(yīng)用到實(shí)際的噴涂工作中。

（1）教師可在模擬器上進(jìn)行廣播教學(xué)，將規(guī)范的噴涂操作上傳同步至每臺學(xué)生模擬設(shè)備，以供觀摩。

（2）“手把手”引導(dǎo)式教學(xué)，在噴涂顯示器上將會顯示噴槍實(shí)時的速度、距離與角度與虛擬噴槍，虛擬噴槍表示噴槍應(yīng)正確所在的位置，可根據(jù)參數(shù)與虛擬噴槍調(diào)整手持位置。

（3）教師可由后臺上傳本堂課的相關(guān)的噴涂知識要點(diǎn)，以供學(xué)生查閱。

（4）教師端可遠(yuǎn)程管理訓(xùn)練機(jī)，分配噴涂任務(wù)，設(shè)定練習(xí)或考試時間，對學(xué)生的噴涂過程追蹤評定。

1.3.2 課程設(shè)計(jì)

根據(jù)我校汽車車身維修技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案課程體系，采用虛擬現(xiàn)實(shí)涂裝訓(xùn)練項(xiàng)目與涂裝實(shí)踐訓(xùn)練項(xiàng)目相結(jié)合的實(shí)踐課程設(shè)計(jì)方案，見表1。

表1 汽車涂裝實(shí)踐課程設(shè)計(jì)方案

1.3.3 課程考核與評價設(shè)計(jì)

本實(shí)踐課程的考核評價參考上述兩個項(xiàng)目，即實(shí)踐項(xiàng)目一“虛擬現(xiàn)實(shí)涂裝訓(xùn)練”與實(shí)踐項(xiàng)目二“涂裝實(shí)踐訓(xùn)練”，實(shí)踐成績=實(shí)踐項(xiàng)目一×50%+實(shí)踐項(xiàng)目二×50%。每個項(xiàng)目的具體考核標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 實(shí)踐課程考核與評價方案

1.3.4 課程實(shí)施

虛擬現(xiàn)實(shí)涂裝訓(xùn)練項(xiàng)目融合多種信息化教學(xué)手段，以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺及智能手機(jī)的第三方應(yīng)用程序（Application, APP）移動端教學(xué)軟件貫穿整個教學(xué)過程，包括課前的學(xué)習(xí)資料、任務(wù)書、課前測試題的發(fā)布，課中的考勤、自測、問題實(shí)時反饋，課后的知識拓展與作業(yè)發(fā)布。訓(xùn)練流程如圖1所示。

圖1 虛擬現(xiàn)實(shí)涂裝訓(xùn)練項(xiàng)目實(shí)施流程

（1）課前在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺發(fā)布課件、微課等學(xué)習(xí)資源，完成課前自測題。

（2）針對課前自測題結(jié)果確定重難點(diǎn)，課堂上定點(diǎn)擊破。

（3）教師在模擬器上進(jìn)行廣播教學(xué)，將涂裝標(biāo)準(zhǔn)操作畫面同步到實(shí)訓(xùn)室的學(xué)員機(jī)上，以便學(xué)生進(jìn)行觀摩學(xué)習(xí)，如圖 2所示，實(shí)現(xiàn)“手把手”教學(xué)模式，維持現(xiàn)場的秩序，并引導(dǎo)、指正和監(jiān)督各小組的任務(wù)完成。

圖2 廣播演示界面

（4）分組涂裝模擬實(shí)訓(xùn)，上傳涂裝成績分析表與涂裝錄像，如圖3和圖4所示。

圖3 涂裝成績分析表

圖4 涂裝錄像

（5）教師根據(jù)上傳分析表和錄像，找到學(xué)生操作需要糾正的參數(shù)，進(jìn)行重點(diǎn)輔導(dǎo)。

2 涂裝實(shí)踐訓(xùn)練

（1）教師布置車身表面損傷修復(fù)任務(wù)，分小組討論制定修復(fù)方案。

（2）明確小組成員分工，將具體分工記錄到項(xiàng)目工單中。

（3）根據(jù)實(shí)踐項(xiàng)目一，所學(xué)習(xí)到的知識點(diǎn)，確定工序流程，正確使用工具與設(shè)備，包括噴槍、打磨機(jī)以及漆面測量工具等的使用，實(shí)施修復(fù)方案。

（4）現(xiàn)場5S要求管理。

（5）上交填寫完整的項(xiàng)目工單，進(jìn)行小組互評與自評，最后由教師講評小組任務(wù)完成情況。

3 總結(jié)

采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對傳統(tǒng)的汽車涂裝實(shí)踐課程進(jìn)行改進(jìn)后，教學(xué)效果有了明顯改善，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）引入噴涂實(shí)訓(xùn)模擬器，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，先通過虛擬現(xiàn)實(shí)涂裝培訓(xùn)讓學(xué)生掌握涂裝工具的使用與涂裝工序，之后再進(jìn)入涂裝實(shí)踐項(xiàng)目，虛實(shí)項(xiàng)目緊密銜接，讓學(xué)生將所學(xué)的知識運(yùn)用到實(shí)踐中，獲得心理滿足感。

（2）模擬器的廣播功能，可緩解實(shí)踐教師數(shù)量不足的現(xiàn)狀，解決傳統(tǒng)實(shí)踐課程“圍觀”式教學(xué)，改善課堂氛圍與教學(xué)效果。

（3）噴涂實(shí)訓(xùn)模擬器的投入使用，大大減少由于學(xué)生工具設(shè)備使用不熟練，涂裝工序流程不清晰等造成的涂料等耗材的浪費(fèi)，節(jié)約教學(xué)成本。

（4）立體式評價標(biāo)準(zhǔn)，重視課程的過程性評價與小組的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，根據(jù)涂裝成績的分析，找到每位學(xué)生的實(shí)踐弱點(diǎn)所在，定點(diǎn)解決難點(diǎn)，明確學(xué)生改進(jìn)的方向。