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汽車專業實訓室解決方案
汽車總線通信實訓方案--德國陸科思德汽車總線通信理虛實一體化教學實訓方案
 
 

一、綜述
    進入21世紀,我國汽車產業發展迅速,一躍成為世界汽車產銷第一大國。據統計,2013年,我國汽車產銷量分別為2211.68萬輛和2198.41萬輛,同比分別增長14.76%和13.87%。汽車產業的蓬勃發展在推動技術創新和產業結構升級的同時,也創造了大量的就業機會。經驗顯示,市場每銷售30輛新車,就意味著汽車行業要增加一名售后服務人員。目前國內汽修人才的需求量達到百萬以上,根據對我國汽車人才培訓教育機構的培訓能力和汽車人才市場的供應能力的分析,在未來15年內,我國汽車人才需求仍面臨較大的缺口。另一方面,汽修從業人員素質不高,缺乏應有的服務意識和質量意識,維修水平低下,導致維修業整體服務水平跟不上日益增長的市場需求,已經成為制約我國汽車維修業發展的瓶頸。
    隨著信息傳感、數據處理、電子控制以及液壓自動控制等新技術在汽車中的廣泛應用,現代汽車已經變成一個高度復雜的機電一體化系統,傳統以機械裝置為主的、光憑經驗和感官的汽車維修方式已經被“檢查靠資料、拆裝靠設備、檢測靠儀器”的現代汽車維修方式所取代:
◆維修對象電子化
    由于汽車電子化的飛速發展,電子控制、信息處理和計算機技術的廣泛應用,引起了汽車性能劃時代的進步,同時也給汽車維修業帶來了前所未有的沖擊。
◆維修設備現代化
    四輪定位儀、掃描儀、汽車專用診斷儀、發動機分析儀、尾氣檢測儀等等技術含量高、集機電一體化的維修、檢測和保養專用維修工具和設備,已成為維修企業必備的維修工具,維修人員熟練掌握使用這些設備已成為從業的基本條件。
◆故障診斷專家化
    現代汽車中,電子技術系統的應用日益廣泛,由此導致的汽車故障也越來越復雜,利用計算機強大的信息處理功能,廣泛收集各種車型的技術數據、并利用現代汽車傳感技術,自動快捷的完成汽車的技術檢測和故障診斷成為今后汽車維修技術的主要發展方向,專家化的獨立故障診斷能力是勝任未來汽車維修工作的必備技能。
    綜上所述,現代汽車技術的發展要求從事維修服務技術人員除了具有機械類專業知識外,還需要掌握電子控制技術、傳感技術、數據處理和計算機應用等方面的知識,深刻理解汽車構造和系統原理,能熟練掌握汽車檢測及儀器,對汽車出現的各種故障進行獨立分析、計劃和實施診斷和維修。職業教育必須緊隨技術的發展趨勢和行業的人才需求,如何對職業院校現有的汽車專業課程和教學體系進行改革和創新,優化現有的汽車專業實訓體系,培養現代汽車維修服務業所需要的高素質人才,是所有職業院校汽車專業面臨的共同挑戰。 
二、理念和特點
    陸科思德公司提供的解決方案是汽車職業教育的一場革新,它強調將勝任汽車技術服務典型工作崗位所需掌握的知識和技能轉化融合為以工作過程為導向的培訓課程體系,以源自職業工作實際的工作任務為邏輯線索開展教學實訓,突出實用性和開放性,推行任務驅動、項目導向的教學模式,確保學生在培訓后能夠即刻勝任新崗位、新工作,最大化的提升教學效率和效果。     
    陸科思德教學系統融合多媒體課程軟件和基于原廠汽車元件設計的教學培訓硬件系統,豐富的圖形界面設計和優化的元件設備配置使學生更容易理解復雜的汽車系統。基于“混合學習”理念,學生的學習過程循序漸進,由淺入深,全面透徹地掌握汽車的基礎知識和技能。同時,陸科思德教學系統能夠輕松實現小組教學,將教師從重復的教學工作中解放出來,可以更輕松有效地管理學生日常學習,記錄學生活動,考評學習效果。
 
陸科思德“汽車醫學院”理念
 
     陸科思德汽車教學倡導“汽車醫學院”的理念。在汽車綜合職業能力實訓室(“汽車醫學院”)中,汽車被視作一個具備完整功能、由若干子系統構成的復雜系統(“機體”),汽車技術培訓應像醫學教育一樣將汽車“解剖”為若干具備獨立功能的子系統,首先集中學習和掌握各個子系統的基本原理和工作過程、故障特征(“病理特征”)和故障診斷和排除方法(“診治方案”),再將這些子系統集合為完整的汽車系統,重點理解各個子系統如何協同工作實現汽車作為一個整體系統所具有的某項功能,在所有環節上都體現理論知識與實踐應用之間的關聯,從而傳授給學生對汽車系統整理理解,確保學生始終能夠成功應對汽車技術革新帶來的新挑戰。
    陸科思德汽車領域的所有產品均為軟硬件一體化設計,所有實訓硬件產品均配有Labsoft系列多媒體教學軟件(面向學生)、Classroom Manager教學綜合管理軟件(面向教師)。由陸科思德實訓硬件產品與軟件系統構成的汽車實訓室方案是現代汽車技術與教育信息化技術的完美結合,能夠實現:
  • 理論教學與實踐操作的一體化
    軟件上的理論學習緊密聯系硬件上的實訓操作,硬件上的實訓操作能夠隨時反饋到軟件上的理論基礎,通過理論聯系實踐的反思過程,發展學生解決問題的能力。
  • 虛擬仿真和真實環境的一體化
    陸科思德汽車實訓硬件廣泛采用軟硬結合的虛擬仿真技術,此外實訓設備可實現與真實整車及其系統的無縫對接和數據交換,實現虛擬仿真教學環境與真實環境的一體化。
  • 課程軟件與實訓硬件的一體化
    學生可在課程軟件中進行理論和基礎知識學習、測試測驗、熟悉實驗操作流程、填寫實驗實訓結果、生成實驗數據曲線等學習過程;可在仿真控制軟件中進行實驗設備的參數設置、狀態跟蹤、硬件設備控制、信號采集和顯示測量、環境開發等實驗過程;可在實驗設備上完成線路連接、開關操作、狀態設置、顯示和跟蹤等操作過程。
  • 教學過程與教學管理的一體化
Classroom Manager教學綜合管理軟件是所有Labsoft多媒體課程的教學管理軟件。該教學綜合管理軟件可實現:管理學生和多媒體課程;檢查學生學習進度;創建和編輯課程和考試內容;創建問題、實訓操作和一系列課程和考試問題;生成考試試題和創建考試等管理操作。所有Labsoft多媒體課程軟件均可儲存在中心服務器上,借助網絡可隨時隨地訪問該服務器上的課程軟件資源,形成更加集成、高效、系統化的集教學和管理功能一體的軟硬結合的數字化平臺。
 
 
陸科思德汽車教學數字資源平臺
 
三、方案配置
      本方案可同時為20~30名學員提供教學和培訓,多媒體網絡課程覆蓋汽車LIN總線,MOST總線,CAN總線,總線在照明系統中的應用等方面的知識和技能。通過Labsoft和Classroom Manager學習管理軟件,讓學員充分體驗“在工作中學習,學習中工作”的德國雙元制的教學理念和方法。
A.
UniTrain-I 設備
1
、在多媒體課程中,該系統按照學習心理學原理將學生的認知能力和動手實踐能力培養有機結合,構建理實一體化的教學方式,有效促進學生綜合職業能力的發展。UniTrain-I系統獨立性較強,可隨時隨地靈活使用。無論是在實驗室、工作崗位上還是在家,該系統的多媒體學習環境都可以激發學習 興趣和學習積極性,因此可以大大提高學習效率。多媒體課程的訪問、虛擬測量工具以及實驗硬件的使用均在Labsoft開放實驗平臺中實現。多媒體課程一方面傳授理論基礎,另一方面可供學生在硬件上進行實驗操作。這時智能測量界面就可作為模擬和數字化輸入輸出測量和控制界面來使用。智能測量界面與系統的虛擬測量工具構成一個完整的實驗平臺,成就一個集成化的高端實驗實訓系統。同時,也為客戶節省了大量的實驗運營成本。
 
另外,內置的故障查找和考核功能讓學生能夠檢查學習效果,同時系統還可將檢查結果以電子文檔的形式記錄下來。實驗器則將不同實驗卡與虛擬測量界面連接起來。
B. 
UniTrain-I汽車虛擬仿真實訓課程
2
、汽車仿真實訓課程5: LIN總線 
       
 
 
教學內容
•• 汽車總線系統的發展過程
•• LIN總線系統的拓撲和元部件
•• LIN總線的電子電氣特性
•• LIN總線的尋址
•• 主從原理
•• 數據字段的測量實驗
•• 報文結構
•• LIN報文的分析
•• 編輯與發送LIN消息
•• 故障排除
3
、汽車仿真實訓課程8: MOST總線  
    
 
 
教學內容
•• 傳感器物理原理:電磁感應、霍爾效應、壓電效應
•• 了解傳感器在發動機管理系統中的作用
•• 理解磁電式/霍爾速度傳感器及其工作原理
•• 節氣門位置測定:節氣門開關和節氣門電位計
•• 采用熱線和熱膜傳感器進行空氣流量測定
•• 進氣歧管的壓力測定
•• 用爆震傳感器進行沖擊波測定
•• 用NTC和PTC傳感器進行溫度測定
4
、汽車仿真實訓課程10: CAN總線 
     
 
 
教學內容
•• 傳感器物理原理:電磁感應、霍爾效應、壓電效應
•• 了解傳感器在發動機管理系統中的作用
•• 理解磁電式/霍爾速度傳感器及其工作原理
•• 節氣門位置測定:節氣門開關和節氣門電位計
•• 采用熱線和熱膜傳感器進行空氣流量測定
•• 進氣歧管的壓力測定
•• 用爆震傳感器進行沖擊波測定
•• 用NTC和PTC傳感器進行溫度測定
 
C.
汽車照明教學實訓平臺
5
 、此教學系統用于研究汽車上的各種現代照明設備。這種可自由組裝的、模塊化實訓系統聯系職業實踐,讓教學效果大幅提高。此外,它還可以加裝轉彎照明燈等設備來進行擴展。
教學內容
• 汽車主照明
• 汽車輔助照明
• 汽車靜態轉彎照明燈和霧燈
• 汽車CAN總線控制的照明
• 汽車車載電網拓展
 
 
 
E.
Classroom Manager 教學管理軟件
6
、LabSoft 教學管理軟件是UniTrain-I系統和所有Labsoft多媒體課程的管理軟件,該教學管理軟件由一系列程序模塊組成:
 
• LabSoft 管理器:管理Labsoft中的學生和課程。
• LabSoft 報告器:學習效果檢查和統計。
• LabSoft 編輯器:創建和編輯課程。
• LabSoft 提問器:針對課程和考核來設計問題和測量練習任務,搜集問題。
• LabSoft 考試器:基于問題庫自動生成考核。
特點:
• 借助程序模塊的用戶圖形界面進行直觀操作
• 用于本地網絡或未聯網的個人計算機
• 安裝簡便
• 不需要其它數據庫軟件
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

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