汽车工程专业虚拟仿真实验教学平台建设思考

龙源期刊网汽车工程专业虚拟仿真实验教学平台建设思考作者：孔春玉李薇邓雯苑王思卓来源：《教育教学论坛》2017年第50期摘要：目前，汽车工程专业实体实验教学普遍存在教学体系单一、学生实践机会少、实验设备更新慢等问题，严重制约汽车产业应用型技术人才培养的质量。因此，建立完整的车辆工程实验教学体系和虚拟仿真教学平台，对于探索专业教学新模式、培养新型人才，具有重要而深远的意义。关键词：汽车工业；实验教学；虚拟仿真实验平台中图分类号：G642.41文献标志码：A文章编号：1674-9324（2017）50-0244-02一、引言随着《中国制造2025》战略规划的实施，中国汽车工业逐步从“汽车大国”向“汽车强国”转型发展，未来我国汽车产业急需一大批高素质创新型人才。探索并建立多层次、立体化、虚实结合、教研互补的实验教学体系，是培养汽车产业转型发展时期创新型人才的重要保障。广东技术师范学院汽车与交通工程学院下设车辆工程、汽车服务工程和交通运输工程三个专业，如何建设多专业共享、多专业立体共享的虚拟仿真实验教学平台，实现三个专业实验资源1+1+13的目的，已成为我院培养高级应用型技术人才的重要保障。二、汽车工程实验教学现状目前，我校正处在向应用型本科转型时期，根据人才培养目标的要求，实验教学和实训实践环节的课时量还需要进一步增加，实验内容和实验质量还须进一步提高。目前，我院汽车工程类实验以演示实验居多，学生动手少；对于快速发展的汽车新技术和新能源汽车技术等，实验设备的更新速度难以跟上教学进度。再加上实验场地、天气条件、经费条件和实验危险性等的制约，实验教学环节已经成为培养汽车类高级应用型技术人才的短板。广东技术师范学院汽车学院一直重视实验教学，为学生开设了包括整车拆装、性能实验在内的各项实验。但在实际的实验教学过程中，逐步感觉到实体实验的不足，充分体会到虚拟仿真实验教学平台建设的必要性。例如整车拆装实验，实验周期长（3—4天）；需要较大的实验场地和多种工具；由于每个部件总成重量较大，拆装过程有一定的危险性，学生操作不慎可能会受伤；学生无法了解每个总成内部的结构组成。再如汽车发动机拆装实验，实验周期长（1—2天）；需要多种工具；学生无法深入了解每个部件内部的结构组成；学生只了解发动机的静态结构关系，无法掌握进气、喷油、油气混合、燃烧、排气等动态过程和原理。又如汽车操纵稳定性实验，需要较大的实验场地，一般应在专门的汽车实验场进行；危险性较高，一般不进行车速大于50km/h龙源期刊网的实验；由于一系列条件的限制，广东技术师范学院学院汽车学院至今无法进行汽车动力学相关实验。三、虚拟仿真实验教学平台的建设意义汽车工业是集机械、电子、液压、材料、化工、信息等多行业高度集成融合的行业，与汽车相关的实验通常运行成本高，危险系数大，破坏性强，专业实验室的建设费用巨大。因此，加强虚拟仿真实验教学平台建设，拓展更丰富的虚拟仿真项目，真正培养和提高学生的创新能力和工程实践能力，是改革和创新汽车工程人才培养手段的必然发展方向。广东技术师范学院的办学定位是面向职教、服务职教、引领职教、特色发展，长期以来特别重视学生专业理论基础的实践能力培养。汽车与交通工程学院从2014年成立以来，一直秉承学校的指导思想，把实验教学及实验室建设作为工作重点，迄今为止，根据学科和课程，设置了基础性、综合性和研究性实验室，包括省级机械工程实验教学示范中心、汽车零部件绿色再制造研究所、车辆交通与安全研究所、广州市花都全球自动变速器再制造工程技术研究中心、汽车实验中心等教学科研机构和平台。但是受到实验场地和经费等的限制，目前已有的实验条件仍然不能满足教学和科研的需求。虚拟仿真实验平台将面向全院汽车工程类专业建设立体化、多层次的虚拟实验项目设计，从相同的专业基础课程（如汽车构造等）开始，纵向结合其他专业必修课和专业选修课，最大程度地进行实验教学仿真项目设计，并横向跨越大学四年时间，形成模块化的虚拟实验课程体系，最大限度地实现资源共享。虚拟仿真实验实践平台将涵盖车辆工程、汽车服务工程、交通运输等专业领域，有利于促进科研成果向教学资源的转化，将为高水平应用型本科人才培养打下坚实的基础。四、虚拟仿真实验教学平台建设方案虚拟仿真实验教学平台建设方案按照“两横两纵”的布局实施：“一横”：体现车辆工程、汽车服务工程及交通运输等多学科的横向融合，突出多学科交叉，优势虚拟仿真资源共享、互相支持、互补的特点。三个专业可根据差异化的人才培养要求，对虚拟仿真实验模块进行组合，实现工程创新、人才培养的要求。“二横”：虚拟实验模块横跨大学四年，覆盖四年的专业课程教学。一年级以科创兴趣小组为主进行虚拟仿真实验体验，二、三年级结合专业知识学习进行实验，四年级可以结合专业实习和毕业设计内容自主选择实验模块。“一纵”：从专业核心基础课到专业拓展课，虚拟仿真实验模块开发的培养目标层实现递进式推进。“二纵”：依托教师科研和校企合作，虚拟仿真实验模块设计不断融入最新的科研成果，实现科研成果向教学内容的转化，实现虚拟仿真实验教学平台的动态更新。五、虚拟仿真实验教学平台实施方法龙源期刊网完成虚拟仿真实验教学资源建设。虚拟仿真实验教学资源的建设，主要分为以下几类：（1）虚拟实验系统：购买具有实验过程管理功能的虚拟实验教学软件，可以按系统一级集成到本平台中。在开放式虚拟仿真实验教学的管理和共享平台的实验教学模块提供与第三方系统的接口和管理界面，允许第三方的虚拟实验以服务的方式提供虚拟实验的设计、操作、指导和批改。（2）虚拟实验课程：在平台的教学管理框架的基础上构建实验课程。在课程管理界面提供实验仿真软件上传的接口。在课程资源管理部分，则提供实验报告、实验指导书、实验报告批改等信息。（3）虚拟实验软件：由第三方或本校教师设计制作实验教学仿真软件。本系统在实验教学设计模块提供接口，将现有的软件集成到开放式虚拟仿真实验教学的管理和共享平台中。2.完成网站功能模块的建设。完成网站功能模块的建设，实现以下系统操作及管理功能：（1）实验教务管理：根据教务部门制订的教学计划，将课程库、培养计划、学期信息和排课信息录入或导入系统，以便教师和学生在网上开展实验教学，为教师和学生查询各种实验教学信息提供便利。（2）实验实训教学管理：根据开课计划进行实验安排，查看学生实验预习及实验报告，评阅实验报告并评定成绩。（3）实验过程实时指导：在学生实验过程中，对于学生的实验设计过程、实验数据采集等，提供实时的监控和指导。（4）实验报告自动评阅：学生在系统提交实验报告后，系统对学生的实验报告及预习报告进行自动批改，评定成绩，并对实验过程中的错误自动给出修改意见。（5）互动交流功能：在互动交流模块中，可以实现师生在线交流功能。（6）系统管理：系统管理员对系统用户、账号和实验学生进行管理，并提供文件下载、上传等功能。六、结语构建满足汽车工程相关专业特殊要求的专业平台——“汽车工程虚拟仿真实验平台”，主要解决了两大问题，一是解决了实验场地有限、实验设备落后、实物场馆投资过大的局限，二是解决了不同专业之间汽车工程大类课程的实验课程融合共享问题，使学生通过该实验平台提升应用创新实践能力。参考文献：[1]潘公宇，江浩斌，刘志强，杨晓峰，耿国庆.车辆工程专业虚拟仿真实验教学平台的设计[J].实验技术与管理，2017，（04）：1-5.[2]宋正河，陈度，董向前，杜岳峰，李海涛，张学敏.机械与农业工程虚拟仿真实验教学中心建设规划与实践[J].实验技术与管理，2017，（01）：5-9.[3]左玉生.浅析国家级虚拟仿真实验教学平台建设——以东南大学为例[J].中国高校科技，2016，（04）：54-55.龙源期刊网：Atpresent，therearemanyproblemsintheexperimentalteachingofautomotiveengineering，suchasasingleteachingsystem，fewerstudents'chancesofpracticeandslowupdatingofexperimentalequipment.Itseriouslyrestrictsthequalityofthetrainingofappliedtechnicalpersonnelintheautomotiveindustry.Therefore，theestablishmentofacompletevehicleengineeringexperimentalteachingsystemandvirtualsimulationteachingplatformisofimportantandfar-reachingsignificanceforexploringnewmodelsofprofessionalteachingandtrainingnewtalents.Keywords：automobileindustry；experimentteaching；virtualsimulationexperimentplatform