汽車服務工程專業虛擬實驗室建設構想

摘 要：虛擬仿真實驗教學是高等教育信息化建設和實驗教學示范中心建設的重要內容，是學科專業與信息技術深度融合的產物。利用虛擬現實技術，以數字化信息為基礎，對我院汽車服務工程專業提供汽車拆裝試訓的數字化、信息化教學，對于提高教學質量，深化教學改革、豐富專業建設，有重要意義。

關鍵詞：汽車拆裝;虛擬實驗室;立體化實驗方法

汽車拆裝實訓是一門實踐性極強的課程，動手實踐能力和創新精神是汽車服務工程專業必備的基本素質，對于汽車拆裝的學習是學校理論學習和企業實踐經驗的一個有效銜接，也是后續專業課學習的基礎。針對我院汽車拆裝實訓設備缺乏、現有的數量較少情況，進行汽車發動機虛擬仿真試驗項目建設可在一定程度上緩解汽車拆裝試驗設備短缺的問題，對于學院的專業建設具有重要的現實意義。目前，大多數高校都有針對課程使用實驗教學軟件，但由于每個專業或課程的情況不同，購買的軟件所采用的工作環境、體系結構、編程語言、開發方法等也各不相同。針對我院汽車服務專業的汽車拆裝實訓課程，對汽車原理虛擬仿真實驗進行了建設構想。

1 搭建汽車原理虛擬仿真實驗的作用

（1）能較好的補充原有設備實驗數量不足;（2）能較好的提高教學效率;（3）能有效的提高學生的參與熱情;（4）能提高老師對學生學習理解的掌握;（5）能促進學生對專業基礎知識的學習。

2 虛擬實驗室平臺的構建

虛擬仿真汽車原理實驗室是高效管理實驗教學資源，實現校內外、本地區及更廣范圍內的實驗教學資源共享，滿足多學科專業的虛擬仿真實驗教學的需求。虛擬仿真試驗平臺要將設備和軟件有效的連接，通過虛擬仿真系統間的無縫接合，使之達到一個整體的實驗效果。虛擬實驗室包括門戶網站、實驗前的理論學習、實驗的開課管理、典型實驗庫的維護、實驗教學安排、實驗過程的智能指導、實驗結果的自動批改、實驗成績統計查詢、在線答疑、實驗教學效果評估等功能，同時該平臺可擴展集成第三方的虛擬實驗課程資源或自建課程資源，為我院汽車服務工程或其他專業提供服務，如圖1所示。本試驗項目的試驗目的是：（1）學習汽車發動機拆裝的基本原理、操作工具、方法等基本知識;（2）掌握發動機的兩大機構和五大系統的作用;（3）掌握發動機零部件的識圖;（4）掌握發動機零部件組織關系。

3 虛擬實驗采取的教學方法

本試驗項目采取“三維立體化”教學方法，如圖2所示，通過講授內容和表現形式的立體化設計，達到傳授知識、提高能力、拓展思維的試驗目的。本項目全流程采用“教、練、考”一體化“全媒體”教學模式，將靜態實物操作和傳統的教學方式，升級為集圖、文、音、像于一體的全新的資源載體，極大地豐富了課堂的教學形式，同時還提供豐富的教學互動，邊學邊測，邊學邊操作，大幅度提升了教學效率和效果。實施監測：教師通過教師PC端可以實時查看學生的操作進程情況。提醒學生遵守課堂紀律，強化教學管理，提高教學質量。隨時測驗：課程進行中可以同步進行零部件識別測驗和操作過程測試。學生操作：學生需要填寫相關信息登錄，進入汽車發動機虛擬仿真項目的界面。首先需要了解本虛擬仿真實驗的操作步驟、然后逐次選擇對應的模塊進行操作，在模塊中可以對發動機的工作原理、零部件組成、零部件識別等內容進行學習;同時可以學習發動機的拆卸、安裝步驟、維護檢修相關知識;通過拆裝的3D動畫視頻的形式展示各部件之間的拆裝順序及結構關系，在操作提示的指引下，學生選擇各種專用工具，以3D高度仿真的形式模擬實際拆裝，完成對發動機各總成的模擬拆裝。

4 虛擬實驗室知識構成

本試驗項目包括基礎知識學習、結構和零部件識別、零部件拆裝、教學互動與知識問答、過程和考核管理5個環節，總體要求能夠順利執行并完成所有試驗項目，掌握試驗內容、試驗過程和操作方法。在基礎知識學習環節，學生需要認真閱讀本次試驗目的、要求，掌握試驗工具的選用原則，熟悉試驗操作要領。在結構和零部件識別項目中要掌握發動機的兩個機構五大系統的組成、以及辨別各個零部件。零部件拆裝環節是本次仿真試驗的精髓部分，要學習零部件拆裝的先后順序和關鍵技術，以及工具選用等。教學互動和知識問答環節是仿真系統與學生之間問與答、學生與老師之間的問與答部分，能較好地檢查學生對基礎知識的掌握程度，同時老師也可以較好的進行指導。本虛擬實驗室設計注重基礎理論學習，即包括科普性知識和直觀的動畫演示，也包括了專業教學中的理論學習和操作要領，因此主要面向的是汽車服務工程專業 大二年級學生;同時考慮我校其他專業工程訓練課程的需要，所以仿真項目平臺可以選擇性的使用，注重拆和裝的過程學習，能有效的提高學生實驗的效率，加強對知識的掌握。

參考文獻：

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課題項目：2018年大連科技學院教學改革項目《基于“三點一線”的汽車服務工程專業職業技能教學體系研究》