曾育平 蔡楊 高偉 寇桂岳 甘志梅

摘要：專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)在本科教學(xué)中占有重要地位，本文在分析虛擬仿真技術(shù)在車(chē)輛工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，全面梳理我校車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并結(jié)合我校車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)人才實(shí)踐能力培養(yǎng)需求，構(gòu)建基于“平臺(tái)+模塊+課程實(shí)驗(yàn)”的車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

關(guān)鍵詞：實(shí)踐教學(xué)體系；虛擬仿真實(shí)驗(yàn)；車(chē)輛工程；實(shí)踐能力培養(yǎng)

汽車(chē)產(chǎn)業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，節(jié)能與新能源汽車(chē)是我國(guó)七大戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)之一，也是 “中國(guó)制造 2025” 戰(zhàn)略規(guī)劃中的十大重點(diǎn)領(lǐng)域之一。因此汽車(chē)工業(yè)急需具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力、支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的創(chuàng)新型人才。構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展時(shí)期培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要保障。

一、 虛擬仿真技術(shù)在車(chē)輛工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，利用動(dòng)態(tài)教學(xué)模型實(shí)時(shí)模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和過(guò)程，通過(guò)沉浸式體驗(yàn)和交互式操作，產(chǎn)生和真實(shí)實(shí)驗(yàn)一致的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果。目前虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)廣泛應(yīng)用于化學(xué)化工、采礦工程、動(dòng)力與能源工程 、材料科學(xué)與工程和土木工程等專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)在汽車(chē)構(gòu)造、汽車(chē)?yán)碚摵推?chē)電子等課程實(shí)驗(yàn)方面也有相關(guān)應(yīng)用。例如：李未將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在汽車(chē)構(gòu)造實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過(guò)實(shí)踐表明該技術(shù)明顯提高了教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生參與度；杜峰針對(duì)汽車(chē)?yán)碚摻虒W(xué)中實(shí)驗(yàn)課程難以完全開(kāi)展的問(wèn)題，提出了利用計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)來(lái)促進(jìn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)改革，并通過(guò)實(shí)踐證明了該技術(shù)提高了汽車(chē)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；仇成群、方樹(shù)平、張忠洋和席軍強(qiáng)等探索了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)在汽車(chē)電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，并收到了較好的實(shí)驗(yàn)效果。

雖然上述學(xué)者探索了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)在汽車(chē)構(gòu)造、汽車(chē)?yán)碚摵推?chē)電子等車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，并取得了較好的效果，但由于缺乏完整的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，導(dǎo)致這些虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容基本上都是孤立的，缺乏系統(tǒng)性，導(dǎo)致各虛擬仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之間缺乏內(nèi)在邏輯關(guān)系，因此構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系具有重要意義。

二、 構(gòu)建基于“平臺(tái)+模塊+課程實(shí)驗(yàn)”的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

南昌工程學(xué)院是一所應(yīng)用型本科院校，南昌工程學(xué)院章程中明確了以“建設(shè)國(guó)內(nèi)有影響的高水平應(yīng)用型工程大學(xué)”的辦學(xué)目標(biāo)，我校非常注重學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)，鑒于車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)的特殊性，其許多工程型實(shí)驗(yàn)都是“高成本、高能耗和高危險(xiǎn)性”，因此開(kāi)發(fā)一大批虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，建立車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)體系是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重要保障，為此，本文結(jié)合南昌工程學(xué)院車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)人才實(shí)踐能力培養(yǎng)需求和特點(diǎn)，圍繞《汽車(chē)構(gòu)造》《汽車(chē)?yán)碚摗贰镀?chē)設(shè)計(jì)》《汽車(chē)電子》和《新能源汽車(chē)》等核心專(zhuān)業(yè)課程的課程實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建汽車(chē)構(gòu)造虛擬裝配實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、整車(chē)性能虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、汽車(chē)設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、汽車(chē)電子虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和電動(dòng)汽車(chē)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的層次不同，每個(gè)平臺(tái)又劃分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K、綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)K和創(chuàng)新訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)?zāi)K，最終構(gòu)建基于“平臺(tái)+模塊+課程實(shí)驗(yàn)”的車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，其邏輯關(guān)系如圖1所示。

三、 結(jié)論

本文在分析虛擬仿真技術(shù)在車(chē)輛工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，全面梳理我校車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并結(jié)合我校車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)人才實(shí)踐能力培養(yǎng)需求，構(gòu)建了基于“平臺(tái)+模塊+課程實(shí)驗(yàn)”的車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

圖1車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

參考文獻(xiàn)：

[1] 李平，毛昌杰，徐進(jìn).開(kāi)展國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)提高高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化水平[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2013，32（11）：5-8.

[2] 唐向陽(yáng)，馬驍飛，郭翠梨，等.建設(shè)高水平“化學(xué)化工虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”的思路與探索[J].高等理科教育，2015（6）：102-106.

[3] 馬文頂，吳作武，萬(wàn)志軍，等.采礦工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2014，31（9）：14-18.

[4] 路勇，馬修真，高峰等.船舶動(dòng)力技術(shù)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)與實(shí)踐研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2016，33（3）：117-119.

[5] 李亮亮，趙玉珍，李正操，等.材料科學(xué)與工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2014，31（2）：5-8.

[6] 徐明，熊宏齊，吳剛，等.土木工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2016，35（2）：139-142.

[7] 李未，滕菲，李慶華.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在汽車(chē)構(gòu)造實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，26（3）：89-93.

[8] 杜峰，關(guān)志偉，劉春輝，等.軟件仿真技術(shù)在汽車(chē)?yán)碚摻虒W(xué)中的應(yīng)用實(shí)踐[J].天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，25（2）：58-62.

[9] 仇成群.汽車(chē)電子虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究探討[J].裝備制造技術(shù)，2011，18（11）：211-213.

[10]方樹(shù)平，王寧寧，陳杰平，等.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用探索[J].赤子，2016（9）.

[11]張忠洋，鄭利民，孫曉幫，等.虛擬仿真軟件在新能源車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].汽車(chē)實(shí)用技術(shù)，2016（12）：210-212.

[12]席軍強(qiáng)，宗瑩，王文碩.車(chē)輛電子控制虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)研究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2015，34（1）：79-83.

作者簡(jiǎn)介：曾育平，蔡楊，高偉，寇桂岳，甘志梅，江西省南昌市，南昌工程學(xué)院 機(jī)械與電氣工程學(xué)院。