車輛工程專業虛擬仿真實驗教學中心建設的必要性探討

張國榮

【摘 要】車輛工程虛擬仿真實驗教學中心的建設，能夠使學生在開放、自主、交互的虛擬環境中開展高效、安全且經濟的實驗，進而達到真實實驗不具備或難以實現的教學效果，尤其對于那些涉及高危或極端環境、不可及或不可逆的操作，以及需要高成本、高消耗的大型或綜合性實驗項目，虛擬仿真實驗教學具有明顯的優勢，并對傳統的實驗教學思想、體系、模式、內容、方法以及手段等都產生了意義深遠的顛覆性影響，同時建立了學生的“工程意識和系統集成”的思想。

【關鍵詞】車輛工程；虛擬仿真；實驗教學；中心

汽車產業是我國國民經濟的支柱產業，節能與新能源汽車是我國七大戰略新興產業之一，也是“中國制造2025”戰略規劃中的十大重點領域之一[1]。建立完整的車輛工程實驗教學體系和虛擬仿真教學平臺，對于探索專業教學新模式，培養創新型人才具有重要而深遠的意義。

1 實現汽車產業轉型發展需要大批創新型專業人才

隨著《中國制造2025》戰略的實施，我國汽車產業已經進入轉型發展的關鍵時期。如何從汽車大國發展為汽車強國，這是擺在行業內每個骨干企業、科研院所和設有相關專業的每個高校面前的一個重大課題。對于高校來說，最重要的使命就是提高車輛工程專業人才培養質量，特別是要解決目前工程實踐能力缺乏和行業創新意識缺失的核心問題。建設開放型、網絡化、多層次、綜合性的車輛工程虛擬仿真實驗教學平臺，彌補許多真實實驗項目受場地、成本、安全等因素制約的缺陷，已成為汽車產業轉型發展時期培養創新型人才的重要載體。

2 培養創新型專業人才需要更完善的實踐教學體系

目前，全國許多高校的車輛工程專業人才培養普遍存在“教學內涵相對于產業發展水平滯后，師資工程能力薄弱、實踐訓練環節不夠”的問題，原因主要來自兩個方面：一是，在培養理念上普遍存在重知識傳授與智力培養、輕實踐與創新能力培養；二是，由于車輛工程專業的特殊性，許多工程型實驗都是“高成本、高消耗、高危險性”的，還有不少實驗在高校實驗室中基本上處于“看不見、摸不著、進不去、動不了”的狀態，開發一大批優質虛擬仿真實驗就是解決車輛工程實驗教學項目數量不夠、內容陳舊問題的有效途徑。

3 完善實驗教學體系需要更先進的虛擬實驗教學平臺

汽車工業是機械、電子、液壓、材料、化工、信息等多行業高度集成融合的行業，與車輛相關的一些實驗運行成本高、危險系數大、破壞性強，專業實驗室的建設費用巨大，一般高校難以承擔高昂的實驗運行費用，尤其有些實驗（如汽車碰撞、風洞等）由于投資巨大，利用率較低，不可能每個高校車輛工程專業都重復建設。虛擬仿真實驗具有不受物理場地、儀器設備及臺套數限制的特點，可以開設各種類型的實驗項目，從而實現教學資源的最大化利用，并彌補實體實驗的固有缺陷。因此，加強虛擬仿真實驗教學中心建設，拓展更豐富的虛擬仿真項目，真正培養和提高學生的創新能力和工程實踐能力，是改革和創新車輛工程人才培養手段的必然發展方向。

4 能在虛擬環境中開展高效、安全且經濟的實驗

目前，全國有160多所高校設有“車輛工程”本科專業，實驗教學普遍以演示實驗和零部件靜態構造實驗為主，實驗教學體系單一，演示實驗多，學生動手少；實驗設備更新慢，跟不上汽車技術發展步伐[3]；整車實驗設備投入大，場地面積大，許多具有高危險高成本（實車碰撞實驗）、特殊場地（高速制動、高速轉向操縱、空氣動力學、惡劣道路通過性和NVH）、特殊氣候條件（高海拔、高溫、高寒、雨雪等）實驗難以實現。此外，由于車輛新技術不斷涌現，添加新的設備往往受到經費的制約。

5 車輛工程虛擬仿真實驗教學中心的建設本著虛實結合、相互補充、能實不虛的原則

建立車輛工程虛擬仿真實驗中心，通過虛擬仿真實驗，既可以彌補實際實驗存在的困難和不足，又可通過資源開放共享，輻射全國高校和汽車行業相關企業，意義重大。

【參考文獻】

[1]國務院關于印發《中國制造2025》的通知國發〔2015〕28號 2015.5.

[2]鹿曉陽，李明弟，李軼.創新實驗教學體系的研究與實踐—國家虛擬仿真實驗教學中心和國家實驗教學示范中心建設[J].山東高等教育，2015（3）：42-46.

[3]李敏旭.車輛工程實驗室建設的探討[J].機電技術，2007（3）：92-95.

[4]陳哲明，王理章，陳瑩瑩.《汽車構造》理實一體化教學法的研究與實踐[J].教育教學論壇，2014.12：186-187.

[責任編輯：王楠]