汽車服務(wù)工程專業(yè)虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)構(gòu)想

摘 要：虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等教育信息化建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)的重要內(nèi)容，是學(xué)科專業(yè)與信息技術(shù)深度融合的產(chǎn)物。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，以數(shù)字化信息為基礎(chǔ)，對(duì)我院汽車服務(wù)工程專業(yè)提供汽車拆裝試訓(xùn)的數(shù)字化、信息化教學(xué)，對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量，深化教學(xué)改革、豐富專業(yè)建設(shè)，有重要意義。

關(guān)鍵詞：汽車拆裝;虛擬實(shí)驗(yàn)室;立體化實(shí)驗(yàn)方法

汽車拆裝實(shí)訓(xùn)是一門實(shí)踐性極強(qiáng)的課程，動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神是汽車服務(wù)工程專業(yè)必備的基本素質(zhì)，對(duì)于汽車拆裝的學(xué)習(xí)是學(xué)校理論學(xué)習(xí)和企業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的一個(gè)有效銜接，也是后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。針對(duì)我院汽車拆裝實(shí)訓(xùn)設(shè)備缺乏、現(xiàn)有的數(shù)量較少情況，進(jìn)行汽車發(fā)動(dòng)機(jī)虛擬仿真試驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)可在一定程度上緩解汽車拆裝試驗(yàn)設(shè)備短缺的問題，對(duì)于學(xué)院的專業(yè)建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前，大多數(shù)高校都有針對(duì)課程使用實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件，但由于每個(gè)專業(yè)或課程的情況不同，購(gòu)買的軟件所采用的工作環(huán)境、體系結(jié)構(gòu)、編程語言、開發(fā)方法等也各不相同。針對(duì)我院汽車服務(wù)專業(yè)的汽車拆裝實(shí)訓(xùn)課程，對(duì)汽車原理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了建設(shè)構(gòu)想。

1 搭建汽車原理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的作用

（1）能較好的補(bǔ)充原有設(shè)備實(shí)驗(yàn)數(shù)量不足;（2）能較好的提高教學(xué)效率;（3）能有效的提高學(xué)生的參與熱情;（4）能提高老師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)理解的掌握;（5）能促進(jìn)學(xué)生對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)。

2 虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的構(gòu)建

虛擬仿真汽車原理實(shí)驗(yàn)室是高效管理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)校內(nèi)外、本地區(qū)及更廣范圍內(nèi)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共享，滿足多學(xué)科專業(yè)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求。虛擬仿真試驗(yàn)平臺(tái)要將設(shè)備和軟件有效的連接，通過虛擬仿真系統(tǒng)間的無縫接合，使之達(dá)到一個(gè)整體的實(shí)驗(yàn)效果。虛擬實(shí)驗(yàn)室包括門戶網(wǎng)站、實(shí)驗(yàn)前的理論學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)的開課管理、典型實(shí)驗(yàn)庫(kù)的維護(hù)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排、實(shí)驗(yàn)過程的智能指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的自動(dòng)批改、實(shí)驗(yàn)成績(jī)統(tǒng)計(jì)查詢、在線答疑、實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果評(píng)估等功能，同時(shí)該平臺(tái)可擴(kuò)展集成第三方的虛擬實(shí)驗(yàn)課程資源或自建課程資源，為我院汽車服務(wù)工程或其他專業(yè)提供服務(wù)，如圖1所示。本試驗(yàn)項(xiàng)目的試驗(yàn)?zāi)康氖牵海?）學(xué)習(xí)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝的基本原理、操作工具、方法等基本知識(shí);（2）掌握發(fā)動(dòng)機(jī)的兩大機(jī)構(gòu)和五大系統(tǒng)的作用;（3）掌握發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的識(shí)圖;（4）掌握發(fā)動(dòng)機(jī)零部件組織關(guān)系。

3 虛擬實(shí)驗(yàn)采取的教學(xué)方法

本試驗(yàn)項(xiàng)目采取“三維立體化”教學(xué)方法，如圖2所示，通過講授內(nèi)容和表現(xiàn)形式的立體化設(shè)計(jì)，達(dá)到傳授知識(shí)、提高能力、拓展思維的試驗(yàn)?zāi)康?。本?xiàng)目全流程采用“教、練、考”一體化“全媒體”教學(xué)模式，將靜態(tài)實(shí)物操作和傳統(tǒng)的教學(xué)方式，升級(jí)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(xué)形式，同時(shí)還提供豐富的教學(xué)互動(dòng)，邊學(xué)邊測(cè)，邊學(xué)邊操作，大幅度提升了教學(xué)效率和效果。實(shí)施監(jiān)測(cè)：教師通過教師PC端可以實(shí)時(shí)查看學(xué)生的操作進(jìn)程情況。提醒學(xué)生遵守課堂紀(jì)律，強(qiáng)化教學(xué)管理，提高教學(xué)質(zhì)量。隨時(shí)測(cè)驗(yàn)：課程進(jìn)行中可以同步進(jìn)行零部件識(shí)別測(cè)驗(yàn)和操作過程測(cè)試。學(xué)生操作：學(xué)生需要填寫相關(guān)信息登錄，進(jìn)入汽車發(fā)動(dòng)機(jī)虛擬仿真項(xiàng)目的界面。首先需要了解本虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的操作步驟、然后逐次選擇對(duì)應(yīng)的模塊進(jìn)行操作，在模塊中可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理、零部件組成、零部件識(shí)別等內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí);同時(shí)可以學(xué)習(xí)發(fā)動(dòng)機(jī)的拆卸、安裝步驟、維護(hù)檢修相關(guān)知識(shí);通過拆裝的3D動(dòng)畫視頻的形式展示各部件之間的拆裝順序及結(jié)構(gòu)關(guān)系，在操作提示的指引下，學(xué)生選擇各種專用工具，以3D高度仿真的形式模擬實(shí)際拆裝，完成對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各總成的模擬拆裝。

4 虛擬實(shí)驗(yàn)室知識(shí)構(gòu)成

本試驗(yàn)項(xiàng)目包括基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)、結(jié)構(gòu)和零部件識(shí)別、零部件拆裝、教學(xué)互動(dòng)與知識(shí)問答、過程和考核管理5個(gè)環(huán)節(jié)，總體要求能夠順利執(zhí)行并完成所有試驗(yàn)項(xiàng)目，掌握試驗(yàn)內(nèi)容、試驗(yàn)過程和操作方法。在基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，學(xué)生需要認(rèn)真閱讀本次試驗(yàn)?zāi)康摹⒁?，掌握試?yàn)工具的選用原則，熟悉試驗(yàn)操作要領(lǐng)。在結(jié)構(gòu)和零部件識(shí)別項(xiàng)目中要掌握發(fā)動(dòng)機(jī)的兩個(gè)機(jī)構(gòu)五大系統(tǒng)的組成、以及辨別各個(gè)零部件。零部件拆裝環(huán)節(jié)是本次仿真試驗(yàn)的精髓部分，要學(xué)習(xí)零部件拆裝的先后順序和關(guān)鍵技術(shù)，以及工具選用等。教學(xué)互動(dòng)和知識(shí)問答環(huán)節(jié)是仿真系統(tǒng)與學(xué)生之間問與答、學(xué)生與老師之間的問與答部分，能較好地檢查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度，同時(shí)老師也可以較好的進(jìn)行指導(dǎo)。本虛擬實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)注重基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)，即包括科普性知識(shí)和直觀的動(dòng)畫演示，也包括了專業(yè)教學(xué)中的理論學(xué)習(xí)和操作要領(lǐng)，因此主要面向的是汽車服務(wù)工程專業(yè) 大二年級(jí)學(xué)生;同時(shí)考慮我校其他專業(yè)工程訓(xùn)練課程的需要，所以仿真項(xiàng)目平臺(tái)可以選擇性的使用，注重拆和裝的過程學(xué)習(xí)，能有效的提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的效率，加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的掌握。

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課題項(xiàng)目：2018年大連科技學(xué)院教學(xué)改革項(xiàng)目《基于“三點(diǎn)一線”的汽車服務(wù)工程專業(yè)職業(yè)技能教學(xué)體系研究》