车辆工程专业虚拟仿真实验教学中心建设的必要性探讨

张国荣

【摘 要】车辆工程虚拟仿真实验教学中心的建设，能够使学生在开放、自主、交互的虚拟环境中开展高效、安全且经济的实验，进而达到真实实验不具备或难以实现的教学效果，尤其对于那些涉及高危或极端环境、不可及或不可逆的操作，以及需要高成本、高消耗的大型或综合性实验项目，虚拟仿真实验教学具有明显的优势，并对传统的实验教学思想、体系、模式、内容、方法以及手段等都产生了意义深远的颠覆性影响，同时建立了学生的“工程意识和系统集成”的思想。

【关键词】车辆工程；虚拟仿真；实验教学；中心

汽车产业是我国国民经济的支柱产业，节能与新能源汽车是我国七大战略新兴产业之一，也是“中国制造2025”战略规划中的十大重点领域之一[1]。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，培养创新型人才具有重要而深远的意义。

1 实现汽车产业转型发展需要大批创新型专业人才

随着《中国制造2025》战略的实施，我国汽车产业已经进入转型发展的关键时期。如何从汽车大国发展为汽车强国，这是摆在行业内每个骨干企业、科研院所和设有相关专业的每个高校面前的一个重大课题。对于高校来说，最重要的使命就是提高车辆工程专业人才培养质量，特别是要解决目前工程实践能力缺乏和行业创新意识缺失的核心问题。建设开放型、网络化、多层次、综合性的车辆工程虚拟仿真实验教学平台，弥补许多真实实验项目受场地、成本、安全等因素制约的缺陷，已成为汽车产业转型发展时期培养创新型人才的重要载体。

2 培养创新型专业人才需要更完善的实践教学体系

目前，全国许多高校的车辆工程专业人才培养普遍存在“教学内涵相对于产业发展水平滞后，师资工程能力薄弱、实践训练环节不够”的问题，原因主要来自两个方面：一是，在培养理念上普遍存在重知识传授与智力培养、轻实践与创新能力培养；二是，由于车辆工程专业的特殊性，许多工程型实验都是“高成本、高消耗、高危险性”的，还有不少实验在高校实验室中基本上处于“看不见、摸不着、进不去、动不了”的状态，开发一大批优质虚拟仿真实验就是解决车辆工程实验教学项目数量不够、内容陈旧问题的有效途径。

3 完善实验教学体系需要更先进的虚拟实验教学平台

汽车工业是机械、电子、液压、材料、化工、信息等多行业高度集成融合的行业，与车辆相关的一些实验运行成本高、危险系数大、破坏性强，专业实验室的建设费用巨大，一般高校难以承担高昂的实验运行费用，尤其有些实验（如汽车碰撞、风洞等）由于投资巨大，利用率较低，不可能每个高校车辆工程专业都重复建设。虚拟仿真实验具有不受物理场地、仪器设备及台套数限制的特点，可以开设各种类型的实验项目，从而实现教学资源的最大化利用，并弥补实体实验的固有缺陷。因此，加强虚拟仿真实验教学中心建设，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，是改革和创新车辆工程人才培养手段的必然发展方向。

4 能在虚拟环境中开展高效、安全且经济的实验

目前，全国有160多所高校设有“车辆工程”本科专业，实验教学普遍以演示实验和零部件静态构造实验为主，实验教学体系单一，演示实验多，学生动手少；实验设备更新慢，跟不上汽车技术发展步伐[3]；整车实验设备投入大，场地面积大，许多具有高危险高成本（实车碰撞实验）、特殊场地（高速制动、高速转向操纵、空气动力学、恶劣道路通过性和NVH）、特殊气候条件（高海拔、高温、高寒、雨雪等）实验难以实现。此外，由于车辆新技术不断涌现，添加新的设备往往受到经费的制约。

5 车辆工程虚拟仿真实验教学中心的建设本着虚实结合、相互补充、能实不虚的原则

建立车辆工程虚拟仿真实验中心，通过虚拟仿真实验，既可以弥补实际实验存在的困难和不足，又可通过资源开放共享，辐射全国高校和汽车行业相关企业，意义重大。

【参考文献】

[1]国务院关于印发《中国制造2025》的通知国发〔2015〕28号 2015.5.

[2]鹿晓阳，李明弟，李轶.创新实验教学体系的研究与实践—国家虚拟仿真实验教学中心和国家实验教学示范中心建设[J].山东高等教育，2015（3）：42-46.

[3]李敏旭.车辆工程实验室建设的探讨[J].机电技术，2007（3）：92-95.

[4]陈哲明，王理章，陈莹莹.《汽车构造》理实一体化教学法的研究与实践[J].教育教学论坛，2014.12：186-187.

[责任编辑：王楠]