车辆工程专业虚拟仿真实验教学平台设计分析

李虎

摘要：近几年来车辆工程专业的教育水平不断提升，更加注重车辆工程专业虚拟仿真实验教学平台的设计，因此本文将结合实际案例，对A大学的车辆工程专业虚拟仿真实验教学平台设计进行分析，以期加强车辆工程专业虚拟仿真实验教学平台的设计效果。

关键词：车辆工程；虚拟仿真实验；教学平台；设计

中图分类号：G258 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）20-0401-01

1 车辆工程虚拟仿真教学平台设计策略

1.1 汽车构造原理与拆装虚拟仿真实验教学平台设计

在对该平台进行设计时，包括发动机构造原理与拆装模块、汽车底盘构造原理与拆装模块两部分共同构成。若对车辆实体进行拆装会需要大量的零部件教具与仪器设备，不能充分满足学生的学习需求，降低了学生的学习兴趣。通过对虚拟实验教学平台进行构建，可以加强实验操作的简便性与快捷性[1]，还可以让学生从多种视角进行观察与反复拆装。使用透明化的处理方式让学生全面观察到汽车的构造原理与内部各个部件的运动情况，可以加强学生的学习积极性，将学习到的知识灵活应用在实际中。在该教学平台中的相关课程包括车辆的构造、发动机运行原理、车辆检测与故障诊断等多方面的内容。学生在该平台进行实验与操作，

1.2 可以让学生充分掌握车辆构造，更加熟练地掌握拆装操作。

在对车辆构造原理与拆装虚拟仿真实验平台进行构造的过程中，需要将现有的资源进行充分整合，与协作企业合作，具备车辆原理结构、拆装流程等相关功能。在对平台设计时，可以使用3D虚拟现实技术，通过一比一的比例进行建模，可以将车辆中的相关部件真实地在计算机中显示，还可以对各个零部件进行多维、全角度的移动与缩放。还可以将爆炸图与透视结构互相结合加强教学的辅助效果，让学生在虚拟的环境中对车辆零部件构造与原理充分掌握与学习。在拆装模块包含自动与手动拆装两种方式，在自动拆装模块需要将厂家提供的维修手册流程作为基础进行制作，还可以制作三维动画，让学生更加真实、全面地掌握车辆零件结构与拆装的全部过程，加强学生对相关知识的理解与掌握程度。对于手动拆装模块可以让学生在学习相关知识点之后，在计算机中对实际情况进行模拟拆装，可以有效加强课程的趣味性与真实性、生动性，提升学生学习兴趣，还可以节省教学费用。

1.3 汽车性能虚拟仿真实验教学平台设计

汽车的性能包含动力、经济、操作、平稳等多方面性能，这些都是车辆专业学生应该充分掌握的理论知识，也是对汽车设计与开发过程中重点考虑的因素。由于多方面条件的限制，若对实体汽车进行实验会花费较高的成本，还会存在较强的危险性。因此在开展车辆工程相关实验课程的过程中，学生不能经常接触到真实的实验设备，会降低教学效果。因此A学校设计了汽车性能虚拟仿真实验教学平台，其中包括6个模块与18个实验项目[2]，其中包含汽车理论知识、汽车工程学、汽车振动等相关课程。通过将虚拟与现实互相结合的形式，可以加强学生的汽车理论知识掌握程度，提升学习积极性，充分掌握实验方法与相关技能，还可以加强学生的实践能力与思考能力。例如在进行汽车碰撞实验的过程中，会消耗较多的资源，还具备较强的危险性，因此通过虚拟实验教学平台，可以将相关难题有效解决，还可以加强演示效果。

1.4 汽车电子与测试技术虚拟仿真实验教学平台设计

随着时代的不断发展，汽车电子与控制技术得到了快速发展。实体实验虽然可以让学生对某些现象或结果进行观察，但不能充分掌握过程与相关理论知识。还由于课程、实验的时间有限，不能使每一名学生都可以充分接触各种仪器并进行操作。通过对汽车电子与测试技术虚拟仿真实验教学平台，让学生对汽车测试信号技术、控制技术等相关知识进行全面掌握。信号测试分析作为车辆工程专业中的重要组成部分，利用虚拟仿真实验教学平台，可以帮助学生掌握信号采集、频谱分析等相关实验内容。

2 车辆工程专业虚拟仿真实验教学平台管理与运行

2.1 平台教学功能

车辆工程专业虚拟仿真实验教学平台在运行过程中会使用到网络技术，通过利用虚拟首先是技术对各项实验设备与部件进行制作，可以对互动虚拟实验进行逼真的演示，还包括动画的方式进行演示，使3D模型完成任意方向的旋转与视点变换。在虚拟仿真实验教学平台中，可以为大量的用户提供下载[3]、场景构建等相关功能，学生可以在不同的场景中进行互动，还可以加强演示的效果与真实性、互动性。学生置身在虚拟的学习环境中，可以真实地感受到实际操作过程，全面掌握各个知识点。平台中还可以使各种信息进行共享，形成人机的良好交互，激发学生的学习积极性。教师要定期对相关资料进行上传与下载，试题库要定期更新，学生虚拟实验交互界面可以自动生成。教师可以将实验内容进行开放，在学生完成实验之后对实验过程与结构进行评价，还可以将学生的实验结果在平台的数据库中全面记录。

2.2 平台管理

在车辆工程专业虚拟仿真实验教学平台中，会对各项实验教学信息进行发布，其中包含实验模块、实验教学内容、学习资源、师生互动交流模块等，还可以在平台中发布最新的新闻与消息，发布仪器设备的更新状况等。在平台中会提供多种管理模式如学生管理、教师管理等，还会提供权限管理、目录设置、角色管理、资源发布、资源共享等。在平台中构建学生与教师的用户信息资料数据库，需要定期对其进行更新、维护与管理，还需要为教师与学生的用户信息资料提供数据库导入接口，为教师与学生在使用平台的过程中提供便利。平台中还包括个性的学习页面，包括各类虚拟实验课程列表与入口，学生可以在平台中随时选课自行学习。通过这样的方式，平台管理者可以实时掌控平台的使用情况，从而加强平台的运行与管理效果，提升车辆工程专业虚拟仿真实验教学平台的设计质量。

3 结语

通过对A学校的车辆工程专业虚拟仿真实验教学平台设计进行分析，可以看出，要在平台的设计中加入相关理论知识，使用虚拟仿真实验教学平台可以节省成本、降低实验危险性，加强教学效果，从而加强车辆工程专业的整体教学质量。

参考文献

[1]潘公宇，江浩斌，刘志强，杨晓峰，耿国庆. 车辆工程专业虚拟仿真实验教学平台的设计[J]. 实验技术与管理，2017，34（04）：1-5.

[2]滕菲，李庆华，李未. 虛拟现实技术在汽车类专业实验教学中的应用[J]. 吉林工程技术师范学院学报，2018，34（01）：90-93.

[3]郭烈，申国哲，杨姝，亓昌. 汽车发动机原理课程虚拟仿真教学系统构建[J]. 实验室科学，2016，19（05）：71-73.