虚拟实验教学

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虚拟技术在测验教学的应用

虚拟技术在测验教学的应用１专业测验教学面临的问题１．１测验设备数量缺乏在我国目前众多高校的工科专业中，由于经费有限，往往存在测验所需设备种类与数量缺乏的现象。因此，在较多的专业测验教学中仍普遍采用教师教、学生学的传统教学模式，多以演示教学为主，学生实际动手操作的机遇少，直接影响测验教学质量；

在教学过程中学生缺乏学习积极性和主动性，测验教学没有达成培养和磨练学生的实践动手才能和创新才能的目的。

１．２测验教学学时缺乏当前，高等院校受制于总的教学学时限制，用于测验教学的学时与学生实践动手才能培养存在确定的差距；

在培养方案规定的测验教学学时内，学生动手才能的培养得不到有效的保证，更谈不上创新才能的培养。

１．３测验设备先进性缺乏进入２１世纪，科学技术进展速度越来越快，学识更新周期变得更短。高校测验教学设备的更新速度跟不上技术的进展速度，测验设备与当前最新技术存在差距。把虚拟技术引入测验教学中，能有效缓解专业测验教学面临的问题。本文探讨在汽车类专业测验教学中应用虚拟技术，改善测验教学的教学环境，提高教学质量，以适应当今高校改革和进展的需要。２在测验教学中应用虚拟技术的必要性２．１人才培养与教学改革的需要随着各行业对人才质量的要求不断提高和教导改革的进展，测验教学早已成为高校各专业教学改革的重点。测验教学在整个教学过程中所占的比例大大增加，在测验教学的过程中，那么会产生大量设备、工具、零件和材料的损耗，随着测验设备的使用率提高，设备故障率也提高了，导致测验本金增加，假设先举行虚拟测验，再举行实物训练，这样既能达成测验目的，又能节省本金，测验设备使用寿命也能大大增长。

２．２测验教学设备保障的需要随着新技术的进展，设备的更新换代快，需要投入大量资金用于添置新设备，来保证培养的人才适应时代进展的需要。资金需求多，测验室创办周期长等理由又制约了测验教学改革的进展。采用虚拟技术，在原有硬件设备的根基上，建立虚拟测验室，采用虚拟技术模拟测验设备，可以很好地解决测验室经费缺乏和测验设备缺乏的问题。在测验教学的过程中，有的测验对设备本身会具有确定的破坏性，这给设备的使用、管理带来了好多问题。假设类似的测验只是老师举行演示，学生没有亲自动手测验的机遇，学生对测验内容的掌管会受到很大影响。针对这种难题，将虚拟技术的引进是一个分外梦想的方法和手段。通过多年的探索实践，在汽车类测验教学过程中，充分利用多媒体教学手段和虚拟技术搭建现代教导技术平台，对激发学生的学习热心、培养学生的创新才能和自学才能、提高教学质量，具有特别重要的意义。

３虚拟技术在测验教学中的应用３．１“汽车构造”测验教学中的应用“汽车构造”课程是汽车类专业的专业根基课，对后续专业课程的学习具有分外重要的作用。在“汽车构造”的实验教学中根据其教学的特点，利用Ｐｒｏ／Ｅ软件建立汽车总成零件的三维实体模型，仿真表示其工作原理，使学生在理解和掌管布局、工作原理的根基上举行拆装调试训练。图１是用Ｐｒｏ／Ｅ软件建立的汽车球笼式万向节总成分解图。在计算机上举行模拟拆装可以制止由于学生对布局的不熟谙而造成对零部件的损坏，同时由于虚拟拆装对时间和场地没有限制，可以使学生能得到充分的训练。

３．２“汽车电器与电子设备”测验教学中的应用“汽车电器与电子设备”课程的教学大多通过讲授、实验、实训等方式举行，但是由于学校的测验教学资源有限，使学生对所学内容缺乏直观和感性的熟悉，教学质量受到影响。在教学中以虚拟测试替代实物测试，原理的动画模拟替代了枯燥的讲授，用计算机仿真汽车电器与电子设备系统故障摈弃训练过程代替实际训练过程，突破了传统教学方法的限制，不仅能够达成良好的教学效果，还降低教学运行费用。

图３为发动机操纵模块虚拟电路测试。３．３虚拟汽车服务工作环境和工作过程汽车类专业课程如汽车营销与企业管理、汽车保险与理赔等课程具有很强的实践性和实用性，为提高学生的工程实践才能，在虚拟网络中模拟设计汽车服务企业的一些真实工作场景。如在汽车销售的虚拟场景中使学生能够体验到汽车销售整个流程，体会到在销售过程中的一些沟通方式和方法；

在汽车修理保养的虚拟场景中，学生可以体验到修理保养的工作环境，工作流程和管理模式。通过此类训练，有效提高了学生的就业竞争力。

３．４基于虚拟技术的网络化整车电控测验室（１）虚拟测验室是运用虚拟技术、网络技术、多媒体技术组建的，由虚拟现实技术生成的一类适于举行虚拟测验的测验系统，包括相应测验室环境、有关的测验仪器设备、测验对象以及测验信息资源等。虚拟测验室融合了远程多媒体教学和远程互动操作的特点，通过计算机、操纵软件、传感器和信号采集、硬件接口模块等构成，完成对被测信号的采集、传送、显示输出结果；

软件是完成大片面测验过程的核心，虚拟技术在教学领域的应用和进展极大地丰富了现有教导体系中教与学的表现形式。

（２）构建虚拟测验室是将虚拟技术引入汽车专业测验教学的关键步骤，目前笔者所在学校在原有测验室的根基上，有效地整合了测验室资源，创造了虚实融合的网络化整车电控测验室，为学生供给了更多综合性、设计性的测验。网络化整车电控测验室主要由汽车教学整车、测试台、远程操纵台、数据采集服务器、带触摸屏平板电视，多媒体教学系统、３０台计算机等构成，集教学实训、数据测量、智能考核等功能于一体，可用于汽车布局熟悉、工作原理演示、实时数据测量、故障检测修理以及在线实际操作、考核，在此测验室可完成汽车整车全体实践性教学工作，还能得志行业培训、社会培训的需要。

（３）通过软件开发，在计算机中利用虚拟仪器（包括检测仪、示波器和万用表等），对整车电控系统举行检测。

多媒体教学系统中由三维全景动画、三维解剖动画、部件结构名称、电路接线图动画、标准波形图动画、实景教学视频等片面组成，包括拆卸、组装、部件测试与故障诊断分析实景视频，与电信号屏幕测试装置、汽车整车等硬件交互、虚实融合、构成理实一体化的完整教学实训系统。通过全仿真与半仿真的结合、模拟软件与汽车实物总成的结合、单台设备与互联网络的结合、实际操作与模拟工位的结合，构建了一个汽车虚实融合的协同工作环境。

４实物测试与虚拟测试与实物测试相比，计算机虚拟测试具有确定的优势，如虚拟测试不会损坏元器件、受外界环境条件影响较小、可以裁减设备使用、器材配置与消耗等。但是虚拟技术有确定的局限性。如在实际测验时，尽管整车线路连接正确，但有可能存在接触不良或其它理由，随时会展现各种可能的奇怪现象和故障，这些现象和故障在虚拟测验中不会展现。虚拟环境与真实环境存在确定的区别，使得在虚拟测验中学生的临场应变处理问题的才能得不到有效磨练。因此，学生在虚拟环境中得到足够的训练后，应安