2.3　汽车专业实验室教学设备、工具及技术方案

（1）实验室建设原则

① 规模性原则。规模出效益，这是一条基本原则。特别是在当前高校普遍扩招的情况下，学生人数急剧增加，而教师人数又十分有限，如果实验室场地很小，实验设备套数过少，就必然造成每个实验大量重复以致时间安排不开，同时还大量耗费教师的人力和精力，使其不能在有限的时间内充分发挥出相应的教学效益。如能根据学生数量的多少，适度扩大实验室规模，就能保证单位时间内可以接待更多的学生同时进行实验，收到事半功倍的良好效果，以便最大限度地发挥出投资效益。

② 先进实用性原则。根据教育要面向世界、面向未来、面向现代化的指导思想，实验室建设还应遵循先进性原则。因为只有先进的东西才有更长久的生命力。只有在实验教学中不断引进先进的教学内容、教学设施、教学手段和教学方法，同时逐步淘汰已经落后无用的东西，才能让学生在学校学到的东西不过时，就业后用得上。当然，在强调先进性的同时，还要注重实用性。特别高、精、尖的实验设备显然应该置于开发研究型的重点实验室里，一般教学型实验室应以装备先进实用的设备为宜。

③ 工程应用性原则。实验室建设要尽可能紧密结合工程实际，引进一些具有真实工程背景和应用技术含量的实验设备和实验手段，从而使实验教学有的放矢，使学生做到学以致用，绝对不能搞成学用两张皮，以免造成学的不能用，用的没有学的脱节现象。同时强调把应用技术实验放在第一位，尽量减少论证性实验及设备。当然，也不能一味反对论证性实验，如果是为了探讨问题或论证某个新设想的正确性，进行论证性实验完全无可厚非。

④ 技能实践性原则。为了保证学生获得相应的技能，实验室建设必须尽可能多地为学生提供相应的实践条件和实践机会。强调技能实践性原则，就是为了注重学生实验的过程步骤，只有过程步骤正确无误，才称得上获得了相应技能，才能保证结果的正确性。

为满足社会对汽车专业人才的需求，从学校长远发展的角度考虑，学校陆续开办了汽车维修厂和汽车驾驶学校。几年来，随着学校规模的扩大，学生人数的增加，汽车实验室建设速度也相应加快，基本满足了教学需求和学生实际操作的需要。通过实践体会到，汽车实验室建设必须准确定位，合理规划，统筹实施，要注意把握以下几个原则。

a.实用。汽车运用与维修及检测与维修专业是实践性很强的专业，需要学习汽车构造、汽车电控、汽车电器、汽车检测、维修保养等主干课程。为满足教学需要，实验室建设必须考虑实用原则。在实践中，一方面购置了汽车各系统的示教板及多媒体教学软件，以多媒体为主，将抽象的理论以实际工作状态和动画的方式展示给学生，让学生用形象思维理解抽象的理论，这样可以让文化知识基础相对较差的职院学生学懂基本的理论，从而省略掉设计研究中才涉及的繁琐的理论计算。另一方面，购买实用仪器设备和元器件，为学生准备必需的物质条件，让他们在实验室通过实验实训，把抽象的理论和实际相结合，把书本知识同实验室的仪器、具体零部件以及实物结合起来，充分发挥仪器设备的实用价值。例如将汽车整车拆装让学生了解汽车构造；用卡罗拉实验用车、元征431解码器、2000型桑塔纳车的电器电路实验台，满足学生对电控和电器电路的实验需要，用气缸压力表、进气真空表、油压表、废弃分析仪、烟度计等让学生对汽车维修及检测中经常需要检测的部分进行测量分析。车轮是汽车唯一与地面接触的部件，其实际情况及定位对汽车的平顺性、安全性都具有很大的影响，于是购置了四轮定位装置；空调在汽车上有重要作用，于是购买了制冷剂回收及加注机，让学生结合汽车进行实验和实训。

b.够用。建设一个现代化的校内汽车专业实验室，不仅需要大量的资金投入，而且还需要大量的训练设施、设备维护和更新费用。学校有限的财力不可能完全解决设备需求和资金投入的矛盾。因此，汽车实验室建设，要把握够用的原则，即满足汽车专业主干课程的基本要求和学生动手能力培养的基本需要。在建设中，购置了整车汽车透明模型及实际的汽车结构部件，如发动机、底盘、车身以满足教学基本需求。汽车发动机是汽车的心脏，于是购置了便携式发动机分析仪和其他仪器，让学生熟悉发动机点火系统、启动系统、电控系统，会用仪器进行波形分析，为他们在今后的实际工作中处理偶然故障和复杂故障打下基础。将有限的资金投入购置必需的仪器设备，为学生提供理论和实践相结合的场所，为他们学习和掌握操作技能创造了条件。

c.通用。汽车实验室建设的资金投入是有限的，而实验实训是无限的，要将有限的投入发挥最大的效益，实验室建设中必须把握通用原则。除了必要的纯教学仪器外，购置仪器设备要考虑在实际工作中的共同使用，即除了让学生对不同类型汽车进行实验实训外，还可以供驾驶学校使用，也可以为汽车维修企业服务。这样就可以提高仪器设备的使用效率，减少重复购置，降低办学成本。例如检测用车，除了在教学过程中使用外，主要在驾校实训中使用。结合汽车检测与维修专业的实际情况，充分利用检测用车并适当增加投入，开办了驾驶学校，让学生学习驾驶，不仅提高了检测用车的使用效率，也使学生在实践中学到一项技能。而且车辆使用过程中出现的问题，也是他们走出校门后可能碰到的实际问题，在处理这些问题的过程中，学生就可以熟悉并掌握实际的工作程序及维修保养技能。

d.适时更新。汽车工业发展迅速，社会需求日益多样化，汽车产品也随之日新月异。同一种类型的汽车，从发动机、底盘、电子电器及车身设计等方面都在不断完善，工艺也在不断改进，电子稳定系统、卫星定位导航系统等智能化设备也在不断装备。在燃料方面，除了传统的汽、柴油汽车及混合燃料汽车外，电动汽车已经问世。在世界各地车展上，环保汽车，如氢燃料汽车、智能驾驶汽车等概念车型陆续亮相，不久的将来这些汽车就会走进人们的生活。因此，汽车实验室的仪器设备也应不断更新，以适应不断变化的新情况、新形势。

e.校企联合。学校汽车实验室建设的目的是为了满足教学的需要，为学生提供实验和实训的场所。但学校的实验室，毕竟不能等同于汽车企业的厂房、车间，学生在实验室的实验实训，更不能等同于企业的生产。同时，由于汽车工业的迅速发展，新材料、新工业、新功能部件不断涌现，仅靠学校有限的财力购置的实验仪器设备，很难满足教学需求和保证学生得到足够时间的高质量技能培训。因此，汽车专业实验室的建设，必须加强校企的联系，争取汽车企业在设备、场地等方面的支持，充分利用社会资源，校企联合、产学结合，让学生工学结合，顶岗实习，这既是职业技术院校教育培养模式的改革及专业建设与课程设置改革的切入点，也是汽车实验室建设的重要原则。在校企联合的教学过程中，学生不仅可以在真实的生产环境中学习，接收新知识、新工艺、新技术，而且能让学生在真实的工作岗位上感受到真实的工作压力，提前与社会接触，从而缩短学生进入企业的适应期。

f.配备专业实验管理人员。汽车实验室建设，除了效果明显的实验仪器设备的投入，还必须配备好的实验教师和管理人员。两者不可分割，相互依存。实验室要更好地发挥作用，离不开实验教师和管理人员。只有称职的实验教师和管理人员，才能使实验实训方案的选择恰当，资料的汇编正确，仪器设备维护良好，实验实训准备充分，才能收到较好的实验教学效果。

（2）实验室教学仪器设备及工具技术参数

实验设备规划一般包括按实验室需求编制的年度设备购置计划。计划表应包括数量、性能要求和金额（含外汇额度），并说明来源以及需要时间。设备的规划有套数和档次问题，分基础课程、专业基础课程和专业课程的不同情况配备。能用常规设备的，则不必配精密仪器。专业课按大循环实验方式配备，建立专业化实验室，以减少套数的投资。实验设备主要来源是国内购置、国外引进、自制三个方面，重点应放在国内购置及自制。在具体配备和选择设备时，有许多因素要给予系统的考虑，主要是实用性、先进性和经济性的综合决策，通过比较、分析、论证，正确解决先进性和经济性的矛盾。

案例9　材料力学实验室设备技术参数

案例10　汽车检测与维修专业实验室仪器设备采购清单及部分技术参数

桑塔纳2000GSI时代超人发动机实训台

一、结构组成

全新桑塔纳2000GSI　AJR发动机总成、原车发动机电控单元、组合仪表、防盗系统电控单元、发动机启动运行所有相关的原车附件、故障设置和排除系统、原车电路原理图板及检测端子、60A·h大容量蓄电池、大容量不锈钢油箱、发动机加速机构、控制面板柜、可移动台架、台架电源总开关、OBD诊断座、散热系统、任务驱动教学模式的实训指导书及台架操作说明书。

各传感器及执行器安装数字显示表，台架安装燃油压力表与真空表、带锁止万向的脚轮、不锈钢护手，台架高温及转动等部位加装防护装置。

二、功能特点

发动机运转正常。故障模拟系统可模拟实际运行工况，设置多种实车发动机常见故障。具体内容详见故障模拟设置装置说明。电压表实时显示传感器与执行器的变化，喷油器脉冲等各执行元器件用LED灯显示工作状态。指针式油压表指示燃油压力值；指针式真空表指示真空压力值。配备原车OBD诊断座，可使用诊断仪对发动机电控系统读取故障码和数据流等。防盗及节气门体匹配操作，对比防盗工况与正常工况。实训台面板上绘有彩色喷绘电路图，喷绘图加装有机玻璃保护，学员可直观对照电路图和发动机实物，认识和分析控制系统的工作原理。实训台面板上安装有检测端子，可直接在面板上检测各传感器、执行器、发动机控制单元端子的电信号，如电阻、电压、电流、频率、波形信号等。实训台加装电源总开关、水箱防护罩、飞轮及其他转动部位防护罩等安全保护装置。实训台底座部分采用刚性结构焊接，面板柜冲压成型，面板柜与底座可分离，台架表面采用烤漆工艺，带万向自锁脚轮装置。

三、智能故障模拟与考核装置

该系统是一种多功能的智能化、灵活化、简易化考核系统，增加设备的实用性，提升学生灵活解决实际问题的能力。控制器由操作单元、故障单元两部分组成。

1.操作单元：提供电路板（与显示屏一体）、键盘，用户直接嵌入到工作台面板上即可。操作单元采用多重保护设计；双电源直流12V输入；128×64LCD显示；8路开关量报警输入，最多连接两个故障单元（48路继电器）；操作单元可以不联网进行脱机考核；可以自动评分；有报警时显示屏提示。主要有以下操作功能。

（1）学生入口：学生解除故障时使用，可以查询考核剩余时间。

（2）教师入口：设置故障、解除所有故障、设置考核时间、修改登录密码、设置设备号。教师入口需要登录密码。

（3）分数查询：查询学生的当前得分情况。

（4）学号查询：查询设置的学号。

（5）设备号查询：查询本机设备地址，每个操作单元有唯一的设备地址。

（6）考核时间开始：用于教师设置完毕考核时间后，考核开始倒计时。

2.故障单元：有24个故障点，每个操作单元可以连接两个或者一个故障板，继电器的触点参数有10A/24VDC、7A/24VAC，通过一排线与操作单元连接。故障点内容及类型可根据各院校实际要求订制。

（3）实验室建设技术方案

实验室建设的技术方案是需要支撑其教学方案的，内容涵盖了实验室教学仪器设备的主要技术参数、经济成本等，实验教学所用工具精度满足要求均需要在技术方案里体现。下面以某个实验室教学设备技术方案为例说明。

案例11　实验室建设技术方案

班班通教学设备技术方案

一、项目背景及意义

1.项目背景

随着国家信息化工作的深入开展，提高教育系统信息化水平成为当前工作的重点，而校园多媒体及网络建设则是教育系统信息化建设的关键。2011年教育部的工作要点中针对教育信息化建设明确要求全面部署教育信息化建设。发布实施教育信息化规划。建立健全教育信息化工作领导小组领导及管理体制、组织体系及建设运行机制。启动建设国家优质教育资源中心。大力提高教育管理与公共服务的信息化水平，建设统一的教育公共服务网络平台。以视频公开课为突破口，探索教育资源建设与共享新模式和新机制。继续做好学校信息管理系统建设和应用工作。

基于现代化教学需求的高速发展，采用交互式电子白板的互动教学模式呈现不断上升的趋势，互动教学必将主导未来教学的新模式。电子白板是无法独立进行互动教学的，要实现电子白板进行“校园信息化系统”建设，则必须要配套其他教学设备，如计算机、投影仪、音响系统等，这些分离设备增加的同时，意味着也必须通过综合布线工程将其连接起来，这样才能满足教学使用要求，校园网络建设有利于适应新的课程计划的实施和研究性课程的开设，适应现代化教育教学，基于教师、学生对校园网的迫切需求，让师生教育教学理念和手段与国家的要求和时代的发展合拍，才能推进学校的进一步发展。

2.项目意义

（1）实现教育现代化、促进形成学习型社会。

改变传统课堂教学模式，实现多媒体教学、互动式教学模式，促进教师教学理念、教学方式、教学手段等一系列的变革；提高学生学习兴趣，促进学生由被动学习到主动学习的转变；提高教师教学效率，推进教师从知识的传授者向知识的引导者角色转变。

（2）实现教育资源共享、促进教育均衡。

让教材资源、名师资源、校本资源、均衡资源进入每一个班级，促进区域之间、城乡之间、人群之间的基础教育均衡发展，有效促进教育公平。

（3）提高教学质量、确保教育生命线。

建立鲜活丰富的教学备课资源库，有效提高教师教学水平和效率；建立多样的知识题库，有效激发学生的学习兴趣。创建自主学习、互动学习、探究学习的新模式，培养学生知识构建、交流合作的学习能力，全面提高教学质量，从根本上解决“上好学”的问题。

（4）提高师资培训、助推教育改革。

可实现大规模教师培训，促进教师专业能力和信息化教学能力的提升，便于推动基础教学新课程改革。

（5）有利于加强青少年思想教育，提高学生素质。

有利于提高青少年的思想道德素质和科学文化素质，把他们培养成为有理想、有道德、有文化、有纪律的一代社会主义新人。

（6）实现科学管理、确保改革创新成果。

有利于提高各级教育主管部门教育管理的效率，实现教育科学管理。对教学改革和创新进行有效监督和评估，确保成效。

二、校园信息化系统的建设规划

1.建设规模

根据“班班通教学设备”系统设备明细表，本次校园信息化系统建设主要分为多媒体系统和网络系统的建设。主要设备清单如下。

2.建设目标

校园信息化系统建设有以下几点目标。

（1）通过校园信息化系统整合学校现有的校园信息化系统软硬件教学资源，建设一套更为方便实用的软硬件资源库，让教学教育资源更好、更快地为教学提供服务。

（2）改善学校的教育教学装备条件，在班级教室配备目前教育行业最为先进的多媒体教学设备，为多媒体互动教学提供必要条件。

（3）改善学校的管理手段，提高学校管理效能和水平。

（4）改变教师教育思想观念和教育教学方式，创新教育教学手段、途径和方法，为学校教育教学改革注入新的活力。

三、方案总体设计

（1）系统性：校园信息化系统根据教育行业特性，从教育教学需求角度出发进行设计，满足日常教育管理部门教育教学管理、学校一线教师教学、学生自主学习等需求。

（2）实用性：系统设计重实际、讲实用、求实效，满足教师数字化网络化备课、授课的实际需求，系统界面简洁，布局合理，操作简便。

（3）先进性：采用面向对象的设计思想和开放的网络体系结构。

（4）成熟性：选用覆盖率高和技术成熟的产品。

（5）可靠性：采用多种集群和高可用机制，具有容错和容灾能力，满足多种环境下的应用。

（6）安全性：采用经过国家强制认证的产品和具备权威机构出具的质量检查报告的产品。

（7）经济性：在满足系统需求的前提下，选用性价比高的设备，以合理的系统总造价完成项目建设，保证系统的可持续发展。

（8）可扩展性和兼容性：系统建设完成后能够兼容原有教学设备如平板电视、投影机、音响等设备；各设备采用标准化接口设计，满足未来扩展扩容需要。

四、系统特性

（1）丰富的教学展示方式。多媒体教学应用于课堂教学，使教学内容集文字、图像、动画等信息功能于一体，图像清晰，动态感强，信息量大，多趣味和高效率，改变了学生的学习方式，使学生的综合素质得到全面发展，大大拓宽了学生们的视野，提高了教育教学效果，结合校园网络建设，为获取丰富的教学资源和各校的交流提供有力的网络平台。

（2）共建共享、应用为重。建立并逐步完善教育信息资源，建设共建共享激励机制，保障信息资源建设工作持续、高效地向前发展。既要避免重复开发，又要鼓励多样化创新；既要充分利用在教育教学过程中形成的优质教育资源，也要积极发挥市场在资金注入、技术创新、应用推广等方面的积极作用，促进优势互补和互通有无。要把信息资源应用作为出发点和终极目标，要建立鼓励应用的机制，调动广大师生和公众用户应用信息资源的积极性，以建设促应用，以应用促发展。

五、校园信息化系统的组建

随着多媒体演示技术的不断发展与成熟，为电化教育带来了一场革命。目前市场上涌现出多种多样的多媒体教学设备，教育部门对于多媒体教室建设没有出台一套相应的建设标准，学校在多媒体教室建设的选择上难以取舍。

只有充分了解了用户的实际需求，对各校原有校园信息化系统设备的功能参数上进行了细致的了解，对市场相关产品进行了充分的调研论证，才能将整个项目保质保量完成。在计算机网络接入每个教室的前提下，结合目前教育行业内主流的多媒体教学设备，提供最优化的整合建设方案，旨在改善学校的教育教学装备条件，为多媒体互动教学提供必要条件，通过这些多媒体教学设备改变教师教育思想观念和教育教学方式，创新教育教学手段、途径和方法，为学校教育教学改革注入了新的活力。

案例12　汽车实验室建设方案

实验室建设方案

一、前言

实验室建设状况是体现我院汽车专业的主要特征之一，是办出本专业特色的主要保证。我院在教学和管理改革中，十分重视加强实践性教学环节，培养应用型人才，教学计划和培养方案均是以理论探讨、实验检验为指导思想进行设计的，并认真组织了实施。

为了进一步加强我院学生的实践教学环节，培养学生的技术应用能力，我院在认真研讨和充分论证的基础上，希望在现有教学实验实训设备的基础上，加大对实验室投入。目前，已有一个初具规模与特色的实验室，但不能满足学生实验需要。因我院分别于2016年、2017年成功申报汽车检测与维修及汽车电子技术两个新专业，同时我院目前有2007级汽车技术服务与营销专业学生107人，2018级汽车维修与检测专业学生220人；计划2019级招进新生300人，故现有教学设备和设施明显不足。

二、实验室现状

目前我院汽车检测与维修实验室面积为150平方米，拥有汽车发动机解剖模型1台、汽车自动变速箱实验台1台、汽车点火实验模板1台、汽车电器实验台1台、汽车ABS实验台1台、汽车空调实验台1台、汽车后桥模型1台，拆装发动机1台、整车1辆，总价值16万多元。为汽车专业实验课服务，实验项目20多个，实验开出率95%，同时实验室的时间开放、人员开放和项目开放都进行得有条不紊，仪器设备利用率和设备完好率均达到学校要求，为强化学生动手能力的培养，提高实践教学质量做出了应有的贡献。

三、实验室建设主要差距

虽然我校实验室建设在近两年得到了较大的发展，取得了比较明显的成绩，但实验室建设的要求距离本科要求还存在着一定的差距，主要表现在以下几个方面。

（1）实验教学的改革力度还不够大，实验项目的更新率不高。

（2）教学设备投入不足。实验设备配置跟不上日益增长的新的教学实验需求，设备稳定性不够好，设备维护工作难度大，工作重。实验仪器设备套（组）数也不足，不能满足强化学生技能训练，培养学生动手能力的需求。

（3）实验室的综合功能不强。这样不仅不能充分使专业实验室以教学为主，兼顾科研与对外技术服务，而且也妨碍了实验室自身的发展和教师与实验技术人员业务水平的提高，使专业实验室的综合效益难以发挥。

（4）实践教学的规范化管理还有待于充实完善，实验教学的评估体系还有待于充实，如何充分利用实验室条件来进行课程设计和毕业设计还有待进一步实施，开放式实验教学还没有全面展开。

（5）专业教师参加实验室工作的积极性不高，科研成果很少。随着新型实验设备的增加，实验技术的现代科技含量明显增大，现有实验指导人员需要更多的专业培训，否则会影响实验技术和实验室管理水平的提高。

因此，我院实验室的建设与管理任务还是十分艰巨的。

四、建设方案

我院实验室建设的指导思想是：立足人才培养目标，面向社会尤其是企业需求，建设教学科研功能齐全、专业特色明显的实验室，基本形成培养学生技能和能力的实验教学新体系。具体的实验室建设规划由下面三部分构成。

1.改造和完善汽车实验室。

（1）补充现在汽车实验室的拆装发动机数量，使其能满足60名学生同时上课，将现有实验室面积增至400平方米。

（2）为汽车实验室补充汽车拆装变速箱10台和前悬挂及动力转向设备，完善汽车底盘构造实验设备的需求，使学生能增加对汽车底盘系统的了解。

（3）添置发动机电控检测台（大众AJR）及配套解码器431，保证汽车电子技术专业的实验及课程能正常开启。

（4）添置发动机检测台及配套仪器数字万用表，保证汽车维修与检测专业的实验及课程能正常运转。

（5）建立投影架，使实验室具备多媒体演示功能。

2.加强实验室保障设施建设。

（1）随着设备的更新换代，拟建面积为40平方米的设备库房。

（2）因实验准备工作的需要，拟建面积为40平方米的实验准备间。

（3）拟设置一个约40平方米的师生科研实验室，使用配置较高的设备，激发师生的科研积极性。

3.重中之重，立即着手建立发动机性能测试实验室和底盘测功机实验室。

（1）发动机性能测试实验室。交通运输、车辆工程、机械设计制造及其自动化、交通工程、物流工程、轮机工程、汽车营销、汽车制造与维修、汽车电子与电器、汽车检测与维修、汽车运用技术、工程机械运用技术、车辆保险与理赔等专业的工程热力学、发动机原理等课程教学都需要利用发动机试验台进行实验教学，通过实验使学生学习测试发动机动力性、经济性、排放性能等发动机主要性能的试验方法，获得发动机试验的基本训练；通过实验让学生获取理论计算难以得到的技术数据，充分激发学生学习的积极性。发动机试验台是发动机性能测试教学的基础实验教学设备，通过发动机性能实验，可为学生学习后续的专业课打下坚实的基础。

（2）底盘测功机实验室。汽车性能、汽车排放等课程教学都需要进行底盘测功实验教学环节，通过实验使学生学习测试汽车最高车速、汽车加速性能、制动距离等汽车主要性能的试验方法，获得汽车试验的基本训练，底盘测功试验是有关汽车性能测试教学的基础设备。汽车排放已被视为重要的污染源之一，发达国家为此加强对汽车污染的治理。当前为了更好地配合我国经济发展与相关法规的陆续实施，国内许多高校都在交通运输和热能工程专业的教学内容中加大了污染气体测试技术教学及实验的力度和深度。

五、添置设备一览表

历届在校生人数：310　　　　　　　班级数2017汽车1、2　2018汽车1、2、3、4

计划2019级招生人数：300人