基于德國FH教育模式的汽車診斷技術實驗課程建設

孟慶雨， 靳文瑞

(同濟大學 中德工程學院，上海 201804)

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基于德國FH教育模式的汽車診斷技術實驗課程建設

孟慶雨， 靳文瑞

(同濟大學 中德工程學院，上海 201804)

德國應用科學大學的工程技術應用型人才的培養模式獲得了德國教育界與企業界的贊許，他們在人才培養方式、實驗課程體系的設置、教學實踐的活動過程等方面的經驗，都值得我們在實驗課程建設中加以借鑒。汽車診斷技術實驗課程是同濟大學中德工程學院汽車服務工程專業的重要的專業實驗課程，它的建設包含了實驗課程師資建設、實驗項目開發、具體實驗教學實施與學生的實驗評估各個環節，這些環節的建設全面借鑒和移植了德國應用科技大學的工程教學模式和經驗。其面向應用、面向實際及強調創新意識和團隊合作意識的教學模式使學生從實驗教學中獲得了全面的工程師素養的培養。

汽車診斷技術； 實驗課程建設； 教學模式； 德國應用科技大學

0 引 言

2004年同濟大學中德工程學院建立。其是一個國際合作教育平臺，中德政府間的合作項目。培養目標是為中德兩國企業經濟界培養具有較強工業實踐能力的應用型國際化技術、管理人才[1]。汽車服務工程專業成為與德方共同合作建立的三個專業之一，該專業成立的背景是中國汽車行業迅猛發展，德國車企及相關行業大舉進軍中國市場，并建立了大量的獨資和合資企業，這些企業由最初的大批量生產銷售整車獲取高額利潤到面臨世界各汽車制造大國及國產汽車的群雄割據局面，汽車由供不應求轉變銷售整車低利潤時代，客戶不僅對汽車質量價格有著嚴苛的要求，汽車售后服務質量越來越成為重點考慮的部分，且車企在汽車后市場所獲取的利潤大大超過整車的利潤，由此德國企業非常重視中國汽車后市場的開發和服務，此領域需要大量的技術和管理人才。

德國在培養汽車服務工程領域的技術及管理人才具有得天獨厚的條件，其在全球已經建立了相當成熟的汽車服務貿易體系，并且與之配套的相關專業教育體系也發展得非常成熟。在德國，應用科技大學擔負起了培養汽車服務行業技術與管理人員的重任，從應用科技大學教育的培養目標看，應用科技大學教育就是強調培養面向應用、面向實際、面向未來，培養掌握科學的方法、擅長動手解決實際問題的工程、技術專門人才[2]。其培養目標與德國車企的人才需求有著高度吻合。德國應用科技大學中有多所大學開設了相關專業如茨維考、埃斯林根、噢斯塔發理亞等應用科技大學，這些學校與汽車企業淵源極深，其教授很多曾經是車企的高級工程師或高管，這些教授與企業的聯系非常密切，學生所獲得的知識在不斷更新，并與企業同步。因此，在中德工程學院汽車服務工程專業建設過程中，中德合作雙方專家教授充分吸收和借鑒了德國應用科技大學教學模式，包括辦學理念、培養計劃、課程設置、教材、師資等，完成了理論教學體系和實踐實驗教學體系的架構[3]。

本文將以汽車診斷技術課程實驗的開發和教學實踐為例介紹在實踐實驗教學體系中的專業實驗課程建設是如何參考和吸收德國FH的教學模式的。

1 汽車診斷技術課程實驗的開發

1.1 汽車診斷技術課程教學目的

汽車診斷技術課程是汽車服務工程專業的骨干專業課程，要求通過對本課程的學習使學生掌握汽車服務流程及現代汽車診斷系統，能熟練操作診斷設備并運用信息系統對車輛進行故障診斷。

1.2 教學師資

該課程的教學是由來自德國FH的資深教授擔任，每年授課的德方教師來自于不同的德國FH，因為目前該專業對應近10所應用科技大學合作院校，能夠保證引進充足和優質的教育與教學資源，其中30%的專業課程由合作方的應用科技大學教授承擔；15%的專業課程由中德企業資深的技術和管理人員作為學院的兼職教師承擔，這樣的安排是為了讓學生在第四年德國大學學習時能夠適應在德國教師的授課，同時可使學生能掌握國內外企業的最新的技術和管理知識，了解本行業最新技術的發展動態。這些教師都曾經在德國汽車企業售后服務技術部門工作過，具有豐富的工作經驗和管理經驗。同時為了使學院教師能理解和消化德國FH的教學方法和教學理念，所有專業的中方教師和工程師都由德國教育部資助到FH進修3個月至半年。中方工程師在回國后還參加了上海大眾培訓師的培訓并獲得了全球培訓師的資格。通過國內外一系列的進修與培訓，業務能力得到了很大的提高。

1.3 開發流程

(1) 在開發該實驗項目前理論課的教師與實驗指導工程師共同確定該課程的實驗大綱，為該課程設置了六個實驗項目共15個學時，并將實驗重點放在汽車電器與電控系統的診斷技術上。

(2) 六個實驗項目確定完成后就是如何針對實驗項目確定設備采購，以其中的一個實驗項目-發動機電控系統診斷實驗為例，

故障診斷發動機機型選用上海大眾的車系作為診斷對象，主要考慮到教師與工程師都具有德國車企的工作或培訓經歷，而且能獲得上海大眾在技術及設備上的大力支持，包括人員培訓及診斷及檢測設備的軟硬件的升級更新。最后選用的車型為PASSATB5和POLO1.6作為實驗車型。之所以選用兩部車輛進行改造，是將其中一輛拆解后建立幾個非道路行駛實驗臺架，以便學生能更好地觀察各總成互相安裝關系及各傳感器執行器的位置，可在室內進行汽車構造、汽車電器電子、汽車診斷技術等課程的教學。而另一部車直接在原車上設故障，車輛可以在測試場行駛或架在底盤測功機上，便于車輛在實際運行工況下運行以顯示實際車輛在正常狀態和故障狀態的情況，使學生獲得比臺架實驗更貼近實際的診斷體驗。最終的改造方案為:

(方案1) Passat B5由上海大眾資助并在該車上進行了改造，在不影響原車的外觀和內部裝飾，不破壞原車電氣線路原則的前提下，增設了控制線路，在車內隱蔽處安裝了“遠程控制故障設置盒”。車輛不僅能在原地發動、運行并能在汽車行進中設置故障并進行檢測和排故教學。學生可觀察汽車在各種運行工況下各元件的動態參數變化，故障設置也更真實、更明顯、更直觀，還可動態觀察各種故障時汽車運行工況的變化與影響[4-5]。提高學生對帕薩特轎車所采用的各種技術的理解，掌握汽車故障的邏輯推理及判斷能力。在停車狀態下可以把帶有電路圖面板的移動臺架和整車相連，在面板上進行相關電參數的測量，進行原理講解和故障的診斷，圖1所示為Passat B5故障診斷檢測車。

(方案2) POLO整車分解，將發動機變速箱空調從車身中移出組成一個實驗臺架，ABS系統組成一個臺架，然后將POLO車身解剖后與余下的車身電氣系統、助力轉向系統及安全氣囊等組成一個實驗臺架，這三個臺架可用線束連在一起，也可以各自獨立進行實驗，臺架面板上配有專門的故障設置裝置，可模擬實際運行時產生的電路故障，圖2所示為POLO故障診斷檢測臺架組合。

圖1 Passat B5故障診斷檢測車

圖2 POLO故障診斷檢測臺架組合

在隨后的實驗臺架定制過程中，教授、實驗室工程師和制作企業的工程師全程參與診斷車輛及臺架的技術要求、技術指標的制定與設備的驗收，保證了實驗設備能滿足實驗教學的需求，有些技術措施在診斷維修教學設備中還是首創，如在汽車原車線路上并聯用以測量的原車插頭使學生除可在臺架面板上測量電參數外，還能在不插拔插頭情況下在并聯出來的插頭處進行相關參數的測量。

對于所使用的診斷設備我們的原則是以大眾專用診斷設備為主，如車輛診斷，測試和信息系統VAS5051B，見圖3，VAS5051B是針對德國大眾集團品牌車輛生產的專用檢測診斷設備，因為它具有現代化的技術和以未來為導向的能力，所以全世界大眾集團的所有維修站均配備這個設備。

擁有了該設備我們可以用它通過車輛的診斷接口讀取控制單元故障存儲器中的信息并且自動生成客觀的測試計劃[6-7]；可根據所選擇的功能、部件組或單個部件顯示相關的技術資料。

(3) 編寫各個項目的實驗指導書和實驗任務書。

圖3 車輛診斷，測試和信息系統VAS5051B

在教授和工程師共同商議后，按照課程的教學目的，遵循打好基礎、循序漸進的原則制定實驗需完成的實驗任務，然后確定需要在實驗前發給學生的實驗預習資料及實驗指導書。

以發動機電控系統診斷實驗為例，實驗任務的循序漸進就是首先要學生通過所給的參考資料了解被診斷發動機的電控系統組成部分、掌握每部分的原理與作用，其次要求通過電路圖及維修手冊找到每一部分的安裝位置；學習及掌握診斷設備的使用方法，最后能根據故障現象正確地應用診斷流程、綜合應用人工經驗診斷方法和儀器設備的診斷方法去完成故障診斷和檢測任務。在故障設置選擇上，參考大量的實際維修案例以使故障情況與實際發生的有較多的吻合，即情景再現，以體現理論與工程應用最佳結合的原則[8-9]。

為了在實驗中培養學生的創新意識，在故障診斷任務環節讓學生在運用專業設備中的引導性故障查詢時不單是按照設備中的故障診斷專家系統完成故障的診斷流程，同時還要找出專家系統流程的錯誤與缺陷并提出自己的一套故障診斷流程以完善設備內的專家系統，因為部分學生畢業后會進入到車企的售后服務技術部門從事診斷專家系統的編寫，這個實驗過程對此非常有幫助。

2 汽車診斷技術實驗課程的教學實踐

2.1 實驗課程的安排

在德國FH專業課實驗基本上安排在理論課結束后的下一個學期，因為課程實驗的目的是為了使學生通過實驗去驗證去消化所學理論知識，如果沒有扎實的理論基礎就倉促進行實驗教學，學生在做實驗時就會一頭霧水，實驗中老師叫做啥就做啥，結束后也搞不清自己做了什么，學了什么。基于同樣理由汽車診斷技術課程實驗也安排在理論課程完成之后進行， 該課程的理論課就安排在與實驗室一板之隔的電化教室上課，教師在講到某些內容時會帶領同學到實驗臺架進行演示，這樣能加深學生對所學知識的理解和掌握[10-11]。教師在編寫教案時特別就實驗的相關預備知識與實驗室工程師溝通，索取實驗指導書和實驗報告，因此在理論課上完后，基本的實驗相關知識學生都有了較詳細的了解。與德國FH一樣該實驗課的安排用半天時間約5個學時，內容上首先是從電路圖、維修手冊查找相關傳感器執行器元件在發動機上的相應位置并在電路圖上描述相關電路來龍去脈，然后是按照所提供的設備使用說明書進行測試和診斷設備的操作學習，最后是故障的分析與排除。為了取得良好的實驗效果，學生必須在實驗前有充分的準備，需要學生用大量的時間消化實驗工程師提供的實驗指導書、實驗任務書及大量相關的參考資料，如電路圖、維修手冊、設備操作手冊、德國大眾提供的自學手冊和相關車型的技術培訓資料等。這是我們引進德國FH實驗教學模式的一個重要經驗，在德國FH做一次實驗單預習資料就有近200～300頁[14]。

2.2 實驗課程的指導

在德國FH實驗過程中，實驗室工程師不會手把手教學生如何操作檢測設備，而是由學生根據所提供的設備操作手冊去學會操作設備，培養學生通過資料解決問題的能力，實驗室工程師的角色是實驗的組織者、答疑解惑者及評價者，在實驗過程中實驗室工程師將實驗任務和要求按先后順序逐個推出，然后在規定時間內要求各實驗小組完成相關任務，各實驗小組根據所提供的任務先進行討論，然后制定實施方案并完成所交給的任務，一個任務時間結束后由各小組匯報實驗結果并由教師進行講評，然后布置下一個任務，這樣既鍛煉了學生分析問題、解決問題的能力以及團隊協作能力又可讓學生及時了解在完成任務中的有何不足之處，小組之間也可互相學習不同的解決問題的思路方法。

2.3 實驗課程的考核

實驗課程的考核分為如下三大部分。

(1) 實驗教學實施前預習考核。德國FH在實驗教學實施前需要進行考核，有些是卷面的有些是口頭的提問，一般由課程教授和實驗室工程師共同主持，如考核情況不好就不能進入實驗階段，考核不通過可以與教授確定下一次考核時間，有的學生考了三次都沒通過，不得不將實驗時間延期到下學期。可見對實驗前的理論準備充分程度相當重視，該課程實驗考核也采用了這種方式，在實驗前提出一些與實驗相關的問題，以考核學生實驗準備的充分程度，并將其表現記錄在考評中。

(2) 學生實施實驗過程中的表現。實驗室工程師評定學生實施實驗過程中的表現，如是否積極主動參與討論和實驗，實驗操作是否規范，結果是否正確等給予考評，因每個實驗任務完成后由小組中不同的學生來進行講解實驗計劃和實施情況的因此也成為實驗過程考核的一個方面[12-13]。

(3) 實驗完成后實驗報告。實驗完成后實驗報告的撰寫是由小組成員共同完成，每個學生都有需完成的撰寫任務，實驗室工程師和教授將根據實驗報告撰寫情況給予評價。

最后綜合這三項考評給出每個同學的實驗考評分數，其占學生該門課程期末總成績的30%。

3 實施成效

經過學院專業教師和實驗室工程師的數年的努力工作，基本完成了包括實驗課程師資建設、實驗項目開發、具體實驗教學實施與學生的實驗評估各個環節的汽車診斷技術實驗課程的開發建設。目前該實驗已經開了8屆學生，在此期間經過不斷的完善與改進。因課程實驗非常貼近實際，學生有興趣和愿望去學習故障診斷的知識。通過實驗前的預習使他們在實驗中有了更大的收獲。學生在實驗過程中積極參加討論和實際操作，通過對真實汽車故障從故障現象觀察、原因分析到制定診斷流程和操作診斷儀器直到找出故障原因的整個過程的親自體驗，對汽車的診斷技術有了全面的掌握。

4 結 語

德國應用科學大學的工程技術應用型人才的培養模式獲得了德國教育界與企業界的贊許，他們在人才培養方式、實驗課程體系的設置、教學實踐的活動過程等方面的經驗[14]，都值得我們在實驗課程建設中加以借鑒。

實驗課程教學是德國FH教育中最具特色的部分。理論與實踐相結合，是德國應用科學大學教學根本[15]，中德工程學院在課程實驗教學中從課程師資到實驗項目的設定到具體實驗的實施與評估的整個教學過程全面借鑒和移植了德國應用科技大學的工程教學模式和經驗。通過近10年的努力，已初步形成了自己的實驗教學特色，其面向應用、面向實際及強調創新意識和團隊合作意識的培養模式使學生從實驗教學中獲得了全面的工程師素養的培養。

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The Construction of Vehicle Diagnostic Technology Experimental Course Based on the German FH Educational Mode

MENGQing-yu,JINWen-rui

(Sino-German College of Applied Sciences, Tongji University, Shanghai 201804, China)

Applied talents training mode of German universities of applied sciences and technology is praised by higher education and the business world. The mode of talent training, the experimental course system setting, teaching practice activities, are all worth for us to consult in the construction of experimental course. The experimental course of Vehicle Diagnostic Technology is an important professional experimental course of automobile service engineering in Sino-German College Applied Sciences of TongJi University. The construction of this experimental course contains teacher team construction, the experimental project development, the experimental teaching implementation and the evaluation system for the course. The teaching mode and experience of German university of applied science and technology are referenced in the construction of this experimental course. Its teaching mode is application-oriented and practical-oriented. It emphasizes innovation consciousness and team working consciousness. The teaching mode makes the students obtain comprehensive engineer training.

vehicle diagnostic technique; construction of experimental courses; teaching mode; German Universities of Applied Science and Technology(FH)

2015-04-16

同濟大學精品實驗項目建設(1850104022)

孟慶雨(1967-)，男，江蘇沛縣人，碩士，工程師，汽車服務工程專業實驗室主任，主要研究方向為汽車診斷與檢測技術。

Tel.：18019140193；E-mail：cdhawmqy@aliyun.com

U 472.9; G 642.0

A

1006-7167(2016)03-0201-04