汽車檢測與診斷技術(shù)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中的應(yīng)用研究與教學(xué)實(shí)踐

張翼 吳賀利 孫琦

摘 要：從我國對車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)要求入手，說明智能網(wǎng)聯(lián)汽車人才需求，并提出對現(xiàn)今汽車專業(yè)相關(guān)課程進(jìn)行改革的急迫性。對《汽車檢測與診斷技術(shù)》課程進(jìn)行優(yōu)化，融入課程思政，加強(qiáng)專業(yè)教育；使用信息化虛擬仿真技術(shù)，提升學(xué)生參與感；創(chuàng)新性地引入校企合作下的智能網(wǎng)聯(lián)汽車檢測與診斷技術(shù)實(shí)訓(xùn)，注重高素質(zhì)人才培養(yǎng)。跟蹤三屆學(xué)生就業(yè)情況，表明應(yīng)用研究與教學(xué)實(shí)踐取得了較好效果。

關(guān)鍵詞：汽車檢測與診斷技術(shù) 智能網(wǎng)聯(lián)汽車 教學(xué)實(shí)踐? 中圖分類號：F062.4? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號：1004-4914（2023）08-176-03

一、引言

隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人民對美好生活需求的提升，越來越多的智能網(wǎng)聯(lián)車輛進(jìn)入大眾生活中。中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)將智能網(wǎng)聯(lián)汽車定義為：搭載先進(jìn)的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車與人、車、路、后臺(tái)等智能信息交換共享，實(shí)現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效行駛，并最終可替代人來操作的新一代汽車[1]。2022年10月，工業(yè)和信息化部結(jié)合智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，對《國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）》進(jìn)行修改完善，形成《國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）（2022年版）（征求意見稿）》，提出到2030年，全面形成能夠支撐實(shí)現(xiàn)單車智能和網(wǎng)聯(lián)賦能協(xié)同發(fā)展的智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系，這將推動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，為我國汽車產(chǎn)業(yè)彎道超車提供重要機(jī)遇[2]。

面對智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，而具備車輛、通訊、控制、網(wǎng)絡(luò)等全方位技術(shù)的專業(yè)人才就顯得格外稀缺。武漢城市學(xué)院車輛服務(wù)工程專業(yè)著力推進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)應(yīng)用型人才培育，不僅優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，增加核心課程的專業(yè)交互設(shè)計(jì)，也對基礎(chǔ)課程進(jìn)行改革，使學(xué)生做到基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)，先進(jìn)技術(shù)牢實(shí)，技能能力夯實(shí)，對于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用、制造、試驗(yàn)、維修可以知其意、明其理、熟流程、懂操作，真正能為我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用輸送人才。

本文從課程《汽車檢測與診斷技術(shù)》入手進(jìn)行優(yōu)化，除教授大綱常規(guī)知識(shí)外，還使用信息化虛擬仿真技術(shù)，以提升學(xué)生的參與感與興趣點(diǎn)；創(chuàng)新性地引入校企合作式的智能網(wǎng)聯(lián)汽車診斷技術(shù)相關(guān)實(shí)訓(xùn)，既是課程理論的應(yīng)用，也是對現(xiàn)階段最新汽車技術(shù)的沉浸式體驗(yàn)。以一門課程改革帶動(dòng)專業(yè)融合發(fā)展，以一項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用打破傳統(tǒng)教學(xué)局限，以一次實(shí)訓(xùn)實(shí)踐樹立更高職業(yè)觀念，讓學(xué)生理論帶動(dòng)實(shí)際，實(shí)際擴(kuò)充理論，為后續(xù)就業(yè)打下基礎(chǔ)，也可為我國汽車產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展儲(chǔ)備高素質(zhì)的人才。

二、《汽車檢測與診斷技術(shù)》課程現(xiàn)狀

《汽車檢測與診斷技術(shù)》是車輛服務(wù)工程專業(yè)的核心課程，包含汽車檢測和汽車診斷兩大部分，其目的是讓學(xué)生掌握現(xiàn)代汽車性能檢測的原理、方法、標(biāo)準(zhǔn)及汽車檢測設(shè)備使用，掌握現(xiàn)代汽車故障波形分析、數(shù)據(jù)流分析、故障碼讀取等先進(jìn)診斷方法，并能學(xué)會(huì)分析故障、診斷故障及排除故障，為學(xué)生今后從事汽車檢測和維修等方面的工作奠定理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。

在課程教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中主要覆蓋了汽車檢測與診斷技術(shù)基礎(chǔ)、發(fā)動(dòng)機(jī)的檢測與診斷、底盤的檢測與診斷、車身及附件的檢測與診斷、汽車排放污染物與噪聲的檢測等知識(shí)與技能，是現(xiàn)代汽車檢測與診斷的主體內(nèi)容[3]。但面對智能網(wǎng)聯(lián)相關(guān)功能的檢測和診斷，學(xué)校的教學(xué)資源明顯滯后于智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的日益蓬勃發(fā)展，為保證學(xué)生能全面掌握傳統(tǒng)的與先進(jìn)的汽車檢測與診斷技術(shù)，能對智能網(wǎng)聯(lián)汽車有更清晰的理解和認(rèn)識(shí)，能擴(kuò)展求職選擇面與提升就業(yè)質(zhì)量，《汽車檢測與診斷技術(shù)》課程急需進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，在保證課程大綱的主體結(jié)構(gòu)不變的前提下，加入與智能網(wǎng)聯(lián)汽車應(yīng)用的相關(guān)實(shí)踐。

三、面向智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用與教學(xué)實(shí)踐

（一）育人才、夯基礎(chǔ)

以課程思政貫穿《汽車檢測與診斷技術(shù)》的教學(xué)，教書先育人，以思政元素為引導(dǎo)，以專業(yè)知識(shí)為基礎(chǔ)，形成知識(shí)傳授和立德樹人相統(tǒng)一的整體系統(tǒng)。如在緒論章節(jié)就指出進(jìn)行汽車檢測必須嚴(yán)格遵循崗位職責(zé)，以增加學(xué)生法律意識(shí)，培養(yǎng)愛崗敬業(yè)精神；在底盤檢測與診斷章節(jié)通過案例引導(dǎo)，使學(xué)生深刻意識(shí)到與安全性相關(guān)的制動(dòng)、轉(zhuǎn)向檢測的重要性，并引申出一絲不茍、精益求精的工匠精神；在排放污染物與噪聲的檢測章節(jié)，對比中外不同的法規(guī)要求，讓同學(xué)們看到我國汽車行業(yè)發(fā)展與先進(jìn)國家的差距，更要激發(fā)愛國強(qiáng)國的信念。思政教育不僅是當(dāng)今新時(shí)代、新社會(huì)、新發(fā)展、新工科的需求，也是符合社會(huì)主義核心價(jià)值，更能幫助學(xué)生形成正確的國家意識(shí)、文化認(rèn)同和公民人格，也更能為國家培養(yǎng)順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的合格工程應(yīng)用人才。

雖然對于《汽車檢測與診斷技術(shù)》課程優(yōu)化，要融入智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)應(yīng)用，但并非要弱化常規(guī)教學(xué)，相反更應(yīng)該夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)。萬丈高樓平地起，沒有對汽車檢測的正確認(rèn)識(shí)，如何體會(huì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的下線標(biāo)定與測試；沒有對汽車診斷的設(shè)備應(yīng)用，如何分析智能網(wǎng)聯(lián)汽車的故障信息與解析。以傳感系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)來構(gòu)造智能網(wǎng)聯(lián)汽車，那么課程中所講授的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)就是執(zhí)行系統(tǒng)，是需要正確執(zhí)行智能汽車意圖的對象，只有對被控對象充分理解，才能進(jìn)行上層的控制設(shè)計(jì)。所以在課程教學(xué)中，更加注重“學(xué)生主體、教師主導(dǎo)”[4]的教學(xué)理念，根據(jù)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律進(jìn)行優(yōu)化，使用現(xiàn)代信息化技術(shù)增加預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，在學(xué)習(xí)通中發(fā)布任務(wù)，讓學(xué)生查看企業(yè)案例、微課視頻，提前對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了解。同時(shí)強(qiáng)化小組分析和生生互評環(huán)節(jié)，以小組為單位完成實(shí)踐作業(yè)，在匯報(bào)、互評、交流中鞏固所學(xué)知識(shí)，培育職業(yè)素養(yǎng)。

（二）融虛實(shí)、激興趣

《汽車檢測與診斷技術(shù)》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，雖然在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)了電控發(fā)動(dòng)機(jī)波形分析及故障診斷實(shí)驗(yàn)、變速器故障診斷實(shí)驗(yàn)、廢氣/噪聲測量實(shí)驗(yàn)，但并不能覆蓋所有的汽車檢測與故障診斷，特別是針對需要進(jìn)行實(shí)車拆解及電氣性能的故障。而虛擬仿真技術(shù)具有真實(shí)性、多感知性、自主性和交互性等特點(diǎn)，在諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[5]。那么為強(qiáng)化學(xué)生對汽車診斷方案的理解，更好地將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，本課程采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)情景化設(shè)計(jì)，搭載國外先進(jìn)的3D游戲制作軟件UNITY 3D，根據(jù)汽車服務(wù)工程專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合汽車檢測與診斷技術(shù)課程特點(diǎn)，在科學(xué)的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)理念指導(dǎo)下開發(fā)而成。

學(xué)生佩戴VR眼鏡后，進(jìn)入操作界面，系統(tǒng)顯示虛擬汽車的狀態(tài)及診斷儀的故障碼，學(xué)生需要在虛擬環(huán)境中使用對應(yīng)工具，模擬對車輛進(jìn)行檢測、拆解、換件等操作，最終使故障清除。為結(jié)合汽車診斷技術(shù)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中的應(yīng)用，本虛擬仿真系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了如表1所示與高級輔助駕駛系統(tǒng)功能相關(guān)故障診斷，并在學(xué)生操作前，老師會(huì)補(bǔ)充講解智能網(wǎng)聯(lián)汽車的高級輔助駕駛系統(tǒng)功能及組成知識(shí)，并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)操作。

采用虛擬仿真的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，完整模擬整個(gè)汽車故障解析的實(shí)際步驟和操作流程，讓學(xué)生能夠體驗(yàn)在虛擬仿真環(huán)境，作為主角的真實(shí)感受，沉浸式教學(xué)可以拓展學(xué)生認(rèn)知范圍，讓學(xué)生了解實(shí)操實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不經(jīng)常遇到但實(shí)際存在的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)或不可控的實(shí)際問題，并有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)生自主探索的積極性，提升教學(xué)效果。

（三）聯(lián)企業(yè)、沉實(shí)境

為進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生理論與實(shí)際結(jié)合能力，且對智能網(wǎng)聯(lián)車輛的檢測與診斷有親身體驗(yàn)，能為我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)儲(chǔ)備后續(xù)應(yīng)用人才，學(xué)院與東風(fēng)汽車公司合作，在乘用車總裝車間開辟了第二課堂，制定了如表2所示為期一周的課程實(shí)訓(xùn)。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容不僅安排學(xué)生到課程所講的底盤、車身檢測線實(shí)際體會(huì)，更融入了智能網(wǎng)聯(lián)功能的檢測與診斷跟線學(xué)習(xí)。從課本到實(shí)境，從基礎(chǔ)到延伸，從傳統(tǒng)到智能，學(xué)生在“教、學(xué)、做”全方位教育中，深入掌握專業(yè)知識(shí)，鞏固實(shí)操技能，看到我國智能制造的先進(jìn)實(shí)例，以及體會(huì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的速度，更能將自身融入新工科、新時(shí)代的改革奮進(jìn)事業(yè)中。

2、按照總裝生產(chǎn)順序參觀底盤裝配線、內(nèi)飾裝配線及最終線，其中重點(diǎn)關(guān)注課程教學(xué)中所涉及內(nèi)容：四輪定位、驅(qū)動(dòng)輪輸出測試、制動(dòng)性能測試、大燈檢測等檢測工位。

四、實(shí)施成效分析

選取2020至2022屆三屆汽車服務(wù)工程專業(yè)學(xué)生就業(yè)率進(jìn)行對比，其中2021、2022屆實(shí)施了本文所述課程優(yōu)化，數(shù)據(jù)來自武漢城市學(xué)院就業(yè)信息網(wǎng)，整體就業(yè)率為協(xié)議就業(yè)率和升學(xué)率之和，如圖1所示。圖中清晰表明，課程優(yōu)化后，整體就業(yè)率明顯提升；其中2022屆升學(xué)率增長顯著。這也與學(xué)生參與了企業(yè)實(shí)訓(xùn)，見識(shí)了先進(jìn)的工程技術(shù)，知曉了智能網(wǎng)聯(lián)汽車應(yīng)用，發(fā)自內(nèi)心希望提升自身專業(yè)能力、進(jìn)一步深造意愿及努力有關(guān)。

五、結(jié)束語

立足我國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，順應(yīng)汽車電氣化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化發(fā)展趨勢，堅(jiān)持以人才培養(yǎng)為目標(biāo)，汽車檢測與診斷技術(shù)改變傳統(tǒng)的理論教學(xué)占主導(dǎo)的模式，思政育人，夯實(shí)基礎(chǔ)，運(yùn)用先進(jìn)教學(xué)方法，提升學(xué)生專業(yè)興趣，并聯(lián)合企業(yè)，擴(kuò)展對現(xiàn)今智能網(wǎng)聯(lián)汽車檢測與診斷的應(yīng)用教學(xué)。實(shí)踐證明，教學(xué)優(yōu)化取得了較好的效果，立足于我國對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展戰(zhàn)略，進(jìn)一步提升了汽車服務(wù)工程專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

[項(xiàng)目來源：湖北省教育廳科學(xué)研究計(jì)劃指導(dǎo)性項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：B2021412），武漢城市學(xué)院科學(xué)研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：2021CYYBKY004）資助。]

參考文獻(xiàn)：

[1] 國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）（2022年版）（征求意見稿）[R].北京：工業(yè)和信息化部，2022.

[2] 馬付才.智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)再迎利好［N］.民主與法制時(shí)報(bào)，2022-10-12（003）

[3] 張謙.新能源汽車維修中電子診斷技術(shù)要點(diǎn)分析[J].農(nóng)機(jī)使用及維修，2021（09）：103-105.

[4] 洪耀杰，王坤，張紀(jì)龍，等.“新工科”背景下高職課堂實(shí)踐教學(xué)模式改革的探索[J].教育科學(xué)論壇，2022（04）：74-77.

[5] 劉銀華.虛擬仿真技術(shù)在“汽車制造技術(shù)”課程中的應(yīng)用[J]. 無線互聯(lián)科技，2021（07）：148-149.

（作者單位：張翼，吳賀利，武漢城市學(xué)院 湖北武漢 430077; 孫琦，東風(fēng)汽車集團(tuán)有限公司技術(shù)中心 湖北武漢 430056）

［作者簡介：張翼，高級工程師，研究方向：電子設(shè)計(jì)與自動(dòng)化控制、汽車電子電控。］ （責(zé)編：賈偉）