汽車檢測與診斷技術在智能網聯汽車中的應用研究與教學實踐

張翼 吳賀利 孫琦

摘 要：從我國對車聯網產業要求入手，說明智能網聯汽車人才需求，并提出對現今汽車專業相關課程進行改革的急迫性。對《汽車檢測與診斷技術》課程進行優化，融入課程思政，加強專業教育；使用信息化虛擬仿真技術，提升學生參與感；創新性地引入校企合作下的智能網聯汽車檢測與診斷技術實訓，注重高素質人才培養。跟蹤三屆學生就業情況，表明應用研究與教學實踐取得了較好效果。

關鍵詞：汽車檢測與診斷技術 智能網聯汽車 教學實踐? 中圖分類號：F062.4? 文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2023）08-176-03

一、引言

隨著我國科學技術的發展，人民對美好生活需求的提升，越來越多的智能網聯車輛進入大眾生活中。中國汽車工業協會將智能網聯汽車定義為：搭載先進的車載傳感器、控制器、執行器等裝置，并融合現代通信與網絡技術，實現車與人、車、路、后臺等智能信息交換共享，實現安全、舒適、節能、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，工業和信息化部結合智能網聯汽車技術產業發展情況，對《國家車聯網產業標準體系建設指南（智能網聯汽車）》進行修改完善，形成《國家車聯網產業標準體系建設指南（智能網聯汽車）（2022年版）（征求意見稿）》，提出到2030年，全面形成能夠支撐實現單車智能和網聯賦能協同發展的智能網聯汽車標準體系，這將推動智能網聯汽車產業高質量發展，為我國汽車產業彎道超車提供重要機遇[2]。

面對智能網聯汽車產業的蓬勃發展，而具備車輛、通訊、控制、網絡等全方位技術的專業人才就顯得格外稀缺。武漢城市學院車輛服務工程專業著力推進智能網聯汽車相關應用型人才培育，不僅優化課程結構，增加核心課程的專業交互設計，也對基礎課程進行改革，使學生做到基礎知識扎實，先進技術牢實，技能能力夯實，對于智能網聯汽車的應用、制造、試驗、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聯汽車的應用輸送人才。

本文從課程《汽車檢測與診斷技術》入手進行優化，除教授大綱常規知識外，還使用信息化虛擬仿真技術，以提升學生的參與感與興趣點；創新性地引入校企合作式的智能網聯汽車診斷技術相關實訓，既是課程理論的應用，也是對現階段最新汽車技術的沉浸式體驗。以一門課程改革帶動專業融合發展，以一項技術應用打破傳統教學局限，以一次實訓實踐樹立更高職業觀念，讓學生理論帶動實際，實際擴充理論，為后續就業打下基礎，也可為我國汽車產業的未來發展儲備高素質的人才。

二、《汽車檢測與診斷技術》課程現狀

《汽車檢測與診斷技術》是車輛服務工程專業的核心課程，包含汽車檢測和汽車診斷兩大部分，其目的是讓學生掌握現代汽車性能檢測的原理、方法、標準及汽車檢測設備使用，掌握現代汽車故障波形分析、數據流分析、故障碼讀取等先進診斷方法，并能學會分析故障、診斷故障及排除故障，為學生今后從事汽車檢測和維修等方面的工作奠定理論和實踐基礎。

在課程教學和實驗環節中主要覆蓋了汽車檢測與診斷技術基礎、發動機的檢測與診斷、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與技能，是現代汽車檢測與診斷的主體內容[3]。但面對智能網聯相關功能的檢測和診斷，學校的教學資源明顯滯后于智能網聯汽車技術的日益蓬勃發展，為保證學生能全面掌握傳統的與先進的汽車檢測與診斷技術，能對智能網聯汽車有更清晰的理解和認識，能擴展求職選擇面與提升就業質量，《汽車檢測與診斷技術》課程急需進行適應性調整，在保證課程大綱的主體結構不變的前提下，加入與智能網聯汽車應用的相關實踐。

三、面向智能網聯汽車的應用與教學實踐

（一）育人才、夯基礎

以課程思政貫穿《汽車檢測與診斷技術》的教學，教書先育人，以思政元素為引導，以專業知識為基礎，形成知識傳授和立德樹人相統一的整體系統。如在緒論章節就指出進行汽車檢測必須嚴格遵循崗位職責，以增加學生法律意識，培養愛崗敬業精神；在底盤檢測與診斷章節通過案例引導，使學生深刻意識到與安全性相關的制動、轉向檢測的重要性，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，對比中外不同的法規要求，讓同學們看到我國汽車行業發展與先進國家的差距，更要激發愛國強國的信念。思政教育不僅是當今新時代、新社會、新發展、新工科的需求，也是符合社會主義核心價值，更能幫助學生形成正確的國家意識、文化認同和公民人格，也更能為國家培養順應時代發展的合格工程應用人才。

雖然對于《汽車檢測與診斷技術》課程優化，要融入智能網聯汽車相關應用，但并非要弱化常規教學，相反更應該夯實基礎知識。萬丈高樓平地起，沒有對汽車檢測的正確認識，如何體會智能網聯汽車的下線標定與測試；沒有對汽車診斷的設備應用，如何分析智能網聯汽車的故障信息與解析。以傳感系統、控制系統、執行系統來構造智能網聯汽車，那么課程中所講授的汽車發動機、變速箱、轉向、制動就是執行系統，是需要正確執行智能汽車意圖的對象，只有對被控對象充分理解，才能進行上層的控制設計。所以在課程教學中，更加注重“學生主體、教師主導”[4]的教學理念，根據學生認知規律進行優化，使用現代信息化技術增加預習環節，在學習通中發布任務，讓學生查看企業案例、微課視頻，提前對所學內容進行了解。同時強化小組分析和生生互評環節，以小組為單位完成實踐作業，在匯報、互評、交流中鞏固所學知識，培育職業素養。

（二）融虛實、激興趣

《汽車檢測與診斷技術》是一門實踐性很強的課程，雖然在實驗環節設計了電控發動機波形分析及故障診斷實驗、變速器故障診斷實驗、廢氣/噪聲測量實驗，但并不能覆蓋所有的汽車檢測與故障診斷，特別是針對需要進行實車拆解及電氣性能的故障。而虛擬仿真技術具有真實性、多感知性、自主性和交互性等特點，在諸多領域得到了廣泛的應用[5]。那么為強化學生對汽車診斷方案的理解，更好地將理論知識應用于實踐，本課程采用先進的計算機虛擬仿真技術進行實驗情景化設計，搭載國外先進的3D游戲制作軟件UNITY 3D，根據汽車服務工程專業教學標準，結合汽車檢測與診斷技術課程特點，在科學的項目驅動式教學理念指導下開發而成。

學生佩戴VR眼鏡后，進入操作界面，系統顯示虛擬汽車的狀態及診斷儀的故障碼，學生需要在虛擬環境中使用對應工具，模擬對車輛進行檢測、拆解、換件等操作，最終使故障清除。為結合汽車診斷技術在智能網聯汽車中的應用，本虛擬仿真系統中設計了如表1所示與高級輔助駕駛系統功能相關故障診斷，并在學生操作前，老師會補充講解智能網聯汽車的高級輔助駕駛系統功能及組成知識，并指導學生進行相應操作。

采用虛擬仿真的實驗教學模式，完整模擬整個汽車故障解析的實際步驟和操作流程，讓學生能夠體驗在虛擬仿真環境，作為主角的真實感受，沉浸式教學可以拓展學生認知范圍，讓學生了解實操實驗教學中不經常遇到但實際存在的風險點或不可控的實際問題，并有利于調動學生學習的主動性，增強學生自主探索的積極性，提升教學效果。

（三）聯企業、沉實境

為進一步增強學生理論與實際結合能力，且對智能網聯車輛的檢測與診斷有親身體驗，能為我國智能網聯汽車產業儲備后續應用人才，學院與東風汽車公司合作，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訓。實訓內容不僅安排學生到課程所講的底盤、車身檢測線實際體會，更融入了智能網聯功能的檢測與診斷跟線學習。從課本到實境，從基礎到延伸，從傳統到智能，學生在“教、學、做”全方位教育中，深入掌握專業知識，鞏固實操技能，看到我國智能制造的先進實例，以及體會智能網聯汽車發展的速度，更能將自身融入新工科、新時代的改革奮進事業中。

2、按照總裝生產順序參觀底盤裝配線、內飾裝配線及最終線，其中重點關注課程教學中所涉及內容：四輪定位、驅動輪輸出測試、制動性能測試、大燈檢測等檢測工位。

四、實施成效分析

選取2020至2022屆三屆汽車服務工程專業學生就業率進行對比，其中2021、2022屆實施了本文所述課程優化，數據來自武漢城市學院就業信息網，整體就業率為協議就業率和升學率之和，如圖1所示。圖中清晰表明，課程優化后，整體就業率明顯提升；其中2022屆升學率增長顯著。這也與學生參與了企業實訓，見識了先進的工程技術，知曉了智能網聯汽車應用，發自內心希望提升自身專業能力、進一步深造意愿及努力有關。

五、結束語

立足我國汽車產業發展方向，順應汽車電氣化、網聯化、智能化發展趨勢，堅持以人才培養為目標，汽車檢測與診斷技術改變傳統的理論教學占主導的模式，思政育人，夯實基礎，運用先進教學方法，提升學生專業興趣，并聯合企業，擴展對現今智能網聯汽車檢測與診斷的應用教學。實踐證明，教學優化取得了較好的效果，立足于我國對智能網聯汽車的發展戰略，進一步提升了汽車服務工程專業人才的培養質量。

[項目來源：湖北省教育廳科學研究計劃指導性項目（項目編號：B2021412），武漢城市學院科學研究項目（項目編號：2021CYYBKY004）資助。]

參考文獻：

[1] 國家標準化管理委員會.國家車聯網產業標準體系建設指南（智能網聯汽車）（2022年版）（征求意見稿）[R].北京：工業和信息化部，2022.

[2] 馬付才.智能網聯汽車產業再迎利好［N］.民主與法制時報，2022-10-12（003）

[3] 張謙.新能源汽車維修中電子診斷技術要點分析[J].農機使用及維修，2021（09）：103-105.

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

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

（作者單位：張翼，吳賀利，武漢城市學院 湖北武漢 430077; 孫琦，東風汽車集團有限公司技術中心 湖北武漢 430056）

［作者簡介：張翼，高級工程師，研究方向：電子設計與自動化控制、汽車電子電控。］ （責編：賈偉）