孟慶雨， 靳文瑞

(同濟(jì)大學(xué) 中德工程學(xué)院，上海 201804)

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基于德國FH教育模式的汽車診斷技術(shù)實驗課程建設(shè)

孟慶雨， 靳文瑞

(同濟(jì)大學(xué) 中德工程學(xué)院，上海 201804)

德國應(yīng)用科學(xué)大學(xué)的工程技術(shù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)模式獲得了德國教育界與企業(yè)界的贊許，他們在人才培養(yǎng)方式、實驗課程體系的設(shè)置、教學(xué)實踐的活動過程等方面的經(jīng)驗，都值得我們在實驗課程建設(shè)中加以借鑒。汽車診斷技術(shù)實驗課程是同濟(jì)大學(xué)中德工程學(xué)院汽車服務(wù)工程專業(yè)的重要的專業(yè)實驗課程，它的建設(shè)包含了實驗課程師資建設(shè)、實驗項目開發(fā)、具體實驗教學(xué)實施與學(xué)生的實驗評估各個環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)的建設(shè)全面借鑒和移植了德國應(yīng)用科技大學(xué)的工程教學(xué)模式和經(jīng)驗。其面向應(yīng)用、面向?qū)嶋H及強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新意識和團(tuán)隊合作意識的教學(xué)模式使學(xué)生從實驗教學(xué)中獲得了全面的工程師素養(yǎng)的培養(yǎng)。

汽車診斷技術(shù)； 實驗課程建設(shè)； 教學(xué)模式； 德國應(yīng)用科技大學(xué)

0 引 言

2004年同濟(jì)大學(xué)中德工程學(xué)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(yǎng)目標(biāo)是為中德兩國企業(yè)經(jīng)濟(jì)界培養(yǎng)具有較強(qiáng)工業(yè)實踐能力的應(yīng)用型國際化技術(shù)、管理人才[1]。汽車服務(wù)工程專業(yè)成為與德方共同合作建立的三個專業(yè)之一，該專業(yè)成立的背景是中國汽車行業(yè)迅猛發(fā)展，德國車企及相關(guān)行業(yè)大舉進(jìn)軍中國市場，并建立了大量的獨資和合資企業(yè)，這些企業(yè)由最初的大批量生產(chǎn)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(chǎn)汽車的群雄割據(jù)局面，汽車由供不應(yīng)求轉(zhuǎn)變銷售整車低利潤時代，客戶不僅對汽車質(zhì)量價格有著嚴(yán)苛的要求，汽車售后服務(wù)質(zhì)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(yè)非常重視中國汽車后市場的開發(fā)和服務(wù)，此領(lǐng)域需要大量的技術(shù)和管理人才。

德國在培養(yǎng)汽車服務(wù)工程領(lǐng)域的技術(shù)及管理人才具有得天獨厚的條件，其在全球已經(jīng)建立了相當(dāng)成熟的汽車服務(wù)貿(mào)易體系，并且與之配套的相關(guān)專業(yè)教育體系也發(fā)展得非常成熟。在德國，應(yīng)用科技大學(xué)擔(dān)負(fù)起了培養(yǎng)汽車服務(wù)行業(yè)技術(shù)與管理人員的重任，從應(yīng)用科技大學(xué)教育的培養(yǎng)目標(biāo)看，應(yīng)用科技大學(xué)教育就是強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)面向應(yīng)用、面向?qū)嶋H、面向未來，培養(yǎng)掌握科學(xué)的方法、擅長動手解決實際問題的工程、技術(shù)專門人才[2]。其培養(yǎng)目標(biāo)與德國車企的人才需求有著高度吻合。德國應(yīng)用科技大學(xué)中有多所大學(xué)開設(shè)了相關(guān)專業(yè)如茨維考、埃斯林根、噢斯塔發(fā)理亞等應(yīng)用科技大學(xué)，這些學(xué)校與汽車企業(yè)淵源極深，其教授很多曾經(jīng)是車企的高級工程師或高管，這些教授與企業(yè)的聯(lián)系非常密切，學(xué)生所獲得的知識在不斷更新，并與企業(yè)同步。因此，在中德工程學(xué)院汽車服務(wù)工程專業(yè)建設(shè)過程中，中德合作雙方專家教授充分吸收和借鑒了德國應(yīng)用科技大學(xué)教學(xué)模式，包括辦學(xué)理念、培養(yǎng)計劃、課程設(shè)置、教材、師資等，完成了理論教學(xué)體系和實踐實驗教學(xué)體系的架構(gòu)[3]。

本文將以汽車診斷技術(shù)課程實驗的開發(fā)和教學(xué)實踐為例介紹在實踐實驗教學(xué)體系中的專業(yè)實驗課程建設(shè)是如何參考和吸收德國FH的教學(xué)模式的。

1 汽車診斷技術(shù)課程實驗的開發(fā)

1.1 汽車診斷技術(shù)課程教學(xué)目的

汽車診斷技術(shù)課程是汽車服務(wù)工程專業(yè)的骨干專業(yè)課程，要求通過對本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握汽車服務(wù)流程及現(xiàn)代汽車診斷系統(tǒng)，能熟練操作診斷設(shè)備并運用信息系統(tǒng)對車輛進(jìn)行故障診斷。

1.2 教學(xué)師資

該課程的教學(xué)是由來自德國FH的資深教授擔(dān)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(yè)對應(yīng)近10所應(yīng)用科技大學(xué)合作院校，能夠保證引進(jìn)充足和優(yōu)質(zhì)的教育與教學(xué)資源，其中30%的專業(yè)課程由合作方的應(yīng)用科技大學(xué)教授承擔(dān)；15%的專業(yè)課程由中德企業(yè)資深的技術(shù)和管理人員作為學(xué)院的兼職教師承擔(dān)，這樣的安排是為了讓學(xué)生在第四年德國大學(xué)學(xué)習(xí)時能夠適應(yīng)在德國教師的授課，同時可使學(xué)生能掌握國內(nèi)外企業(yè)的最新的技術(shù)和管理知識，了解本行業(yè)最新技術(shù)的發(fā)展動態(tài)。這些教師都曾經(jīng)在德國汽車企業(yè)售后服務(wù)技術(shù)部門工作過，具有豐富的工作經(jīng)驗和管理經(jīng)驗。同時為了使學(xué)院教師能理解和消化德國FH的教學(xué)方法和教學(xué)理念，所有專業(yè)的中方教師和工程師都由德國教育部資助到FH進(jìn)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(xùn)師的培訓(xùn)并獲得了全球培訓(xùn)師的資格。通過國內(nèi)外一系列的進(jìn)修與培訓(xùn)，業(yè)務(wù)能力得到了很大的提高。

1.3 開發(fā)流程

(1) 在開發(fā)該實驗項目前理論課的教師與實驗指導(dǎo)工程師共同確定該課程的實驗大綱，為該課程設(shè)置了六個實驗項目共15個學(xué)時，并將實驗重點放在汽車電器與電控系統(tǒng)的診斷技術(shù)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(shè)備采購，以其中的一個實驗項目-發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)診斷實驗為例，

故障診斷發(fā)動機(jī)機(jī)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(xùn)經(jīng)歷，而且能獲得上海大眾在技術(shù)及設(shè)備上的大力支持，包括人員培訓(xùn)及診斷及檢測設(shè)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(jìn)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(xué)生能更好地觀察各總成互相安裝關(guān)系及各傳感器執(zhí)行器的位置，可在室內(nèi)進(jìn)行汽車構(gòu)造、汽車電器電子、汽車診斷技術(shù)等課程的教學(xué)。而另一部車直接在原車上設(shè)故障，車輛可以在測試場行駛或架在底盤測功機(jī)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(tài)和故障狀態(tài)的情況，使學(xué)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(jìn)行了改造，在不影響原車的外觀和內(nèi)部裝飾，不破壞原車電氣線路原則的前提下，增設(shè)了控制線路，在車內(nèi)隱蔽處安裝了“遠(yuǎn)程控制故障設(shè)置盒”。車輛不僅能在原地發(fā)動、運行并能在汽車行進(jìn)中設(shè)置故障并進(jìn)行檢測和排故教學(xué)。學(xué)生可觀察汽車在各種運行工況下各元件的動態(tài)參數(shù)變化，故障設(shè)置也更真實、更明顯、更直觀，還可動態(tài)觀察各種故障時汽車運行工況的變化與影響[4-5]。提高學(xué)生對帕薩特轎車所采用的各種技術(shù)的理解，掌握汽車故障的邏輯推理及判斷能力。在停車狀態(tài)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(jìn)行相關(guān)電參數(shù)的測量，進(jìn)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(fā)動機(jī)變速箱空調(diào)從車身中移出組成一個實驗臺架，ABS系統(tǒng)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(tǒng)、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)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(jìn)行實驗，臺架面板上配有專門的故障設(shè)置裝置，可模擬實際運行時產(chǎn)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(yè)的工程師全程參與診斷車輛及臺架的技術(shù)要求、技術(shù)指標(biāo)的制定與設(shè)備的驗收，保證了實驗設(shè)備能滿足實驗教學(xué)的需求，有些技術(shù)措施在診斷維修教學(xué)設(shè)備中還是首創(chuàng)，如在汽車原車線路上并聯(lián)用以測量的原車插頭使學(xué)生除可在臺架面板上測量電參數(shù)外，還能在不插拔插頭情況下在并聯(lián)出來的插頭處進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的測量。

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

擁有了該設(shè)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(jù)所選擇的功能、部件組或單個部件顯示相關(guān)的技術(shù)資料。

(3) 編寫各個項目的實驗指導(dǎo)書和實驗任務(wù)書。

圖3 車輛診斷，測試和信息系統(tǒng)VAS5051B

在教授和工程師共同商議后，按照課程的教學(xué)目的，遵循打好基礎(chǔ)、循序漸進(jìn)的原則制定實驗需完成的實驗任務(wù)，然后確定需要在實驗前發(fā)給學(xué)生的實驗預(yù)習(xí)資料及實驗指導(dǎo)書。

以發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)診斷實驗為例，實驗任務(wù)的循序漸進(jìn)就是首先要學(xué)生通過所給的參考資料了解被診斷發(fā)動機(jī)的電控系統(tǒng)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(xué)習(xí)及掌握診斷設(shè)備的使用方法，最后能根據(jù)故障現(xiàn)象正確地應(yīng)用診斷流程、綜合應(yīng)用人工經(jīng)驗診斷方法和儀器設(shè)備的診斷方法去完成故障診斷和檢測任務(wù)。在故障設(shè)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(fā)生的有較多的吻合，即情景再現(xiàn)，以體現(xiàn)理論與工程應(yīng)用最佳結(jié)合的原則[8-9]。

為了在實驗中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，在故障診斷任務(wù)環(huán)節(jié)讓學(xué)生在運用專業(yè)設(shè)備中的引導(dǎo)性故障查詢時不單是按照設(shè)備中的故障診斷專家系統(tǒng)完成故障的診斷流程，同時還要找出專家系統(tǒng)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(shè)備內(nèi)的專家系統(tǒng)，因為部分學(xué)生畢業(yè)后會進(jìn)入到車企的售后服務(wù)技術(shù)部門從事診斷專家系統(tǒng)的編寫，這個實驗過程對此非常有幫助。

2 汽車診斷技術(shù)實驗課程的教學(xué)實踐

2.1 實驗課程的安排

在德國FH專業(yè)課實驗基本上安排在理論課結(jié)束后的下一個學(xué)期，因為課程實驗的目的是為了使學(xué)生通過實驗去驗證去消化所學(xué)理論知識，如果沒有扎實的理論基礎(chǔ)就倉促進(jìn)行實驗教學(xué)，學(xué)生在做實驗時就會一頭霧水，實驗中老師叫做啥就做啥，結(jié)束后也搞不清自己做了什么，學(xué)了什么?；谕瑯永碛善囋\斷技術(shù)課程實驗也安排在理論課程完成之后進(jìn)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(nèi)容時會帶領(lǐng)同學(xué)到實驗臺架進(jìn)行演示，這樣能加深學(xué)生對所學(xué)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(guān)預(yù)備知識與實驗室工程師溝通，索取實驗指導(dǎo)書和實驗報告，因此在理論課上完后，基本的實驗相關(guān)知識學(xué)生都有了較詳細(xì)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(xué)時，內(nèi)容上首先是從電路圖、維修手冊查找相關(guān)傳感器執(zhí)行器元件在發(fā)動機(jī)上的相應(yīng)位置并在電路圖上描述相關(guān)電路來龍去脈，然后是按照所提供的設(shè)備使用說明書進(jìn)行測試和診斷設(shè)備的操作學(xué)習(xí)，最后是故障的分析與排除。為了取得良好的實驗效果，學(xué)生必須在實驗前有充分的準(zhǔn)備，需要學(xué)生用大量的時間消化實驗工程師提供的實驗指導(dǎo)書、實驗任務(wù)書及大量相關(guān)的參考資料，如電路圖、維修手冊、設(shè)備操作手冊、德國大眾提供的自學(xué)手冊和相關(guān)車型的技術(shù)培訓(xùn)資料等。這是我們引進(jìn)德國FH實驗教學(xué)模式的一個重要經(jīng)驗，在德國FH做一次實驗單預(yù)習(xí)資料就有近200～300頁[14]。

2.2 實驗課程的指導(dǎo)

在德國FH實驗過程中，實驗室工程師不會手把手教學(xué)生如何操作檢測設(shè)備，而是由學(xué)生根據(jù)所提供的設(shè)備操作手冊去學(xué)會操作設(shè)備，培養(yǎng)學(xué)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(wù)和要求按先后順序逐個推出，然后在規(guī)定時間內(nèi)要求各實驗小組完成相關(guān)任務(wù)，各實驗小組根據(jù)所提供的任務(wù)先進(jìn)行討論，然后制定實施方案并完成所交給的任務(wù)，一個任務(wù)時間結(jié)束后由各小組匯報實驗結(jié)果并由教師進(jìn)行講評，然后布置下一個任務(wù)，這樣既鍛煉了學(xué)生分析問題、解決問題的能力以及團(tuán)隊協(xié)作能力又可讓學(xué)生及時了解在完成任務(wù)中的有何不足之處，小組之間也可互相學(xué)習(xí)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(xué)實施前預(yù)習(xí)考核。德國FH在實驗教學(xué)實施前需要進(jìn)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(jìn)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(xué)生考了三次都沒通過，不得不將實驗時間延期到下學(xué)期?？梢妼嶒炃暗睦碚摐?zhǔn)備充分程度相當(dāng)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(guān)的問題，以考核學(xué)生實驗準(zhǔn)備的充分程度，并將其表現(xiàn)記錄在考評中。

(2) 學(xué)生實施實驗過程中的表現(xiàn)。實驗室工程師評定學(xué)生實施實驗過程中的表現(xiàn)，如是否積極主動參與討論和實驗，實驗操作是否規(guī)范，結(jié)果是否正確等給予考評，因每個實驗任務(wù)完成后由小組中不同的學(xué)生來進(jìn)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(xué)生都有需完成的撰寫任務(wù)，實驗室工程師和教授將根據(jù)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(xué)的實驗考評分?jǐn)?shù)，其占學(xué)生該門課程期末總成績的30%。

3 實施成效

經(jīng)過學(xué)院專業(yè)教師和實驗室工程師的數(shù)年的努力工作，基本完成了包括實驗課程師資建設(shè)、實驗項目開發(fā)、具體實驗教學(xué)實施與學(xué)生的實驗評估各個環(huán)節(jié)的汽車診斷技術(shù)實驗課程的開發(fā)建設(shè)。目前該實驗已經(jīng)開了8屆學(xué)生，在此期間經(jīng)過不斷的完善與改進(jìn)。因課程實驗非常貼近實際，學(xué)生有興趣和愿望去學(xué)習(xí)故障診斷的知識。通過實驗前的預(yù)習(xí)使他們在實驗中有了更大的收獲。學(xué)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(xiàn)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(shù)有了全面的掌握。

4 結(jié) 語

德國應(yīng)用科學(xué)大學(xué)的工程技術(shù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)模式獲得了德國教育界與企業(yè)界的贊許，他們在人才培養(yǎng)方式、實驗課程體系的設(shè)置、教學(xué)實踐的活動過程等方面的經(jīng)驗[14]，都值得我們在實驗課程建設(shè)中加以借鑒。

實驗課程教學(xué)是德國FH教育中最具特色的部分。理論與實踐相結(jié)合，是德國應(yīng)用科學(xué)大學(xué)教學(xué)根本[15]，中德工程學(xué)院在課程實驗教學(xué)中從課程師資到實驗項目的設(shè)定到具體實驗的實施與評估的整個教學(xué)過程全面借鑒和移植了德國應(yīng)用科技大學(xué)的工程教學(xué)模式和經(jīng)驗。通過近10年的努力，已初步形成了自己的實驗教學(xué)特色，其面向應(yīng)用、面向?qū)嶋H及強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新意識和團(tuán)隊合作意識的培養(yǎng)模式使學(xué)生從實驗教學(xué)中獲得了全面的工程師素養(yǎng)的培養(yǎng)。

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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(jì)大學(xué)精品實驗項目建設(shè)(1850104022)

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

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

U 472.9; G 642.0

A

1006-7167(2016)03-0201-04