王英杰，楊樹峰

《汽車電器與電子控制》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索*

王英杰，楊樹峰

（中原工學(xué)院，河南 鄭州 450007）

為了更好地滿足現(xiàn)代汽車行業(yè)對(duì)復(fù)合型汽車電控人才培養(yǎng)的需求，針對(duì)車輛工程專業(yè)汽車電器與電子控制課程的特點(diǎn)，文章分析了該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容調(diào)整，實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的保障措施等幾個(gè)方面的改革進(jìn)行了初步的探索。實(shí)踐證明，改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式增加學(xué)生主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新能力，進(jìn)而提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力。

車輛工程；汽車電器與電子控制；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

引言

汽車技術(shù)發(fā)展迅速，最突出的變化是現(xiàn)代電子技術(shù)在汽車上的廣泛應(yīng)用，該技術(shù)對(duì)改善汽車的各種性能起到了機(jī)械裝置不可替代的作用?，F(xiàn)代汽車電子控制系統(tǒng)顯著提高了車輛的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性和舒適性等。汽車制造商認(rèn)為，現(xiàn)代汽車電子設(shè)備的革新是奪取未來汽車市場的有效手段。隨著電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)的快速發(fā)展和市場競爭的需要，汽車上的控制系統(tǒng)越來越復(fù)雜、更新速度明顯加快。為了適應(yīng)市場對(duì)汽車人才知識(shí)結(jié)構(gòu)的需要，結(jié)合社會(huì)對(duì)車輛工程專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生的具體要求，改進(jìn)汽車電子控制方面的實(shí)踐環(huán)節(jié)已經(jīng)成為車輛工程專業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。

《汽車電器與電子控制》課程作為車輛類專業(yè)的必修課程之一，涉及電子、信息、機(jī)械、控制、液壓以及傳感等多學(xué)科交叉，是實(shí)踐性和綜合性較強(qiáng)的專業(yè)課[1-3]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力起到了非常重要作用，通過理論與實(shí)踐結(jié)合，才能使學(xué)生掌握汽車電器與電子控制系統(tǒng)的基本作用和結(jié)構(gòu)，工作原理以及典型控制裝置的實(shí)現(xiàn)。本文從實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、方法和保障措施等幾個(gè)方面來改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生在汽車電器和電子方面的工程設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力。

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀和分析

在車輛專業(yè)的教學(xué)中，受傳統(tǒng)學(xué)科分類影響，學(xué)生重點(diǎn)學(xué)習(xí)汽車結(jié)構(gòu)原理和應(yīng)用，而難以將控制、計(jì)算機(jī)等相關(guān)科目的內(nèi)容在汽車中應(yīng)用[4]。傳統(tǒng)的課程和實(shí)驗(yàn)教學(xué)難以滿足對(duì)現(xiàn)代汽車電控技術(shù)復(fù)合型人才的需求，有以下幾方面問題。

（1）汽車電器和電子課程教材內(nèi)容相對(duì)滯后，并且教學(xué)內(nèi)容多，時(shí)間少，實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于電子技術(shù)在車輛上的應(yīng)用現(xiàn)狀。

（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)數(shù)和實(shí)驗(yàn)教師不足的情況下，學(xué)生只能采取多組多次的驗(yàn)證型或演示型實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)類型模式單一，實(shí)驗(yàn)深度和學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)有限。

（3）學(xué)生實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)少，汽車新的電控技術(shù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更新急需完善。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

為了培養(yǎng)出滿足汽車行業(yè)需求的復(fù)合型人才，解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)際存在的問題，對(duì)汽車電器與電子方面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行了以下幾方面的探索。

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

在實(shí)驗(yàn)課時(shí)不足的現(xiàn)實(shí)情況下，根據(jù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)合理組織實(shí)驗(yàn)教材，使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)掌握汽車電器與電子的主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，需要在實(shí)驗(yàn)中鞏固理論知識(shí)，加深對(duì)理論知識(shí)的理解和消化，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容模式分層和優(yōu)化調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容兩方面對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行改革。

首先從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容模式分層方面進(jìn)行調(diào)整，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容模式主要有演示性、驗(yàn)證性、綜合性、設(shè)計(jì)性四大層類。首先精簡演示驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，結(jié)合主流車輛的應(yīng)用技術(shù)，對(duì)內(nèi)容相關(guān)性不大、要求不高的演示驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)刪減和合并，并增加探索性內(nèi)容，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性和興趣，如將電源系統(tǒng)和啟動(dòng)系統(tǒng)作為一個(gè)整體，整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并設(shè)置與學(xué)生實(shí)際工程可能遇見的問題。其次要提高和改進(jìn)綜合性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如汽車電路，傳感器檢測，汽油燃油噴射、汽車電路故障診斷、電控制動(dòng)防抱死，電子穩(wěn)定程序等內(nèi)容。最后設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要重點(diǎn)突出現(xiàn)代汽車電控系統(tǒng)中多學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)融合，以嵌入式系統(tǒng)為基礎(chǔ)，掌握傳感器信號(hào)的采集，數(shù)據(jù)信號(hào)的處理，以及不同執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)等，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和解決工程實(shí)際問題的能力。

由于汽車電器與電子控制課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較多，結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的層次劃分，一方面對(duì)各模式內(nèi)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，如演示驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，可根據(jù)現(xiàn)代新型汽車電器控制應(yīng)用，增加智能啟停系統(tǒng)、無鑰匙進(jìn)入和一鍵啟動(dòng)等，做到有增有減；另一方面在每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目層次中，劃分選修和必修項(xiàng)目，如在綜合性層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，汽車電路，傳感器檢測，電控故障診斷實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求所有學(xué)生必做，以達(dá)到對(duì)系統(tǒng)徹底理解和掌握的目的，而對(duì)于汽車電控自動(dòng)變速器、電控制動(dòng)防抱死、電子穩(wěn)定程序、自動(dòng)巡航系統(tǒng)，汽車空調(diào)等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，需要根據(jù)學(xué)生自己興趣愛好選做，以達(dá)到在學(xué)時(shí)不足情況下對(duì)學(xué)生的全面的實(shí)操能力達(dá)到訓(xùn)練，在全面性和重點(diǎn)內(nèi)容之間做到平衡，以提升學(xué)生的興趣和積極性。

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革

根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及層次的分類，對(duì)不同實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ竭M(jìn)行不同的教學(xué)方法，以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的可操作性。

在實(shí)驗(yàn)教師和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的不足的情況下，全面開放式教學(xué)存在一定困難，因此采用規(guī)范化和開方式教學(xué)并行的方式，對(duì)于傳統(tǒng)演示驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)采用規(guī)范化教學(xué)，按照預(yù)習(xí)、講解和實(shí)驗(yàn)報(bào)告?zhèn)鹘y(tǒng)的教學(xué)方法，完成實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師可以通過啟發(fā)和提問等手段，提高學(xué)生的主動(dòng)性，達(dá)到規(guī)定的實(shí)驗(yàn)要求，加深對(duì)理論內(nèi)容的理解和掌握。

綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較多，必修實(shí)驗(yàn)按照正常的實(shí)驗(yàn)程序進(jìn)行，對(duì)于選修實(shí)驗(yàn)，學(xué)生根據(jù)自己興趣選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目并分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如汽車電控故障設(shè)置與診斷實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，該實(shí)驗(yàn)需要應(yīng)用多學(xué)科知識(shí)來分析和解決實(shí)際問題，我們學(xué)校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備是在畢業(yè)教師帶領(lǐng)下制作的自制設(shè)備，通過對(duì)實(shí)際車輛的改進(jìn)，可以實(shí)時(shí)測量車輛的運(yùn)行信號(hào)，并可以對(duì)車輛設(shè)置故障和監(jiān)測故障情況下車輛運(yùn)行參數(shù)的改變。在教師對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備基本原理和功能進(jìn)行講解后，每組學(xué)生對(duì)選擇的實(shí)驗(yàn)原理圖進(jìn)行分析，并掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)備操作流程，自己設(shè)置故障、測試故障產(chǎn)生的信號(hào)，記錄故障數(shù)據(jù)和故障現(xiàn)象。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師鼓勵(lì)學(xué)生多思考，并啟發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入對(duì)比分析，最后寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告并提出改進(jìn)意見。通過選做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間和彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的不足，提高實(shí)驗(yàn)效率與效果。

學(xué)生在規(guī)范化訓(xùn)練同時(shí)，通過設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高其獨(dú)立思考，創(chuàng)新探索和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施開放式教學(xué)，通過教師指定的各類課題項(xiàng)目或自擬題目為依托，與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，在基于單片機(jī)控制，matlab、Labview平臺(tái)的硬件在環(huán)仿真，以及與恩智浦智能車大賽等平臺(tái)的基礎(chǔ)上，采取學(xué)生自愿報(bào)名，通過查閱資料和小組討論，擬定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目方案，經(jīng)教師對(duì)方案審查后，通過定期開放實(shí)驗(yàn)室，利用課外時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終以報(bào)告PPT、仿真演示或?qū)嵨镄问秸宫F(xiàn)，有指導(dǎo)老師和小組學(xué)生共同進(jìn)行最后審核[5]。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以學(xué)生為主，老師為輔，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生和教師身份的轉(zhuǎn)變，以調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)能動(dòng)性和創(chuàng)造性。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求通過電路設(shè)計(jì)、繪制、仿真驗(yàn)證、制作和調(diào)試，提高綜合設(shè)計(jì)能力和學(xué)生的成就感。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)對(duì)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行全過程的初步訓(xùn)練，同時(shí)也對(duì)實(shí)驗(yàn)技能和理論知識(shí)進(jìn)行綜合檢查。

2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施措施的優(yōu)化

為了保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革能夠有效地實(shí)施，從師資、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、考核評(píng)定等幾方面進(jìn)行改進(jìn)。

首先應(yīng)該提升理論教師和實(shí)驗(yàn)教師的理論和實(shí)踐水平，引進(jìn)人才增加實(shí)驗(yàn)室老師數(shù)量，培養(yǎng)有高素質(zhì)和工程實(shí)踐能力的師資隊(duì)伍；其次要適當(dāng)提高同種設(shè)備的實(shí)驗(yàn)臺(tái)套數(shù)和增加新型實(shí)驗(yàn)設(shè)備，同時(shí)可以鼓勵(lì)教師參與實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的自制，開發(fā)新型的綜合性或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。最后對(duì)于學(xué)生的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，應(yīng)該有開放的實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生根據(jù)預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)設(shè)備，進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)的時(shí)間環(huán)節(jié)，使學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主題，調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)性。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，首先具有簡明清晰的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，并輔以PPT或錄像提供實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)儀器的操作；在實(shí)驗(yàn)過程中，及時(shí)查看學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，并啟發(fā)或回答學(xué)生的疑問，具體實(shí)驗(yàn)操作盡量不干涉；在實(shí)驗(yàn)考核評(píng)價(jià)中，由于實(shí)驗(yàn)報(bào)告的雷同不能客觀展現(xiàn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)狀況，應(yīng)根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容模式分類進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)綜合性實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該減少實(shí)驗(yàn)報(bào)告的考核分量，增加學(xué)生操作能力等過程性考核；對(duì)于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該考察方案的創(chuàng)新性、實(shí)踐過程的完整性及最終的收獲。

3 結(jié)束語

通過對(duì)車輛工程專業(yè)《汽車電器與電子控制》課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革和探索，突出了以學(xué)生為主的工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分層與調(diào)整，實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和實(shí)施措施的優(yōu)化等方面構(gòu)建與理論教學(xué)相適應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，通過在兩屆學(xué)生中實(shí)踐，在實(shí)驗(yàn)過程中增加了教師和學(xué)生之間的互動(dòng)，并提高了學(xué)生參與的主動(dòng)性，學(xué)科競賽和就業(yè)面試中提高了學(xué)生的競爭力。但是由于該課程融合了多學(xué)科內(nèi)容，并且實(shí)際應(yīng)用中技術(shù)更新很快，因此需不斷完善實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置，培養(yǎng)出符合生產(chǎn)企業(yè)需求的現(xiàn)代汽車電子人才。

[1] 范小彬.車輛工程專業(yè)汽車電控技術(shù)課程建設(shè)探討[J].中國現(xiàn)代教育裝備, 2013(5):50-51.

[2] 吳俊.應(yīng)用型本科高校汽服專業(yè)《汽車電子控制技術(shù)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究[J].教育現(xiàn)代化, 2017(09):49-50.

[3] 王偉,楊浩東.工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)下《汽車電器與電子控制技術(shù)》課程教學(xué)改革研究[J].高教學(xué)刊, 2016(17):156-157.

[4] 屈敏,張雨,趙建華.車輛工程專業(yè)新能源汽車內(nèi)涵方向?qū)嶒?yàn)教學(xué)的改革與實(shí)踐[J].中國現(xiàn)代教育裝備, 2013(21):54-57.

[5] 張新豐,王春濛,李健聰,et al. "汽車電子控制系統(tǒng)仿真與設(shè)計(jì)"課程實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào), 2017(2).

Exploration on experimental teaching of Automobile electrical and electronic control course*

Wang Yingjie, Yang Shufeng

（Zhongyuan University of Technology, Henan Zhengzhou 450007）

In order to better meet the modern automobile industry demand for auto electronic control talents training,aiming at the characteristics of Automobile electrical and electronic control course, this paper analyzes the problems existing in the experimental teaching of the course, and makes a preliminary exploration fromseveral reforms such as experimental teaching content adjustment, experimental teaching method and experimental teaching safeguard measures. Practice has showed that the improved experimental teaching mode increases students subjective initiative and innovation ability, and then improves students ability to analyze and solve practical problems.

Vehicle engineering; Automobile electrical and electronic control; Experimental teaching

G424

B

1671-7988(2019)24-214-03

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1671-7988(2019)24-214-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.24.072

王英杰，碩士，講師，就職于中原工學(xué)院，研究方向：汽車電子?；痦?xiàng)目：河南省科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目（172102210595）。