新形勢下《汽車故障診斷學(xué)》教學(xué)改革研究

曾銳利+梅檢民+趙慧敏+沈虹

摘要：針對汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，提出在《汽車故障診斷學(xué)》的教學(xué)中引入文獻(xiàn)閱讀、工程實踐和論文撰寫等環(huán)節(jié)，使學(xué)員完成基本知識點學(xué)習(xí)的同時，在資料搜集、歸納總結(jié)、實驗規(guī)劃、語言表達(dá)等方面有所提高，獲得良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：研究生教學(xué)；實踐教學(xué)；故障診斷；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）10-0135-02

一、引言

長期以來，人們一直認(rèn)為汽車故障診斷主要由專業(yè)的維修工程師借助專業(yè)設(shè)備來完成，靠維修工程師的豐富經(jīng)驗來實現(xiàn)準(zhǔn)確的故障診斷，認(rèn)為理論基礎(chǔ)不深。其實不然，隨著汽車技術(shù)的日益發(fā)展，其整體結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成了一個集機械、液壓、電器與電子控制于一體的綜合體，診斷技術(shù)也逐漸從傳統(tǒng)的人工經(jīng)驗?zāi)Ｊ较蛑悄芑瘍x器方向發(fā)展。《汽車故障診斷學(xué)》被許多高校列為機械工程、車輛工程專業(yè)的研究生和本科生的專業(yè)課。在研究生教學(xué)過程中，通常采用理論講授和實踐相結(jié)合的方法開展教學(xué)，這種教學(xué)模式，往往收不到理想的教學(xué)效果。根據(jù)研究生教學(xué)培養(yǎng)的要求，在專業(yè)課學(xué)習(xí)時，應(yīng)注重理論學(xué)習(xí)、文獻(xiàn)閱讀、工程實踐、歸納總結(jié)等環(huán)節(jié)的提高，筆者結(jié)合自己在美國俄克拉荷馬州立大學(xué)做訪問學(xué)者時經(jīng)歷的美國高校研究生專業(yè)課學(xué)習(xí)中課堂教學(xué)、文獻(xiàn)閱讀、工程實踐等幾個環(huán)節(jié)，結(jié)合美國高校在工科研究生專業(yè)課教學(xué)中的一些做法，提出在《汽車故障診斷學(xué)》的研究生課程教學(xué)中的幾個改進(jìn)點，并應(yīng)用于實際課堂教學(xué)，提高教學(xué)效果。

二、教學(xué)改進(jìn)方法

改進(jìn)的教學(xué)方法主要是在完成基本的理論教學(xué)的同時設(shè)置專業(yè)文獻(xiàn)閱讀、工程實踐與課程設(shè)計、總結(jié)報告撰寫等環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)要求學(xué)員認(rèn)真閱讀資料、嚴(yán)密組織實驗、詳細(xì)分析實驗數(shù)據(jù)、撰寫總結(jié)報告，并在課堂上進(jìn)行講解報告，課終按正式論文格式撰寫學(xué)術(shù)論文，并以各環(huán)節(jié)的打分來綜合評定最終課程成績。

1.基本課堂教學(xué)。《汽車故障診斷學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容涉及了工程數(shù)學(xué)、可靠性理論、計算機技術(shù)、人工智能技術(shù)等，在課堂教學(xué)中，除了介紹基本的概念、診斷參數(shù)的獲取、特征信號分析、狀態(tài)識別方法外，還需要給研究生灌輸本領(lǐng)域的一些最新研究方法，如小波分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷原理、模糊診斷與模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)診斷原理等內(nèi)容，這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)需要一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，在講解時以筆者從事汽車故障診斷方面的科研項目為牽引。

采用這種方式可以讓學(xué)員進(jìn)一步了解本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容與工程活動的密切關(guān)系，并結(jié)合自己未來的研究方向展開聯(lián)想，激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣。

2.文獻(xiàn)閱讀。文獻(xiàn)閱讀是研究生學(xué)習(xí)期間的一個重要的環(huán)節(jié)，為提高學(xué)員的學(xué)術(shù)能力，在課程教學(xué)中引入文獻(xiàn)閱讀模塊。多年來有一些重要的學(xué)術(shù)期刊，如國內(nèi)期刊《振動、測試與診斷》、《振動工程學(xué)報》等，國際期刊《Advances in Mechanical Engineering》、《Shock and Vibration》等，這些期刊為本環(huán)節(jié)的教學(xué)提供了豐富的資源。具體做法是課前搜集本領(lǐng)域的最新研究論文，布置給學(xué)員帶著問題去閱讀這些論文，進(jìn)行歸納總結(jié)，提出存在的問題，最后總結(jié)形成報告，在課堂上做口頭報告，并接受其他同學(xué)的質(zhì)疑。這樣既鍛煉了學(xué)員的文獻(xiàn)閱讀、分析歸納、口頭演講的能力，也使學(xué)員對投稿期刊有所了解，對于研究生學(xué)習(xí)有著重要幫助。

3.工程實踐與課程設(shè)計。工程實踐是專業(yè)課學(xué)習(xí)的一個重要環(huán)節(jié)，尤其對于《汽車故障診斷學(xué)》這門理論與實踐緊密結(jié)合的課程，這個環(huán)節(jié)是必不可少的。在這個環(huán)節(jié)中，合理設(shè)計工程實踐過程、確定課程設(shè)計題目是調(diào)動學(xué)員學(xué)習(xí)積極性的關(guān)鍵。在本課程的教學(xué)中，結(jié)合知識點設(shè)計工程實踐內(nèi)容，如以“柴油發(fā)動機故障信號采集與分析”為題設(shè)計工程實踐內(nèi)容，如表1所示，明確了實驗對象和實驗工具，涉及內(nèi)容涵蓋了故障診斷研究必須經(jīng)歷的信號采集、特征提取、模式識別等內(nèi)容，并對實驗過程提出了具體要求。

完成實驗后，要求學(xué)員寫出實驗報告，對數(shù)據(jù)處理與計算結(jié)果進(jìn)行分析，并在課堂上向其他同學(xué)進(jìn)行口頭匯報，分享實驗過程的心得與體會，通過交流，使學(xué)員能充分掌握實驗中的細(xì)節(jié)問題，形成完整的實驗報告，給出合理的數(shù)據(jù)計算結(jié)果，熟悉相關(guān)知識點。

4.課終論文。在完成專業(yè)課的課程教學(xué)后，需要學(xué)員根據(jù)課堂教學(xué)和實踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，撰寫學(xué)術(shù)論文，該部分的要求應(yīng)緊密結(jié)合教學(xué)的知識點，依據(jù)實驗中采集的數(shù)據(jù)，也可以根據(jù)論文題目的需要，引導(dǎo)學(xué)員自主完成需要補充的數(shù)據(jù)，為論文撰寫提供支撐。具體實施時采用教師命題、學(xué)員自主組合選擇的方式來開展，表2列出了最近一期教學(xué)中布置的論文題目與完成人員。

5.成績評定。課程考核根據(jù)各教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)情況給出綜合評定。在課程學(xué)習(xí)之初，對各環(huán)節(jié)成績的比例、評定方式給出明確說明，在每個環(huán)節(jié)完成后按照評定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格打分，最終根據(jù)各環(huán)節(jié)的打分計算本課程的成績。具體成績組成與標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

三、結(jié)論

在《汽車故障診斷學(xué)》中進(jìn)行教學(xué)改革，引入文獻(xiàn)閱讀、工程實踐、論文撰寫等環(huán)節(jié)，使學(xué)員在學(xué)習(xí)本課程基本知識點的同時，還鍛煉了文獻(xiàn)理解、歸納總結(jié)、動手實驗、語言表達(dá)、綜合分析等能力，通過在實際課程教學(xué)中的應(yīng)用，學(xué)員普遍反映本課程的學(xué)習(xí)信息量大、內(nèi)容豐富，對自主開展科學(xué)研究的能力有較大提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖云魁.汽車故障診斷學(xué)[M].北京理工大學(xué)出版社,2006.

[2]鄭妮娜,楊溥,李英民.美國工科研究生培養(yǎng)方案及課程教學(xué)方法分析[J].高等建筑教育,2015,(3):66-69.

[3]李政民卿,王黎娜,陸鳳霞,等.美國基礎(chǔ)教育給中國工科研究生專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)的啟示[J].大學(xué)教育,2014,(11):22-23.

[4]蘇紹璟,王躍科.工科研究生實驗教學(xué)精品課程建設(shè)實踐[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2008,(29):183-184.

[5]常瑞,陳文智,郭玉東,職玉峰.面向工科研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的EPI教學(xué)模式探索[J].計算機教育,2016,(3):71-74.

Research on Teaching Reform of "Automobile Fault Diagnosis" under New Situation

ZENG Rui-li,MEI Jian-min,ZHAO Hui-min,SHEN Hong

(Military Transportation University,Tianjin 300161,China)

Abstract:In view of the continuous development of automobile technology,some measures are jointed in teaching of "Automobile Fault Diagnosis",including paper reading,project,writing. So that students complete the basics of learning,their ability of data collection,summary,experimental Planning,oral presentation are improved,Teaching effect is good.

Key words:graduate study;practical teaching;fault diagnosis;teaching reform