汽车检测与诊断技术在智能网联汽车中的应用研究与教学实践

张翼 吴贺利 孙琦

摘 要：从我国对车联网产业要求入手，说明智能网联汽车人才需求，并提出对现今汽车专业相关课程进行改革的急迫性。对《汽车检测与诊断技术》课程进行优化，融入课程思政，加强专业教育；使用信息化虚拟仿真技术，提升学生参与感；创新性地引入校企合作下的智能网联汽车检测与诊断技术实训，注重高素质人才培养。跟踪三届学生就业情况，表明应用研究与教学实践取得了较好效果。

关键词：汽车检测与诊断技术 智能网联汽车 教学实践  中图分类号：F062.4  文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2023）08-176-03

一、引言

随着我国科学技术的发展，人民对美好生活需求的提升，越来越多的智能网联车辆进入大众生活中。中国汽车工业协会将智能网联汽车定义为：搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与人、车、路、后台等智能信息交换共享，实现安全、舒适、节能、高效行驶，并最终可替代人来操作的新一代汽车[1]。2022年10月，工业和信息化部结合智能网联汽车技术产业发展情况，对《国家车联网产业标准体系建设指南（智能网联汽车）》进行修改完善，形成《国家车联网产业标准体系建设指南（智能网联汽车）（2022年版）（征求意见稿）》，提出到2030年，全面形成能够支撑实现单车智能和网联赋能协同发展的智能网联汽车标准体系，这将推动智能网联汽车产业高质量发展，为我国汽车产业弯道超车提供重要机遇[2]。

面对智能网联汽车产业的蓬勃发展，而具备车辆、通讯、控制、网络等全方位技术的专业人才就显得格外稀缺。武汉城市学院车辆服务工程专业着力推进智能网联汽车相关应用型人才培育，不仅优化课程结构，增加核心课程的专业交互设计，也对基础课程进行改革，使学生做到基础知识扎实，先进技术牢实，技能能力夯实，对于智能网联汽车的应用、制造、试验、维修可以知其意、明其理、熟流程、懂操作，真正能为我国智能网联汽车的应用输送人才。

本文从课程《汽车检测与诊断技术》入手进行优化，除教授大纲常规知识外，还使用信息化虚拟仿真技术，以提升学生的参与感与兴趣点；创新性地引入校企合作式的智能网联汽车诊断技术相关实训，既是课程理论的应用，也是对现阶段最新汽车技术的沉浸式体验。以一门课程改革带动专业融合发展，以一项技术应用打破传统教学局限，以一次实训实践树立更高职业观念，让学生理论带动实际，实际扩充理论，为后续就业打下基础，也可为我国汽车产业的未来发展储备高素质的人才。

二、《汽车检测与诊断技术》课程现状

《汽车检测与诊断技术》是车辆服务工程专业的核心课程，包含汽车检测和汽车诊断两大部分，其目的是让学生掌握现代汽车性能检测的原理、方法、标准及汽车检测设备使用，掌握现代汽车故障波形分析、数据流分析、故障码读取等先进诊断方法，并能学会分析故障、诊断故障及排除故障，为学生今后从事汽车检测和维修等方面的工作奠定理论和实践基础。

在课程教学和实验环节中主要覆盖了汽车检测与诊断技术基础、发动机的检测与诊断、底盘的检测与诊断、车身及附件的检测与诊断、汽车排放污染物与噪声的检测等知识与技能，是现代汽车檢测与诊断的主体内容[3]。但面对智能网联相关功能的检测和诊断，学校的教学资源明显滞后于智能网联汽车技术的日益蓬勃发展，为保证学生能全面掌握传统的与先进的汽车检测与诊断技术，能对智能网联汽车有更清晰的理解和认识，能扩展求职选择面与提升就业质量，《汽车检测与诊断技术》课程急需进行适应性调整，在保证课程大纲的主体结构不变的前提下，加入与智能网联汽车应用的相关实践。

三、面向智能网联汽车的应用与教学实践

（一）育人才、夯基础

以课程思政贯穿《汽车检测与诊断技术》的教学，教书先育人，以思政元素为引导，以专业知识为基础，形成知识传授和立德树人相统一的整体系统。如在绪论章节就指出进行汽车检测必须严格遵循岗位职责，以增加学生法律意识，培养爱岗敬业精神；在底盘检测与诊断章节通过案例引导，使学生深刻意识到与安全性相关的制动、转向检测的重要性，并引申出一丝不苟、精益求精的工匠精神；在排放污染物与噪声的检测章节，对比中外不同的法规要求，让同学们看到我国汽车行业发展与先进国家的差距，更要激发爱国强国的信念。思政教育不仅是当今新时代、新社会、新发展、新工科的需求，也是符合社会主义核心价值，更能帮助学生形成正确的国家意识、文化认同和公民人格，也更能为国家培养顺应时代发展的合格工程应用人才。

虽然对于《汽车检测与诊断技术》课程优化，要融入智能网联汽车相关应用，但并非要弱化常规教学，相反更应该夯实基础知识。万丈高楼平地起，没有对汽车检测的正确认识，如何体会智能网联汽车的下线标定与测试；没有对汽车诊断的设备应用，如何分析智能网联汽车的故障信息与解析。以传感系统、控制系统、执行系统来构造智能网联汽车，那么课程中所讲授的汽车发动机、变速箱、转向、制动就是执行系统，是需要正确执行智能汽车意图的对象，只有对被控对象充分理解，才能进行上层的控制设计。所以在课程教学中，更加注重“学生主体、教师主导”[4]的教学理念，根据学生认知规律进行优化，使用现代信息化技术增加预习环节，在学习通中发布任务，让学生查看企业案例、微课视频，提前对所学内容进行了解。同时强化小组分析和生生互评环节，以小组为单位完成实践作业，在汇报、互评、交流中巩固所学知识，培育职业素养。

（二）融虚实、激兴趣

《汽车检测与诊断技术》是一门实践性很强的课程，虽然在实验环节设计了电控发动机波形分析及故障诊断实验、变速器故障诊断实验、废气/噪声测量实验，但并不能覆盖所有的汽车检测与故障诊断，特别是针对需要进行实车拆解及电气性能的故障。而虚拟仿真技术具有真实性、多感知性、自主性和交互性等特点，在诸多领域得到了广泛的应用[5]。那么为强化学生对汽车诊断方案的理解，更好地将理论知识应用于实践，本课程采用先进的计算机虚拟仿真技术进行实验情景化设计，搭载国外先进的3D游戏制作软件UNITY 3D，根据汽车服务工程专业教学标准，结合汽车检测与诊断技术课程特点，在科学的项目驱动式教学理念指导下开发而成。

学生佩戴VR眼镜后，进入操作界面，系统显示虚拟汽车的状态及诊断仪的故障码，学生需要在虚拟环境中使用对应工具，模拟对车辆进行检测、拆解、换件等操作，最终使故障清除。为结合汽车诊断技术在智能网联汽车中的应用，本虚拟仿真系统中设计了如表1所示与高级辅助驾驶系统功能相关故障诊断，并在学生操作前，老师会补充讲解智能网联汽车的高级辅助驾驶系统功能及组成知识，并指导学生进行相应操作。

采用虚拟仿真的实验教学模式，完整模拟整个汽车故障解析的实际步骤和操作流程，让学生能够体验在虚拟仿真环境，作为主角的真实感受，沉浸式教学可以拓展学生认知范围，让學生了解实操实验教学中不经常遇到但实际存在的风险点或不可控的实际问题，并有利于调动学生学习的主动性，增强学生自主探索的积极性，提升教学效果。

（三）联企业、沉实境

为进一步增强学生理论与实际结合能力，且对智能网联车辆的检测与诊断有亲身体验，能为我国智能网联汽车产业储备后续应用人才，学院与东风汽车公司合作，在乘用车总装车间开辟了第二课堂，制定了如表2所示为期一周的课程实训。实训内容不仅安排学生到课程所讲的底盘、车身检测线实际体会，更融入了智能网联功能的检测与诊断跟线学习。从课本到实境，从基础到延伸，从传统到智能，学生在“教、学、做”全方位教育中，深入掌握专业知识，巩固实操技能，看到我国智能制造的先进实例，以及体会智能网联汽车发展的速度，更能将自身融入新工科、新时代的改革奋进事业中。

2、按照总装生产顺序参观底盘装配线、内饰装配线及最终线，其中重点关注课程教学中所涉及内容：四轮定位、驱动轮输出测试、制动性能测试、大灯检测等检测工位。

四、实施成效分析

选取2020至2022届三届汽车服务工程专业学生就业率进行对比，其中2021、2022届实施了本文所述课程优化，数据来自武汉城市学院就业信息网，整体就业率为协议就业率和升学率之和，如图1所示。图中清晰表明，课程优化后，整体就业率明显提升；其中2022届升学率增长显著。这也与学生参与了企业实训，见识了先进的工程技术，知晓了智能网联汽车应用，发自内心希望提升自身专业能力、进一步深造意愿及努力有关。

五、结束语

立足我国汽车产业发展方向，顺应汽车电气化、网联化、智能化发展趋势，坚持以人才培养为目标，汽车检测与诊断技术改变传统的理论教学占主导的模式，思政育人，夯实基础，运用先进教学方法，提升学生专业兴趣，并联合企业，扩展对现今智能网联汽车检测与诊断的应用教学。实践证明，教学优化取得了较好的效果，立足于我国对智能网联汽车的发展战略，进一步提升了汽车服务工程专业人才的培养质量。

[项目来源：湖北省教育厅科学研究计划指导性项目（项目编号：B2021412），武汉城市学院科学研究项目（项目编号：2021CYYBKY004）资助。]

参考文献：

[1] 国家标准化管理委员会.国家车联网产业标准体系建设指南（智能网联汽车）（2022年版）（征求意见稿）[R].北京：工业和信息化部，2022.

[2] 马付才.智能网联汽车产业再迎利好［N］.民主与法制时报，2022-10-12（003）

[3] 张谦.新能源汽车维修中电子诊断技术要点分析[J].农机使用及维修，2021（09）：103-105.

[4] 洪耀杰，王坤，张纪龙，等.“新工科”背景下高职课堂实践教学模式改革的探索[J].教育科学论坛，2022（04）：74-77.

[5] 刘银华.虚拟仿真技术在“汽车制造技术”课程中的应用[J]. 无线互联科技，2021（07）：148-149.

（作者单位：张翼，吴贺利，武汉城市学院 湖北武汉 430077; 孙琦，东风汽车集团有限公司技术中心 湖北武汉 430056）

［作者简介：张翼，高级工程师，研究方向：电子设计与自动化控制、汽车电子电控。］ （责编：贾伟）