汽车电子控制系统课程教学设计

基于汽车电控专业修理实验室,运用技能牵引式教学模式,对汽车维修技工电工班汽车电子控制系统课程进行科学的教学设计,提高培训质量,缩短培训时间.

1课程基本情况

汽车电子控制系统属于一门交叉学科课程,集动力工程、车辆工程、计算机工程、自动化工程于一体的工程应用性技术课程[1].将应用到发动机构造、发动机修理、内燃机学、汽车电子、微机原理、传感器技术和自动控制等课程技术知识.集理论性和工程实践性于一体,应用性与广泛性也同时存在；既是挑战,也是机遇.汽车电子控制系统课程教学大纲要求知道原理、会检测、会修理（不要求设计）.故要分清主次,把握重点.因而,在学兵已经熟悉发动机构造基础上,重点讲解（掌握）传感器技术,灌输（知道）内燃机学,介绍引进（了解）微机原理与自动控制.

2课程教学对象分析

这门课程的训练对象是汽车新训技工电工班的学兵.其文化基础偏低,平均在初中毕业的水平；对传统教育（小学、初中、高中）,学习兴趣低；年龄普遍偏小,平均在20岁左右,自律能力差,生活学习迷茫,没有目的性和方向性.有利因素：学兵年龄小,涉世浅,易接受新事物、新技术,对新鲜事物兴趣高.可塑性好,易被引导,激发学习兴趣.基于这样的现状,要正确有效引导,激发学兵的学习兴趣,课堂要多样化、动态化,教员个人技术魅力要提高,知识要形象化,实践要现场化；精心设计课程内容与实施方法,化整为零,防止课程包太大太难,产生畏难情绪；长期持续进行思想教育和行业激发,让学兵保持高度的学习热情；走进学兵生活,与学兵交朋友,多了解,多互动.因此,单利用传统的教学模式来训练学兵,是不可能达到预期的效果,必须采用多样的、直观的、形象的教学手段.

3教学内容设计

3.1课程内容知识与能力、素质结构

如图1所示,课程由电控概述、汽车用传感器、汽油发动机电子控制系统、柴油发动机电子控制燃油喷射系统和汽车电控防抱死系统组成,通过行业认知、部件知识和系统知识的学习,转化为行业认知能力、部件分析能力、部件检测能力、综合分析能力、综合检测能力和综合排除能力,最终形成运用汽车电子基本知识与汽车相关知识进行故障分析检测排除的能力的综合素质[2].

3.2教学重点与难点

1）教学重点.

①从整个课程而言,汽车用传感器（功用,使用,工作原理和检测方法）是本门课程的核心重点,也是学好汽车电工的基本技能和必须技能.

②汽车用传感器的重点是：热膜式空气流量传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；磁感应式曲轴位置传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；霍尔式凸轮轴位置传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；进气歧管绝对压力传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；氧化锆式氧传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；磁电式爆震传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；磁感应式车速传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；热敏电阻式温度传感器的原理、检测方法、故障判断与排除.

③系统分析与排除的重点是：汽油机喷油控制分系统；汽油机点火控制分系统；柴油机喷油量控制和喷油正时控制系统；ABS防抱死系统控制理论基础与工作过程.

2）教学难点.

①基础内容：基本电工理论（电感、电容、二极管和三极管的基本性质及应用）；发动机原理（点火正时与喷油量等对发动机工作的影响）.

②系统性的内容：电控系统硬件ECU的工作过程；汽油机控制逻辑；柴油机控制逻辑；ABS控制逻辑.

4教学策略设计

4.1教学思想

面向汽车电子控制系统故障诊断与排除,以发动机及制动系统工作需求为引导,以汽车用传感器和执行器原理知识、检测方法、故障分析、判断与排除为核心,通过技能牵引式教学模式使学兵掌握电控系统部件级故障的诊断与排除和系统级故障分析与排除.

4.2教学内容组织

随着汽车技术和计算机控制技术的发展,汽车电子控制系统从数量和质量上都在进行着突飞猛进的革命性发展.而本教学课程学习的内容只是汽车电子控制系统里最主要最基础的3个分系统,而且这三个系统也在不断的升级和发展.因此,实时地跟进当前技术主流和找准未来发展方向也是提高教学效果的非常重要的一环.故本课程的教学内容组织时必须抓住经典车型、主要系统、主流部件为主要内容和教学重点,适当的扩展新系统和新技术,以提高知识的实效性,提高学兵学习的积极性,有助于学兵未来的再学习.因此,教学内容组织在依据课程标准的前提下,需要把握：

1）总体结构：总—分—总的形式.以课程标准为依据,将教学内容分为5大块：电控概述（总）；汽车用传感器（分）；汽油机电控、柴油机电控和ABS防抱死系统（总）.

2）将汽油机电控与柴油机电控比较讲解.一是汽油机是发动机电控的主体,对后期的柴油机学习有非常重要的基础和模板作用；二是在汽油机电控的基础上直接讲解柴油机有助于提高教学效率和学习效率,有利于知识的牢固性；三是进一步的复习和巩固汽油机与柴油机的构造与原理知识,对发动机的整体故障诊断与排除非常的有益.

3）重点讲解演示与自主实习相结合.汽车用传感器的原理、检测方法、故障判断与排除要重点讲解演示.如热膜式空气流量传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；磁感应式曲轴位置传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；霍尔式凸轮轴位置传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；进气歧管绝对压力传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；氧化锆式氧传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；磁电式爆震传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；磁感应式车速传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；热敏电阻式温度传感器的原理、检测方法、故障判断与排除.其它类型的传感器进行自学了解和讲座形式进行学习了解.再结合其中的重点传感器进行相应的原理和检测的实习操作.

4）教学内容要面向世界面向未来.汽车电子控制系统发展非常的快,新系统、新器件、新技术等出现非常之快,必须要进行相应的跟进.因此,本课程安排不少于12学时（新能源汽车、节能技术、混合动力和纯电动汽车等）的课外讲座,具体根据情况安排在晚自习期间,邀请相应的专家或者教员进行讲授和交流,以扩大学兵的知识面,提高其学习兴趣,提高其对行业对专业的认同感和自信心.4.3教学模式、方法与手段

技能牵引式教学模式,即以锻炼提高学兵技能为牵引、为终极目标的任职教育教学模式.任何教学工作都以培养学兵任职技能为核心.基于这样的思想,立足汽车电子控制系统这门课程的课程特点和学兵的特点,考虑怎样将文字形式的知识转化为学兵的任职技能.在此,利用多媒体技术、计算机技术、信息技术、检测控制技术等先进技术手段将文字性知识图形化、图形性知识立体化、立体性知识动画化、动画性知识模型化、模型性知识实物化、实物性实践现场化、现场性实践技能化,再将技能理论化.易于教学,易于理解,易于学习记忆,加深理解,让学兵真正掌握属于自己的知识和技能.总体通过理论形象化、实践现场化和理实一体化这三条途径来实施这一教学模式.以提高教学质量、缩短教学时间；提高任职教育的针对性和有效性；降低入学门槛,减轻教员教学难度.

1）理论形象化.常规的汽车电子控制系统教学模式,主要采用文字与图片两种表达元素进行教学,存在抽象、难于理解、理论性过强等弊端.技能牵引式教学模式中一个最核心的教学方法手段就是理论形象化,尽量多的采用变换表达元素,采用文字、图形、动画、模型、实物、故障再现等现代高科技元素,提高教学的多样性与激励性.

2）实践现场化.改变以往的实验性实践,而要进行现场化的实践,尽量趋近工作现场,营造现场氛围.比如电控故障波形分析,采用OBDII技术,通过串口通信将信号波形采集到PC机,实现波形显示与分析,与实际中检测波形完全一样.通过控制技术,将发动机故障设计成一个个可控的故障元素,随时再现故障现场,进行故障演示与现场的故障诊断.同时实现全教室同时进行检测同一发动机的同一故障.利用网络技术及远程桌面,还可多教室共享实验系统.

3）理实一体化.将本课程内容分成如下29个专题,进行专题式教学.对每个专题都是理论与实践的小组合,每项专题的组合达到“一次性记忆”的效果,防止“炒冷饭现象”[3].这样符合大脑记忆规律,也遵循了遗忘曲线规律.

4）技能牵引式教学模式的效果分析.通过理论形象化、实践现场化和理实一体化这三条途径来实施这一教学模式.提高了教学质量、缩短了教学时间；提高了任职教育的针对性和有效性；降低了入学门槛,减轻了教员教学难度；提高了教研水平,推动了教学软硬件建设.通过近三年的统计数据显示,理论教学效果提高了11.11%,实践教学效果提高了26.98%.而且,减少了理论课上对具体实践知识的抽象分析,减少了实践课前对理论知识的重复回顾.教学时间减少了约33%.

5课程教学评价与考核

5.1教学活动信息反馈形式与渠道

信息反馈形式与渠道主要有：开课前下队和召开教学联席会,全面了解学兵的基本情况及前期课程学习情况；课程教学中期召开教学联系会,及时把握调整教学方法手段；课程结束后召开总结性教学联席会,全面掌握本课程的教学效果,进行必要的总结经验教训；课间休息期间与学兵交流,与课代表实时贪心交流反馈；通过完成平时作业、随堂测验实时了解学兵对知识点的把握情况；通过辅导答疑个别了解；实习课上提问交流；与队干交流等.

5.2课程评价策略

课程教学评价以课程标准知识、能力、素质标准为依据.课程教学期间,课内以随堂作业,课堂提问,平时测验,实习测评等形式作为形成性评价；课程结束考试作为总结性评价；课外以大作业和日常表现等形式作为参考性评价.

5.3课程考核方式

理论测试40%；实习测评30%（实习操作20%和实习报告10%）；表现评价（随堂测试10%、平时作业10%、大作业5%和日常表现5%）.