汽車車身控制課程教學(xué)效果探索

陳小龍

摘 要 汽車車身控制課程在工科院校中具有重要地位。根據(jù)幾年來為汽車電子專業(yè)的學(xué)生講授汽車車身控制課程的經(jīng)歷，本文在汽車車身控制教學(xué)如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的分析問題和解決問題的能力，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力等方面進(jìn)行了一些探索。

關(guān)鍵詞 汽車車身控制 ECU 傳感器

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Exploration in Teaching Effectiveness of Automobile Body Control

CHEN Xiaolong

（College of Electronic and Electrical Engineering， Shanghai University of Engineering Science， Shanghai 201620）

Abstract Automobile body control curriculum has an important role in engineering colleges. According to the experience of several years teaching of this course for automotive electronic major， this paper discusses on how to stimulate students' interest in learning this course， develop students' ability to analyze problems and solve problems， and improve their innovation ability.

Key words automobile body control； ECU； sensor

1 提高汽車車身控制課程的教學(xué)效果

汽車電子專業(yè)的學(xué)生需要在將來的工作中使用和設(shè)計(jì)ECU控制核心，熟悉汽車車身電控系統(tǒng)各個(gè)分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，傳感器和電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因此掌握汽車車身電控系統(tǒng)各個(gè)分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)是非常必要的。

汽車電子專業(yè)的學(xué)生除了有理論學(xué)習(xí)，一般還有實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)等。汽車車身控制課程有專門對(duì)應(yīng)的綜合實(shí)驗(yàn)，學(xué)生需要在2周的時(shí)間內(nèi)完成至少1個(gè)分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。對(duì)于汽車電子專業(yè)的學(xué)生，在汽車車身控制的理論教學(xué)中筆者主要采用了下列方法：

（1）板書教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合。理論學(xué)習(xí)是基礎(chǔ)，在講解了汽車車身電控系統(tǒng)某個(gè)分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和原理后，可以進(jìn)行一些專門的傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的介紹。汽車電子專業(yè)的學(xué)生對(duì)傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的原理一般比較熟悉，對(duì)ECU的設(shè)計(jì)比較陌生。汽車電子專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)過傳感器和汽車微特電機(jī)等課程，但對(duì)于控制理論的掌握弱于自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生。關(guān)于汽車車身電控系統(tǒng)的分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面，尤其注意讓學(xué)生掌握最基本的ECU設(shè)計(jì)技巧以及最基礎(chǔ)的C語言或匯編語言的編程。學(xué)生通過這一部分的學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)了將控制理論寫入ECU的技巧。

（2）在理論教學(xué)中融入一些新的電子產(chǎn)品的介紹。新的電子產(chǎn)品的介紹旨在幫助學(xué)生全面掌握當(dāng)前的嵌入式系統(tǒng)在電控系統(tǒng)中的應(yīng)用和發(fā)展，了解很多行業(yè)的嵌入式電控產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀，拓寬學(xué)生的視野。安排的內(nèi)容主要是汽車電控系統(tǒng)產(chǎn)品與其它相關(guān)的電子產(chǎn)品的對(duì)比與分析。主要介紹智能手機(jī)、無線路由器、高清播放器、機(jī)頂盒和MP4等電子產(chǎn)品的原理和現(xiàn)狀以及和相關(guān)的汽車電控分系統(tǒng)的比較與分析。學(xué)生從汽車電子領(lǐng)域以外的電子產(chǎn)品發(fā)展可以激發(fā)汽車電子相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)的思路和靈感，在思考和分析的過程中進(jìn)一步加深對(duì)汽車電控系統(tǒng)產(chǎn)品軟硬件設(shè)計(jì)的理解，更好地為汽車電子專業(yè)服務(wù)。汽車電子類專業(yè)的學(xué)生一般具有較好的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，通過理論學(xué)習(xí)結(jié)合實(shí)際的產(chǎn)品，能夠使學(xué)生較好地掌握汽車車身電控系統(tǒng)分系統(tǒng)原理及其應(yīng)用，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。

（3）采用教師口述為主，PPT播放和視頻播放為輔的教學(xué)方法。汽車電子專業(yè)的外教一般都采用這種方法，一些經(jīng)典的關(guān)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程視頻的片段被廣大的學(xué)生所接受和喜歡。在汽車車身控制的課程中，精心挑選的關(guān)于如何搭建CAN總線仿真實(shí)驗(yàn)視頻為學(xué)生喜歡和接受。學(xué)生普遍反映教師口述為主，視頻播放為輔的教學(xué)方法很適合在汽車車身控制的課程中。

（4）課堂提問也是一種很好的教學(xué)方法。教師的職責(zé)是讓更多的學(xué)生了解自己授課的內(nèi)容，所以課堂提問是一個(gè)好辦法。課堂提問主要針對(duì)學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)成績(jī)差的學(xué)生，讓這些學(xué)生能夠緊跟老師上課的內(nèi)容。另外，一些比較害羞的學(xué)生通過課堂提問也變得個(gè)性外向，踴躍地回答問題，達(dá)到了良好的效果。

對(duì)于汽車電子專業(yè)的學(xué)生，在汽車車身控制的課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)中筆者主要采用了下列方法：

（1）在教師機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示。因?yàn)樵O(shè)有綜合實(shí)驗(yàn)，所以在課堂上主要是利用Matlab搭建仿真環(huán)境，利用CANoe搭建CAN總線模擬環(huán)境，在Linux系統(tǒng)中熟悉嵌入式操作系統(tǒng)的重要命令。在課內(nèi)實(shí)驗(yàn)課堂上可以在教師機(jī)上安裝Matlab和CANoe以及Linux操作系統(tǒng)。教師指導(dǎo)學(xué)生在Matlab/Simulink中創(chuàng)建汽車車身電控分系統(tǒng)的模型仿真和輸入輸出特性演示。學(xué)生還可以在CAN oe中初步了（下轉(zhuǎn)第150頁）（上接第85頁）解CAN總線的特性和仿真，了解CAN報(bào)文的格式和CAN通信的特點(diǎn)和分析。教師指導(dǎo)學(xué)生在教師機(jī)上安裝VirtualBox虛擬機(jī)，在VirtualBox虛擬機(jī)中安裝特定的Linux系統(tǒng)。在Linux系統(tǒng)的終端方式下演示文件的建立、編輯和保存，然后進(jìn)行編譯?？梢允炀氄莆誈CC編譯器和arm-linux-gcc編譯器的安裝和使用。在課堂演示中，可以選擇gdb跟蹤執(zhí)行。跟蹤執(zhí)行可以跟蹤程序執(zhí)行的每步，觀察程序運(yùn)行狀態(tài)。與單步執(zhí)行不同的是，跟蹤可以跟蹤到函數(shù)或過程的內(nèi)部，而單步執(zhí)行則不跟蹤到程序內(nèi)部。在通過跟蹤執(zhí)行時(shí)，可以將表達(dá)式加入觀察窗口中，以便隨時(shí)察看，也可以將當(dāng)前寄存器放入觀察窗口，以方便隨時(shí)察看。還可以修改當(dāng)前寄存器值。在程序執(zhí)行時(shí)，可以用這種方法，把寄存器值改為你所指定的值，從而觀察程序在此值時(shí)運(yùn)行的結(jié)果。通過演示，學(xué)生可以較容易地理解匯編語言和C語言在嵌入式電控系統(tǒng)ECU中的使用。

（2）督促學(xué)生分組在教師機(jī)上完成實(shí)驗(yàn)。學(xué)生理解清楚老師在教師機(jī)上的演示后學(xué)生需要分組在教師機(jī)或自己的筆記本電腦上調(diào)試相關(guān)內(nèi)容，發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，首先鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立地調(diào)試和排查相應(yīng)的錯(cuò)誤。如果學(xué)生長(zhǎng)時(shí)間解決不了程序錯(cuò)誤時(shí)，老師幫助學(xué)生排查錯(cuò)誤，并示范給其他同學(xué)看，以便所有的學(xué)生了解系統(tǒng)排查錯(cuò)誤的技巧。

（3）改變考查方式?？荚嚦煽?jī)由三部分組成：期末考試占60%、平時(shí)成績(jī)（答疑、課堂提問、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)）占40%。而課內(nèi)實(shí)驗(yàn)課作業(yè)中，有一部分就是要求學(xué)生學(xué)會(huì)演示實(shí)驗(yàn)后，用作業(yè)方式作出相應(yīng)的記錄。學(xué)生對(duì)汽車電控分系統(tǒng)的理解和掌握程度有了較大的提高。

2 培養(yǎng)學(xué)生分析項(xiàng)目和完成項(xiàng)目的興趣和能力

汽車電子專業(yè)不僅需要將自動(dòng)控制理論應(yīng)用到汽車電控系統(tǒng)中，需要傳感器和電機(jī)在電控系統(tǒng)中的使用，還需要設(shè)計(jì)好汽車電控的核心ECU。在汽車車身控制的授課過程中，老師會(huì)提出一些汽車電控的實(shí)際的科研項(xiàng)目，讓學(xué)生分組討論。每組的同學(xué)在一起思考和分析該項(xiàng)目，給出項(xiàng)目的可行性計(jì)劃，項(xiàng)目實(shí)施的具體方案，項(xiàng)目可以分解成多少模塊，模塊的概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)，每個(gè)模塊涉及到的汽車車身控制分系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)以及整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)度計(jì)劃。學(xué)生在汽車車身控制分系統(tǒng)的相關(guān)項(xiàng)目分析中學(xué)到了很多技術(shù)知識(shí)和項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)，提高了分析項(xiàng)目和完成項(xiàng)目的興趣和能力。汽車電子專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)完汽車車身控制的課程后，在求職面試時(shí)通常因?yàn)樗麄兂錾慕徊鎸I(yè)的技術(shù)能力輕易地征服用人單位。

3 結(jié)束語

要學(xué)好汽車車身控制，除了掌握必要的理論知識(shí)，實(shí)踐也非常重要。本文探討了如何充分利用多種教學(xué)手段，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固和消化課堂上所學(xué)知識(shí)，掌握汽車車身控制應(yīng)用技術(shù)，同時(shí)又培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，造就綜合型、創(chuàng)新型、復(fù)合型人才。

本文授校內(nèi)涵建設(shè)項(xiàng)目“基于CAN/LIN混合協(xié)議的汽車電氣控制總線技術(shù)研究”（項(xiàng)目編號(hào)：B-8932-13-0138）資助

參考文獻(xiàn)

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