混合式教學模式下《軌道車輛檢測與故障診斷技術》教學改革探討

祁亞運 鄭國峰 陳兆瑋 崔曉璐

摘要：《軌道車輛檢測與故障診斷技術》是軌道交通車輛方向的專業(yè)核心課程，在目前我國軌道車輛行業(yè)發(fā)展智能運維的背景下，針對課程教學中存在的教學內容滯后、學生學習效果不佳、掌握深度不夠等問題，通過采用混合式教學方法，建立基于智能運維的案例庫，課前增加學習通線上學習，課中進行重難點講解和案例講解，課后在線上進行總結和思考，進一步提升課程效果，改進教學方法，結合OBE教學的培養(yǎng)理念，為培養(yǎng)新一代創(chuàng)新型人才提供思路。

關鍵詞：故障檢測 線上線下 混合式教學 教學改革

Exploring the Teaching Reform of Rail Vehicle Inspection and Fault Diagnosis Technology under Hybrid Teaching Mode

QI Yayun? ZHENG Guofeng ?CHEN Zhaowei? CUI Xiaolu

^?（School of Mechatronics & Vehicle Engineering， Chongqing Jiaotong University， Chongqing， 400074 China）

Abstract： TheRail Vehicle Inspection and Fault Diagnosis Technologyis a professional core course in the direction of rail transportation vehicles， in the context of the current development of intelligent operation and maintenance in China's rail vehicle industry. To address the problems of lagging teaching content， poor learning effect and insufficient mastery depth of students in the course teaching; by adopting a hybrid teaching method， establishing a case library based on intelligent operation and maintenance， increasing the study pass online learning before class， explaining important and difficult points and cases during class， and summarizing and thinking online after class. Further enhance the effectiveness of the course， improve teaching methods， combine the cultivation concept of OBE teaching， and provide ideas for cultivating a new generation of innovative talents.

Key Words： Fault Detection; Online and Offline; Hybrid Teaching; Teaching Reform（1. 《軌道車輛檢測與故障診斷技術》教改的意義

2020年8月，國鐵集團發(fā)布了《新時代交通強國鐵路先行規(guī)劃綱要》，其中指出到2035年，全國鐵路網(wǎng)達到20萬km左右，其中高鐵7萬km左右。20萬人口以上城市實現(xiàn)鐵路覆蓋，其中50萬人口以上城市高鐵通達。智能高鐵率先建成，智慧鐵路加快實現(xiàn)。全國1、2、3小時高鐵出行圈和全國1、2、3天快貨物流圈全面形成。隨著我國軌道交通的蓬勃發(fā)展，軌道交通車輛構造這門課程對于構建車輛工程專業(yè)學生的基本知識體系具有重要影響。軌道車輛的設計、生產(chǎn)制造、運營維護、設備故障診斷、檢修都是建立在對掌握車輛構造的基礎之上的，因此加強車輛工程專業(yè)學生對于軌道車輛故障診斷知識的掌握具有重要的意義。同時想要提高學生在車輛設計的創(chuàng)新能力，需要進一步加強對軌道車輛檢測與故障診斷知識的掌握。掌握故障機理，進一步改進軌道車輛的設計。

《軌道車輛檢測與故障診斷技術》作為一門面向大四本科生開設的課程，要求學生在掌握了基本的軌道車輛構造的基礎知識之后，還需要具備一定的相關電力電子和檢測的基礎知識，主要包括軌道車輛構造、數(shù)電模電、單片機等課程基礎知識，以及相應的數(shù)學知識，如高等數(shù)學、線性代數(shù)、數(shù)值計算等。但學生基礎相對薄弱，不能有效掌握本課程知識，因此需要對教學內容和方法進行相應的改進^[1-3]。目前由于現(xiàn)場軌道車輛故障復雜、機理不明確，出現(xiàn)了各類難以解決的問題，只停留在理論教學和課堂教學是遠遠不夠的。同時，隨著目前檢測技術的發(fā)展，講授內容有一定的滯后，同時一些內容并未與軌道車輛密切結合。以教師為核心的灌輸式教學，學生參與度也比較低，教學效果不佳。對于軌道車輛故障診斷技術這樣復雜的問題，需要合理改進教學模式，使學生對其有更深一步的認識，以提高學生解決現(xiàn)場復雜的車輛軌道運維問題的能力。

2.教學內容與方法的改進

2.1 教學內容改革

軌道車輛檢測與故障診斷技術主要包括經(jīng)典的檢測技術和軌道車輛常見的故障診斷兩部分內容。課程中主要是理論部分，包括原理性的傳感器技術和檢測技術，描述相對較淺，且課時較短，很多內容無法展開講述。另外，對于目前軌道車輛運營部門所提倡的智能運維部分的內容不足，無法貼合實踐。因此，應對《軌道車輛檢測與故障診斷技術》這門課程的教學內容進行適當改革，以實現(xiàn)教學培養(yǎng)目標。

針對這門課程講述內容滯后的問題，需要貫徹基本教學內容，并結合現(xiàn)代技術發(fā)展熱點。教材經(jīng)過編寫、校訂和出版等一系列環(huán)節(jié)，再經(jīng)過多年教學使用，其內容必然存在滯后性。因此，教學中不應被教材束縛住手腳，而要對技術熱點、標準更替進行適時補充。以教材內容為課程講授的主線，圍繞各章具體內容合理增加當前技術發(fā)展熱點，如介紹傳感器時，依據(jù)我國的智能動車組、運維機器人、重載車輛狀態(tài)修等軌道車輛領域正在開展的研究和應用熱點來講述。

建立基于課程思路和結合現(xiàn)場的檢測案例庫，如圖1所示，分別對應線路檢測和車輛檢測部分。對應不同的檢測部分分為10個案例庫。

2.2 混合式教學改革的措施和實踐

目前的教學方式主要是傳統(tǒng)的PPT課程教學和板書公式推導，教學效果不佳，后排學生也不易看清?；贠BE理念的學生培養(yǎng)模式，是需要培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力，因此在實際教學中需要利用多元化手段提高教學效果^[4-5]?！盾壍儡囕v檢測與故障診斷技術》混合式教學流程如圖2所示。

首先，利用多元化的教學軟件學習通等增加課前的自學和主動學習內容，傳統(tǒng)課堂的課件都共享在學習通上，并布置相應的小作業(yè)考核課前的掌握情況，對于相關的檢測技術對應的學習視頻都存放在學習通上，打破課時少、內容無法擴展的困局。

其次，在課堂上針對學習通中反映出的課件學習的重難點知識進行進一步的講解，例如傅里葉變換等信號處理方法，以及一些傳感器知識的原理等。同時課堂教學開展案例的講解，對于案例庫中涉及的檢測技術以及與檢測相關的故障機理進一步明確。在案例的學習過程中明確需要用到的檢測技術，對于掌握不牢的基礎知識，進一步加強鞏固。此外，通過案例的學習，可提升學生學習的興趣，并掌握軌道車輛涉及的常見故障，如磨損、螺栓松動、疲勞裂紋、車門故障等。

最后，要以教學結果為導向^[6]，建立評估體系，及時評估學生的課堂和課后表現(xiàn)，并及時地改進教學內容和方法。通過課后對于案例的總結與反思，在已學知識的基礎上，針對案例中涉及的檢測技術提出自己的思路和想法，發(fā)揮創(chuàng)新性，達到基于OBE理念的培養(yǎng)思路和方式^[6]。

2.3基于混合式教學的課程考核思路

前期通過線上知識的自學進行評價，學生的學習效果根據(jù)后期的案例總結來進行評價。這一環(huán)節(jié)將過程評價和綜合評價相結合，強調包括學生自評、小組互評和教師評價在內的多元化評價。其中，學生自評可以找到自身不足并改正，在下一個案例中引發(fā)積極思考;小組互評可充分培養(yǎng)學生的合作交流意識與能力;教師評價重點從學生對于知識的掌握、創(chuàng)新思路等角度去評價。

3. 結語

《軌道車輛檢測與故障診斷技術》是軌道交通專業(yè)的專業(yè)核心課程，本文通過對于《軌道車輛檢測與故障診斷技術》目前教學當中的問題和當前軌道交通發(fā)展背景下的課程需求出發(fā)，建立案例庫，采用混合式的教學方式，主要基于OBE理念的培養(yǎng)模式，增強與實際的結合，提高實踐能力和創(chuàng)新能力。教學中不斷吸收新的技術和內容，提升教學質量，改進教學方法，為我國軌道交通事業(yè)培養(yǎng)新一代創(chuàng)新型和復合型人才。

參考文獻[1] 周萌，曹政才，吳啟迪.新工科背景下基于“五位一體”的機器人技術教學改革研究[J].高等工程教育研究，2020（4）：66-70.

[2] 羅映紅.高校混合式教學模式構建與實踐探索[J].高教探索，2019（12）：48-55.