混合式教学模式下《轨道车辆检测与故障诊断技术》教学改革探讨

祁亚运 郑国峰 陈兆玮 崔晓璐

摘要：《轨道车辆检测与故障诊断技术》是轨道交通车辆方向的专业核心课程，在目前我国轨道车辆行业发展智能运维的背景下，针对课程教学中存在的教学内容滞后、学生学习效果不佳、掌握深度不够等问题，通过采用混合式教学方法，建立基于智能运维的案例库，课前增加学习通线上学习，课中进行重难点讲解和案例讲解，课后在线上进行总结和思考，进一步提升课程效果，改进教学方法，结合OBE教学的培养理念，为培养新一代创新型人才提供思路。

关键词：故障检测 线上线下 混合式教学 教学改革

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. 《轨道车辆检测与故障诊断技术》教改的意义

2020年8月，国铁集团发布了《新时代交通强国铁路先行规划纲要》，其中指出到2035年，全国铁路网达到20万km左右，其中高铁7万km左右。20万人口以上城市实现铁路覆盖，其中50万人口以上城市高铁通达。智能高铁率先建成，智慧铁路加快实现。全国1、2、3小时高铁出行圈和全国1、2、3天快货物流圈全面形成。随着我国轨道交通的蓬勃发展，轨道交通车辆构造这门课程对于构建车辆工程专业学生的基本知识体系具有重要影响。轨道车辆的设计、生产制造、运营维护、设备故障诊断、检修都是建立在对掌握车辆构造的基础之上的，因此加强车辆工程专业学生对于轨道车辆故障诊断知识的掌握具有重要的意义。同时想要提高学生在车辆设计的创新能力，需要进一步加强对轨道车辆检测与故障诊断知识的掌握。掌握故障机理，进一步改进轨道车辆的设计。

《轨道车辆检测与故障诊断技术》作为一门面向大四本科生开设的课程，要求学生在掌握了基本的轨道车辆构造的基础知识之后，还需要具备一定的相關电力电子和检测的基础知识，主要包括轨道车辆构造、数电模电、单片机等课程基础知识，以及相应的数学知识，如高等数学、线性代数、数值计算等。但学生基础相对薄弱，不能有效掌握本课程知识，因此需要对教学内容和方法进行相应的改进^[1-3]。目前由于现场轨道车辆故障复杂、机理不明确，出现了各类难以解决的问题，只停留在理论教学和课堂教学是远远不够的。同时，随着目前检测技术的发展，讲授内容有一定的滞后，同时一些内容并未与轨道车辆密切结合。以教师为核心的灌输式教学，学生参与度也比较低，教学效果不佳。对于轨道车辆故障诊断技术这样复杂的问题，需要合理改进教学模式，使学生对其有更深一步的认识，以提高学生解决现场复杂的车辆轨道运维问题的能力。

2.教学内容与方法的改进

2.1 教学内容改革

轨道车辆检测与故障诊断技术主要包括经典的检测技术和轨道车辆常见的故障诊断两部分内容。课程中主要是理论部分，包括原理性的传感器技术和检测技术，描述相对较浅，且课时较短，很多内容无法展开讲述。另外，对于目前轨道车辆运营部门所提倡的智能运维部分的内容不足，无法贴合实践。因此，应对《轨道车辆检测与故障诊断技术》这门课程的教学内容进行适当改革，以实现教学培养目标。

针对这门课程讲述内容滞后的问题，需要贯彻基本教学内容，并结合现代技术发展热点。教材经过编写、校订和出版等一系列环节，再经过多年教学使用，其内容必然存在滞后性。因此，教学中不应被教材束缚住手脚，而要对技术热点、标准更替进行适时补充。以教材内容为课程讲授的主线，围绕各章具体内容合理增加当前技术发展热点，如介绍传感器时，依据我国的智能动车组、运维机器人、重载车辆状态修等轨道车辆领域正在开展的研究和应用热点来讲述。

建立基于课程思路和结合现场的检测案例库，如图1所示，分别对应线路检测和车辆检测部分。对应不同的检测部分分为10个案例库。

2.2 混合式教学改革的措施和实践

目前的教学方式主要是传统的PPT课程教学和板书公式推导，教学效果不佳，后排学生也不易看清。基于OBE理念的学生培养模式，是需要培养学生解决复杂工程问题的能力，因此在实际教学中需要利用多元化手段提高教学效果^[4-5]。《轨道车辆检测与故障诊断技术》混合式教学流程如图2所示。

首先，利用多元化的教学软件学习通等增加课前的自学和主动学习内容，传统课堂的课件都共享在学习通上，并布置相应的小作业考核课前的掌握情况，对于相关的检测技术对应的学习视频都存放在学习通上，打破课时少、内容无法扩展的困局。

其次，在课堂上针对学习通中反映出的课件学习的重难点知识进行进一步的讲解，例如傅里叶变换等信号处理方法，以及一些传感器知识的原理等。同时课堂教学开展案例的讲解，对于案例库中涉及的检测技术以及与检测相关的故障机理进一步明确。在案例的学习过程中明确需要用到的检测技术，对于掌握不牢的基础知识，进一步加强巩固。此外，通过案例的学习，可提升学生学习的兴趣，并掌握轨道车辆涉及的常见故障，如磨损、螺栓松动、疲劳裂纹、车门故障等。

最后，要以教学结果为导向^[6]，建立评估体系，及时评估学生的课堂和课后表现，并及时地改进教学内容和方法。通过课后对于案例的总结与反思，在已学知识的基础上，针对案例中涉及的检测技术提出自己的思路和想法，发挥创新性，达到基于OBE理念的培养思路和方式^[6]。

2.3基于混合式教学的课程考核思路

前期通过线上知识的自学进行评价，学生的学习效果根据后期的案例总结来进行评价。这一环节将过程评价和综合评价相结合，强调包括学生自评、小组互评和教师评价在内的多元化评价。其中，学生自评可以找到自身不足并改正，在下一个案例中引发积极思考;小组互评可充分培养学生的合作交流意识与能力;教师评价重点从学生对于知识的掌握、创新思路等角度去评价。

3. 结语

《轨道车辆检测与故障诊断技术》是轨道交通专业的专業核心课程，本文通过对于《轨道车辆检测与故障诊断技术》目前教学当中的问题和当前轨道交通发展背景下的课程需求出发，建立案例库，采用混合式的教学方式，主要基于OBE理念的培养模式，增强与实际的结合，提高实践能力和创新能力。教学中不断吸收新的技术和内容，提升教学质量，改进教学方法，为我国轨道交通事业培养新一代创新型和复合型人才。

参考文献[1] 周萌，曹政才，吴启迪.新工科背景下基于“五位一体”的机器人技术教学改革研究[J].高等工程教育研究，2020（4）：66-70.

[2] 罗映红.高校混合式教学模式构建与实践探索[J].高教探索，2019（12）：48-55.