基于畢業(yè)要求達成的車輛工程專業(yè)實踐課程體系反向設(shè)計

張志勇　劉志強　杜榮華

摘 要 在工程教育專業(yè)認證背景下，本科教學應(yīng)突出應(yīng)用性和實踐性的原則，制定的培養(yǎng)目標必須符合當前社會需求，培養(yǎng)目標不僅包括學生畢業(yè)時的要求，還應(yīng)能反映學生畢業(yè)后5年左右在社會與專業(yè)領(lǐng)域預期能夠取得的成就。開展以畢業(yè)要求達成為目標的實踐課程體系反向設(shè)計研究，積極探索并構(gòu)建適合專業(yè)人才培養(yǎng)目標需要的實踐課程體系，科學、客觀地設(shè)置實踐課程，確保能實現(xiàn)培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求的充分達成。

關(guān)鍵詞 專業(yè)認證 畢業(yè)要求 車輛工程 實踐課程體系 反向設(shè)計

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.12.021

Abstract Under the program accreditation background of the engineering education， the undergraduate teaching should highlight the principle of the application and practice. At the same time， the training objectives development must meet the current social needs， and the training objectives not only include the requirements when students graduate， but also reflects the expected achievement success in the social and professional field after students graduated 5 years. The education reform of the reverse design research for the practice curriculum system based on graduation requirements， and actively explore and to build a practical teaching system for the demands of professional personnel training， and scientifically and objectively set the practical curriculum system， which can ensure the training objectives and the graduation requirements are fully realized.

Key words program accreditation； graduation requirement； vehicle engineering； practical course system； reverse design

0 前言

目前，我國普通高等學校的工科在校生約 700 萬人，居世界首位。①但我國工程教育目前普遍存在著工程實踐教育嚴重不足，畢業(yè)生難以滿足企業(yè)的用人要求等問題。主要表現(xiàn)為：工科專業(yè)課程體系相對陳舊；學生的工程實踐訓練相對缺乏；教師隊伍普遍缺乏工程經(jīng)歷；工程專業(yè)畢業(yè)生普遍缺乏團隊協(xié)作能力、有效的人際交流能力等現(xiàn)代工程能力。②據(jù)世界經(jīng)濟論壇《2012-2013 年度全球競爭力報告》顯示，美國 81% 的工程專業(yè)畢業(yè)生能夠立刻勝任工作，而中國只有 10% ，這說明我國高等教育存在與社會需求相脫節(jié)、學生實踐能力薄弱等問題。工程教育認證通過引入第三方機構(gòu)對相關(guān)專業(yè)進行認證，可有效提高學校教育教學質(zhì)量，縮小高校培養(yǎng)目標與用人單位需求之間的距離，其作用正日益受到政府、高等院校和企業(yè)的重視。③

為確保畢業(yè)生質(zhì)量，工程教育專業(yè)認證提出了10條通用畢業(yè)要求，認證專業(yè)必須通過評價證明所培養(yǎng)的學生達到這些畢業(yè)要求，確保畢業(yè)生質(zhì)量。就目前我國的工程教育現(xiàn)狀，畢業(yè)要求的達成主要是通過合理設(shè)置理論課程系統(tǒng)和實踐課程體系得以實現(xiàn)，而其中實踐課程體系是不僅是理論聯(lián)系實際的重要環(huán)節(jié)，而且是訓練學生基本技能、全面提升專業(yè)素質(zhì)的重要途徑。本項目以我校車輛工程專業(yè)工程教育認證進入持續(xù)改進階段為背景，開展基于畢業(yè)要達成的實踐課程體系反向設(shè)計研究，對提高畢業(yè)生工程實踐能力和創(chuàng)新能力具有十分重要的意義。通過對已發(fā)表的文獻進行分析，當前的研究中還存在以下問題與不足，④⑤例如未在工程教育認證制度背景下，針對培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求探討課程體系的優(yōu)化問題。因此，在工程教育專業(yè)認證背景下，基于畢業(yè)要求達成對實踐課程體系進行反向設(shè)計是否有必要。

1 基于畢業(yè)要求達成的實踐教學活動的反向設(shè)計

1.1 基于培養(yǎng)目標的畢業(yè)要求反向設(shè)計

在工程教育專業(yè)認證背景下，應(yīng)突出應(yīng)用性和實踐性的原則，制定的培養(yǎng)目標必須符合當前社會需求，并能對未來發(fā)展有合理的預期，即培養(yǎng)目標不僅包括學生畢業(yè)時的要求，還應(yīng)能反映學生畢業(yè)后5年左右在社會與專業(yè)領(lǐng)域預期能夠取得的成就，因此有必要根據(jù)培養(yǎng)目標進行畢業(yè)要求的反向設(shè)計，步驟如下：首先根據(jù)培養(yǎng)目標分解出實踐能力，根據(jù)實踐能力對認證標準的通用畢業(yè)要求進行反向設(shè)計，提出畢業(yè)要求的指標點；然后再根據(jù)畢業(yè)要求的指標點對實踐教學活動進行反向設(shè)計。擬建立的培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、實踐課程體系之間的關(guān)系表。在此關(guān)系表中，通過實踐課程體系的實踐教學活動實現(xiàn)畢業(yè)要求的達成，最終實現(xiàn)車輛工程專業(yè)的培養(yǎng)目標。

1.2 實踐教學活動的反向設(shè)計

首先將我校車輛工程專業(yè)制定的11條畢業(yè)要求進行指標點分解，力求將宏觀、抽象的畢業(yè)要求具體化和具有針對性；然后根據(jù)指標點反向設(shè)計包括理論課程實驗、實踐課程、課外活動在內(nèi)的實踐教學活動；最后，為了考核畢業(yè)要求的達成度，制定相應(yīng)的考核方式、達成度評價周期，并形成記錄文檔。以畢業(yè)要求4的2個指標點為例進行說明，對于指標點——能熟練運用車輛工程基礎(chǔ)知識解決實際問題，反向設(shè)計的實踐教學活動為：理論課程實驗——汽車電控單元與接口技術(shù)、汽車理論、汽車試驗學；實踐課程——汽車設(shè)計課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計。對于指標點——熟悉現(xiàn)代汽車制造工藝流程和先進制造方法，反向設(shè)計的實踐教學活動為：論課程實驗——汽車制造工藝學；實踐課程——生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習；課外活動——挑戰(zhàn)杯、大學生方程式賽車競賽。采取的考核方式以提交報告和參加競賽為主，達成度評價周期定為整個本科學習期間，需形成的記錄文檔包括課程設(shè)計說明書、設(shè)計圖紙、畢業(yè)論文、實習報告、實驗報告、學科競賽獲獎等。

2 基于畢業(yè)要求達成的實踐課程體系結(jié)構(gòu)反向設(shè)計

2.1 構(gòu)建實踐課程體系與理論課程體系的新型關(guān)系

建立兩者之間的新型關(guān)系，是進行實踐課程體系調(diào)整的基礎(chǔ)。以畢業(yè)要求為核心，以課程體系為要求達成手段，構(gòu)建實踐課程體系與理論課程體系的關(guān)系結(jié)構(gòu)。其中課程實驗主要實現(xiàn)對理論課程知識點的實證，創(chuàng)新性課程實驗由對應(yīng)課程的多個理論知識點支撐，而綜合性實踐環(huán)節(jié)由多個理論課程支撐。在此關(guān)系中，實踐課程體系與理論課程體系為并行關(guān)系，并非傳統(tǒng)的實踐課程為理論課程服務(wù)的關(guān)系。為了確保畢業(yè)要求所體現(xiàn)的實踐能力有效達成，可調(diào)整理論課程的知識點，甚至配置相應(yīng)的理論課程。

2.2 實踐課程體系結(jié)構(gòu)的調(diào)整

工程教育專業(yè)認證制度下的畢業(yè)要求對畢業(yè)生的人文素質(zhì)、終身學習能力、團隊協(xié)作、國際視野等方面提出了新要求，因此有必要對原有的實踐課程體系需要進行調(diào)整，使新實踐課程體系能達成畢業(yè)要求新增加的指標點。以畢業(yè)生應(yīng)具有終身學習能力這一畢業(yè)要求為例，應(yīng)增加培養(yǎng)學生自學能力的實踐課程?；蚴窃谠袑嵺`課程增加相應(yīng)實踐內(nèi)容，例如在畢業(yè)設(shè)計中增加新知識的應(yīng)用內(nèi)容，通過自學提高學生自學能力。

3 基于畢業(yè)要求達成的實踐課程反向設(shè)計

3.1 基礎(chǔ)課程實驗反向設(shè)計

基礎(chǔ)課程實驗以促進掌握基本理論為目標，實驗內(nèi)容以基本理論的實證為主。根據(jù)課程教學大綱所定的知識點和畢業(yè)要求，反向設(shè)計課程實驗的項目和實驗內(nèi)容。以“大學物理實驗”課程為例說明如下：首先根據(jù)該課程教學大綱規(guī)定知識點情況確定需要的實驗項目；然后車輛工程專業(yè)的畢業(yè)要求2的指標點2（“能系統(tǒng)或過程進行數(shù)學建模，并達到適當?shù)恼_性和可用性”）設(shè)計實驗內(nèi)容。由于該指標點強調(diào)的是數(shù)學建模能力，因此針對“運動定律與力學中的守恒定律”知識點設(shè)計動量守恒定律驗證實驗的內(nèi)容時，應(yīng)通過建立動量守恒定律的數(shù)學模型進行定律驗證。

3.2 專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程實驗反向設(shè)計

基礎(chǔ)課程實驗以夯實專業(yè)基礎(chǔ)知識為目標，實驗內(nèi)容以汽車原理理解為主。根據(jù)汽車的重要組成子系統(tǒng)，確定課程實驗的項目，根據(jù)畢業(yè)要求反向設(shè)計課程實驗的內(nèi)容。以已實施的“汽車電控單元與接口技術(shù)”課程實驗為例說明。電機驅(qū)動系統(tǒng)是純電動汽車的重要系統(tǒng)，根據(jù)畢業(yè)要求4的指標點1、3和4，以及畢業(yè)要求7的指標點3（“綜合考慮環(huán)境、法律、倫理等影響因素的制約，能充分論述設(shè)計的合理性”），確定開設(shè)純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)實驗，反向設(shè)計實驗內(nèi)容包括驅(qū)電池管理、電機控制、行駛負載模擬三大部分。對于畢業(yè)要求4的指標點1——用于車輛工程基礎(chǔ)知識解決實際問題，反向設(shè)計思路為“驅(qū)動系統(tǒng)性能是保證純電動汽車動力學、經(jīng)濟性和續(xù)駛里程的關(guān)鍵，但目前仍有很多關(guān)鍵技術(shù)未得到解決”，反向設(shè)計的項目為驅(qū)動系統(tǒng)實驗。對于畢業(yè)要求4的指標點3——能應(yīng)用先進的機電一體化及電控技術(shù)，反向設(shè)計思路為“電機控制，SOC 預測、能量管理、充放電均衡是驅(qū)動系統(tǒng)的關(guān)鍵電控技術(shù)”，反向設(shè)計項目為電機控制實驗、電池管理實驗。對于畢業(yè)要求6的指標點3——綜合考慮環(huán)境、法律、倫理等影響因素的制約，能充分論述設(shè)計的合理性，反向設(shè)計思路為“目前國家對電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)實驗制定了相應(yīng)的行駛工況模擬方法，且驅(qū)動系統(tǒng)要求滿足“雙百”指標，即續(xù)駛里程超過100km，最高車速超過100km/h，以上需要考慮的因素必須進行行駛負載模擬實驗”，反向設(shè)計項目為行駛負載模擬實驗。

4 結(jié)論

在工程教育專業(yè)認證背景下，基于畢業(yè)要求達成對車輛工程專業(yè)實踐課程體系進行反向設(shè)計，首先根據(jù)培養(yǎng)目標進行畢業(yè)要求的反向設(shè)計，擬建立的培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、實踐課程體系之間的關(guān)系；然后基于畢業(yè)要求達成進行實踐課程體系結(jié)構(gòu)的反向設(shè)計，構(gòu)建實踐課程體系與理論課程體系的新型關(guān)系；最后基于畢業(yè)要求達成對基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的實驗進行反向設(shè)計。

論文資助項目：湖南省普通高等學校教學改革研究項目（湘教通[2014]247號），學生能力導向的機械類專業(yè)工程訓練改革與實踐，回歸工程實踐的機械類專業(yè)工程教育人才培養(yǎng)模式改革與實踐

注釋

① 張學洪，張軍，曾鴻鵠.工程教育認證制度背景下的環(huán)境工程專業(yè)本科教學改革啟示[J].中國大學教學，2011（6）：37-39.

② 羅衛(wèi)蘭，駱健，王海艷.基于專業(yè)認證的計算機專業(yè)課程體系改革[J].中國電力教育，2014（30）：54-55.

③ 畢家駒.中國工程專業(yè)認證正進入穩(wěn)步發(fā)展階段[J].高教發(fā)展與評估，2009（1）：1-5.

④ 吳建強，吳輝.面向工程教育的“電工學”課程建設(shè)與實踐[J].電氣電子教學學報，2010（s）：35-37.

⑤ 耿曉偉，劉劍.以專業(yè)認證為導向的安全工程專業(yè)人才培養(yǎng)[J].遼寧工程技術(shù)大學學報（社會科學版），2014.16（6）：646-648.