項目驅(qū)動與O2O融合構(gòu)建車輛工程專業(yè)課程教學(xué)體系

李昊

[ 摘 要 ] 將項目式教學(xué)模式與線上線下教學(xué)模式相結(jié)合，按照整體性原則構(gòu)建教師引導(dǎo)下學(xué)生自主獲取知識的車輛工程專業(yè)課程教學(xué)體系，將課程項目的能力目標(biāo)通過課堂教學(xué)、線上學(xué)習(xí)和實踐教學(xué)三個階段完成，并完成相應(yīng)的評價體系設(shè)置，提升教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)教學(xué)效果。項目式教學(xué)與O2O教學(xué)模式的融合，為學(xué)生提供更多的實踐學(xué)習(xí)課時，解決了課時不足的問題。同時，線上教學(xué)資源可以為實踐教學(xué)提供非固定、動態(tài)和具有良好交互性的虛擬仿真資源，加強(qiáng)了學(xué)生對專業(yè)知識的掌握。

[ 關(guān)鍵詞 ] 車輛工程；項目驅(qū)動；O2O；教學(xué)體系；融合

[ 中圖分類號 ] G642.4 [ 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 ] A [ 文章編號 ] 1005-4634（2018）04-0065-05

0 引言

汽車屬于復(fù)雜的機(jī)電產(chǎn)品。汽車的設(shè)計和制造涉及機(jī)械電子、能源化工、信息科學(xué)等多個學(xué)科，具有鮮明的多學(xué)科交叉融合特點?！吨袊嚬I(yè)發(fā)展年度報告（2016）》[ 1 ]指出中國在全球汽車制造業(yè)的市場份額已經(jīng)達(dá)到了28%，并成為了世界汽車制造大國。國家信息中心分析并指出，汽車產(chǎn)業(yè)與相關(guān)產(chǎn)業(yè)就業(yè)關(guān)系的比例為1：7，也就是說汽車工業(yè)中每增加一個就業(yè)崗位，就會帶動相關(guān)行業(yè)增加7個就業(yè)崗位，為汽車人才的培養(yǎng)提出了具體的需求。

隨著汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，汽車技術(shù)也在飛速地變革。新能源汽車、電動汽車、智能汽車已由最初的概念設(shè)計逐步成為了現(xiàn)實。2016年，中國新能源汽車產(chǎn)銷量已居世界第一位，特別是純電動汽車的產(chǎn)銷量分別達(dá)到41.7萬輛和40.9萬輛。汽車已經(jīng)由最初單純地依靠內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動，轉(zhuǎn)向混合動力驅(qū)動或純電力驅(qū)動形式。中國汽車工程學(xué)會2016年10月發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》[ 2 ]顯示，我國新能源汽車在“十三五”期間，年增長率達(dá)到了90.5%。在汽車制造材料發(fā)展的方面，以塑代鋼、輕型蜂窩材料、合金材料、3D打印等新材料新工藝成為了汽車制造材料發(fā)展的新趨勢。隨著德國“工業(yè)4.0”、中國制造2025和“互聯(lián)網(wǎng)+”概念的提出，大數(shù)據(jù)、云計算和移動互聯(lián)的迅速發(fā)展，汽車在智能化、網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展方面進(jìn)展迅速，融合先進(jìn)傳感設(shè)備和控制執(zhí)行設(shè)備的新型“車路感知智能網(wǎng)聯(lián)汽車”成為新一代汽車。

以上汽車工業(yè)的發(fā)展趨勢對車輛工程人才培養(yǎng)在模式和方法上提出了新要求，車輛工程領(lǐng)域人才的培養(yǎng)要符合這些趨勢和變革。作為機(jī)械工程學(xué)科下屬的二級學(xué)科，車輛工程專業(yè)要培養(yǎng)具備車輛工程領(lǐng)域設(shè)計理論、制造技能及應(yīng)用能力的專門人才，是典型的工程型專業(yè)。中國工程教育認(rèn)證協(xié)會最新推出的《工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》，對車輛工程學(xué)生提出了12條畢業(yè)能力指標(biāo)，這些能力指標(biāo)需要通過課堂教學(xué)、討論課、實驗和實踐教學(xué)來完成。認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)特別強(qiáng)調(diào)了學(xué)生要在多學(xué)科背景下的團(tuán)隊中承擔(dān)個體、團(tuán)隊以及負(fù)責(zé)人角色，同時還要求畢業(yè)生能夠針對復(fù)雜工程問題設(shè)計解決方案。汽車工業(yè)的特點要求高校培養(yǎng)的車輛工程技術(shù)人才需具備多學(xué)科的視野和不斷創(chuàng)新的能力。多學(xué)科交叉或跨學(xué)科開展科學(xué)研究以及協(xié)同創(chuàng)新的思想目前被越來越多的教育實踐者所接受，多學(xué)科的交叉融合更加適合車輛工程專業(yè)人才的培養(yǎng)。

近些年，我國車輛工程專業(yè)教育一直致力于課程教學(xué)改革工作中，在課程教學(xué)中采用了項目驅(qū)動、以賽促學(xué)、雙語教學(xué)等新的教學(xué)模式。但總體而言，車輛工程專業(yè)的教學(xué)還是以傳統(tǒng)的先課堂教學(xué)后社會實踐教學(xué)的單項教學(xué)模式為主。課程理論知識學(xué)習(xí)枯燥乏味時，對學(xué)生的吸引力會嚴(yán)重不足。因此，車輛工程專業(yè)課程教學(xué)方式與方法亟待改革。本文以燕山大學(xué)車輛工程專業(yè)為例，剖析在課程教學(xué)中存在的問題，嘗試提出對現(xiàn)有課程教學(xué)進(jìn)行改革的建議，對車輛工程專業(yè)課程教學(xué)體系改革進(jìn)行有益的探索，為地方院校車輛工程專業(yè)課程教學(xué)提供借鑒和參考。

1 項目驅(qū)動的教學(xué)體系

1.1 培養(yǎng)目標(biāo)分析

工程教育專業(yè)認(rèn)證對畢業(yè)生應(yīng)獲得的知識與能力給出了12條標(biāo)準(zhǔn)，包括工程知識、問題分析、設(shè)計（開發(fā)）解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具、工程與社會、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個人和團(tuán)隊、溝通、項目管理和終身學(xué)習(xí)。根據(jù)畢業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，燕山大學(xué)車輛工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)為：具備車輛工程學(xué)科基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基本技能，具有查找與閱讀國內(nèi)外科技文獻(xiàn)，并能結(jié)合所學(xué)知識分析車輛工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的能力，能夠選擇和使用先進(jìn)分析和實驗手段研究車輛工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題，能夠獨立設(shè)計復(fù)雜工程問題的解決方案，具有一定的創(chuàng)新意識，并能在設(shè)計中綜合考慮責(zé)任、安全、環(huán)境、文化、經(jīng)濟(jì)等因素，具有人文社會科學(xué)素養(yǎng)、社會責(zé)任感、團(tuán)隊合作精神、溝通能力以及組織管理能力，能與時俱進(jìn)自主學(xué)習(xí)，能夠在車輛工程領(lǐng)域中，在汽車設(shè)計、制造、及試驗等方面成為骨干力量的高級專門技術(shù)人才。畢業(yè)生畢業(yè)5年后，預(yù)期具備：（1）具備高尚的職業(yè)道德和科學(xué)素養(yǎng)；（2）能夠系統(tǒng)地運用專業(yè)知識解決車輛工程領(lǐng)域的復(fù)雜問題；（3）能夠具備終身學(xué)習(xí)的能力；（4）具有多學(xué)科背景下的團(tuán)隊工作能力；（5）具有一定的國際交流、合作和服務(wù)能力；（6）能夠在車輛工程或相關(guān)領(lǐng)域中從事科學(xué)研究能力。

以上的培養(yǎng)目標(biāo)是基于工程認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)來制定的。從整體上來看，培養(yǎng)體系更關(guān)注于學(xué)生解決問題的能力，特別是關(guān)注于解決“復(fù)雜工程問題的能力”。因此，研究要從“復(fù)雜工程問題”本身出發(fā)，來制定培養(yǎng)模式和培養(yǎng)方案。

1.2 車輛工程復(fù)雜問題的內(nèi)涵

將《華盛頓協(xié)議》和《中國工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》所定義的“復(fù)雜工程問題”進(jìn)行對照，如表1所示[ 3 ]。

由表1可見，《華盛頓協(xié)議》和《中國工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》所提出的復(fù)雜工程問題均涉及7個方面的內(nèi)容。其中，第一個方面“知識”是必須具備的一個特征，并要同時具備第2～7個特征中的部分或全部內(nèi)容。

以工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)制定的培養(yǎng)目標(biāo)，其核心是圍繞“解決車輛工程領(lǐng)域的復(fù)雜問題”[ 4，5 ]。車輛工程領(lǐng)域復(fù)雜問題是學(xué)生在畢業(yè)后從事車輛或運載工具設(shè)計、開發(fā)和制造過程中遇到的實際問題，這些問題均為“工程問題”，而非“技術(shù)問題”。也就是說，“問題”的特征并不是單一的技術(shù)復(fù)雜性，而是工程的復(fù)雜性。解決這些問題需要學(xué)生具備一定的工程能力，包含市場與競爭需求、社會因素、解決方案制定及技術(shù)開發(fā)，解決問題的過程更強(qiáng)調(diào)對已有技術(shù)在新方案中的復(fù)用。

按照上述對培養(yǎng)學(xué)生工程問題解決能力的要求，在車輛工程專業(yè)培養(yǎng)方案制定的過程中，學(xué)校單獨依靠單一或多門的技術(shù)課程和專業(yè)知識是無法達(dá)成培養(yǎng)目標(biāo)的，需要針對“復(fù)雜工程問題”專門設(shè)計相應(yīng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，而且在教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計的過程中，既要滿足工程問題所需的專業(yè)基礎(chǔ)知識，還要有針對性地設(shè)計教學(xué)項目以滿足解決工程問題過程中的各項能力需求。

1.3 項目式教學(xué)支撐能力

當(dāng)前，車輛工程專業(yè)課程體系的設(shè)置更注重課內(nèi)理論學(xué)習(xí)。學(xué)生由于實踐不足，教學(xué)方式仍以傳統(tǒng)的先課堂教學(xué)后實驗實踐為主。車輛工程專業(yè)課程體系中的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)總學(xué)時不足30%，依據(jù)車輛工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)要求，當(dāng)前的實踐教學(xué)難以實現(xiàn)學(xué)生工程能力和實際解決問題的能力。自2013年始，隨著OBE理念的引入和推廣，各校車輛工程專業(yè)開始開展項目式教學(xué)，不斷地加強(qiáng)學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，但與畢業(yè)生的能力要求相對比，目前的項目驅(qū)動教學(xué)還需要進(jìn)一步加強(qiáng)，這依然是車輛工程專業(yè)教學(xué)改革的重點。

根據(jù)解決“復(fù)雜工程問題”能力的要求，教學(xué)將“能力”劃分為交流與合作能力、社會意識和專業(yè)知識運用能力，利用研討式教學(xué)、課程項目（三級）、課程群項目（二級）和畢業(yè)設(shè)計（一級）來支撐這些能力，如圖1所示。

圖1所示的項目式教學(xué)，對于解決復(fù)雜問題能力的支撐貫穿整個學(xué)生培養(yǎng)的周期。這三個級別的項目屬于遞進(jìn)的關(guān)系，對于能力的支撐是從簡單的基本技能到動手能力再到實踐創(chuàng)新能力，最后達(dá)到解決“復(fù)雜工程問題”的綜合能力。研討式教學(xué)或者開設(shè)討論課的目的是引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注復(fù)雜工程問題，激發(fā)興趣發(fā)揮主觀能動性。各級課程項目按照分組方式進(jìn)行，提高學(xué)生的參與度和團(tuán)隊合作意識。

項目教學(xué)的考核和評價可采用多種手段。專業(yè)知識可以根據(jù)課程作業(yè)或者試卷考核完成；各級項目評價可以通過系統(tǒng)開發(fā)方案、研究報告完成；團(tuán)隊意識的評價可以采用項目設(shè)計方案展示及團(tuán)隊角色表現(xiàn)的形式。無論采用何種形式的評價手段，其重點在于考察學(xué)生在整個項目周期過程中的投入與能力提升的情況。必要時，針對綜合性強(qiáng)的項目，企業(yè)工程師可作為評價專家，比如畢業(yè)設(shè)計一級項目的評價。

2 O2O模式驅(qū)動復(fù)雜工程問題

項目驅(qū)動的教學(xué)模式是完成解決復(fù)雜工程問題能力培養(yǎng)的有效模式之一。但是，在實際的操作過程中，工程案例的設(shè)置是一個難題。用于培養(yǎng)學(xué)生能力的工程案例中所涵蓋的工程問題必須具備表1中的諸要素，而在實際的教學(xué)過程中，由于教師自身工程經(jīng)歷的限制往往達(dá)不到要求。這就需要教師尋找大量源于工程實踐的工程案例資料，這些資料包含設(shè)計方案、實驗數(shù)據(jù)和分析報告等。O2O（online to offline）這種線上線下混合教學(xué)模式為這一問題提供了很好的解決方案。2013年，MOOC大規(guī)模進(jìn)入國內(nèi)，以其大規(guī)模、在線和開放共享的理念成為當(dāng)今教育的一種新模式[ 4 ]。在車輛工程專業(yè)領(lǐng)域，清華大學(xué)的《發(fā)動機(jī)原理》、吉林大學(xué)的《汽車構(gòu)造》等課程已完成在線課程建設(shè)，并應(yīng)用到實際教學(xué)中?；ヂ?lián)網(wǎng)、云技術(shù)等先進(jìn)的信息工具，為學(xué)生提供便捷的教學(xué)資源。O2O教學(xué)模式鼓勵學(xué)生充分利用互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺和各類數(shù)據(jù)資源，獲取解決復(fù)雜工程問題所需的數(shù)據(jù)、信息和文獻(xiàn)。隨著高等教育信息化程度的不斷提高，利用互聯(lián)網(wǎng)開展教學(xué)活動已成為了一種新趨勢。

2.1 教學(xué)平臺的構(gòu)架

教學(xué)平臺的頂層設(shè)計是課程目標(biāo)分析，依據(jù)工程教育認(rèn)證的相關(guān)能力指標(biāo)建立課程教學(xué)目標(biāo)。以項目教學(xué)為驅(qū)動，在各個教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置不同的能力目標(biāo)用以達(dá)成課程教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)環(huán)節(jié)分為3個部分：課堂教學(xué)（offline）、MOOC平臺（online）、實踐教學(xué)（offline），教學(xué)平臺的整體構(gòu)架如圖2所示。

課程教學(xué)目標(biāo)的分析及分解可以通過教學(xué)內(nèi)容分析、教材分析、學(xué)生調(diào)查等方式進(jìn)行。將分解后的目標(biāo)分別布置到實踐教學(xué)、線上資源教學(xué)平臺和課堂教學(xué)中去。這個環(huán)節(jié)是整個課程教學(xué)體系的最頂層，準(zhǔn)確的課程目標(biāo)分析能夠保證教學(xué)活動的高效實施，也可以為構(gòu)建教學(xué)資源提供依據(jù)，合理的分析很大程度上決定了整體課程教學(xué)質(zhì)量的高低。

2.2 教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計

教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計是整個教學(xué)體系的核心內(nèi)容，也是教學(xué)活動的主體。本研究主要對上一環(huán)節(jié)細(xì)化分解后的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行實施。

1） 線上教學(xué)資源平臺構(gòu)建。線上教學(xué)平臺主要以MOOC教學(xué)平臺為核心，根據(jù)線上教學(xué)目標(biāo)開展資源整合工作。在線上教學(xué)活動中，學(xué)生是教學(xué)活動的主體。教師可以通過在線平臺發(fā)布教學(xué)資源，包括教學(xué)視頻、作業(yè)、課程項目資料等內(nèi)容。學(xué)生根據(jù)教師線上布置的內(nèi)容進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，在線與交流、在線作業(yè)等。在線上教學(xué)活動中，學(xué)生是教學(xué)活動的主體，教師更多的作用是引導(dǎo)學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)。目前，能夠用于布置線上教學(xué)平臺的軟件和應(yīng)用主要有雨課堂、藍(lán)墨云班課、超星學(xué)習(xí)通等智慧教學(xué)工具，其布置簡單，使用方便，無須專門的軟件編程能力就可以輕松應(yīng)用。線上平臺的構(gòu)架如圖3所示。

2） 線下教學(xué)平臺。線下教學(xué)平臺主要包括課堂教學(xué)、實踐（實驗）教學(xué)兩個部分。實踐教學(xué)采用項目驅(qū)動的方式進(jìn)行，通過構(gòu)建課程三級項目完成相應(yīng)的實踐教學(xué)目標(biāo)。課堂教學(xué)與線上教學(xué)相融合，面對面為學(xué)生梳理知識點，布置相關(guān)的作業(yè)任務(wù)。

影響課程教學(xué)吸引力的因素是多方面的，包括教學(xué)內(nèi)容本身的特點、學(xué)生學(xué)習(xí)努力的程度、教師在課程教學(xué)過程中的綜合表現(xiàn)等。鑒于此，學(xué)校一方面應(yīng)做好課程教學(xué)體系的頂層設(shè)計，采用虛擬仿真演示、模擬真實情境等多種有吸引力的形式展現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容；另一方面應(yīng)加強(qiáng)專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊的建設(shè)，提高車輛工程專業(yè)教師的整體素養(yǎng)，培養(yǎng)一批德才兼?zhèn)鋫€性特點鮮明的專業(yè)教學(xué)骨干，在教學(xué)中注重發(fā)揮教師的個人魅力，增強(qiáng)課程對學(xué)生的吸引力。除此之外，教師在課程教學(xué)中可以引入智慧教學(xué)工具，讓課堂“低頭一族”主動抬頭參與教學(xué)活動。

O2O教學(xué)模式是一種能夠充分利用遠(yuǎn)程教學(xué)優(yōu)勢，共建和共享優(yōu)秀課程資源，解決高校師資不足，方便學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)的教學(xué)方法。在國外，將其描述為：采用“恰當(dāng)”的技術(shù)手段，結(jié)合“良好”的學(xué)習(xí)個性，在“適合”的時空將“正確”的技能授予“適當(dāng)”的人。采用這種方式構(gòu)建的車輛工程專業(yè)教學(xué)模式，具有可操作性強(qiáng)、融合性好的特點。同時，隨著互聯(lián)網(wǎng)教育內(nèi)容的富媒體化，學(xué)習(xí)者可利用自主時間進(jìn)行學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)信息資源共享這種方式對教學(xué)活動產(chǎn)生的影響是革命性的，也是現(xiàn)代教學(xué)改革的必經(jīng)之路。

3 完善課程評價體系

根據(jù)評價目的不同，課程評價分為診斷性評價、形成性評價和總結(jié)性評價。本研究結(jié)合多種評價模式，改革單一評價方式，形成更加客觀的評價體系。評價過程包含在線平臺學(xué)習(xí)過程中的作業(yè)成績、在線測試成績、在線討論成績；線下項目成績、課堂討論成績和課堂表現(xiàn)成績。評價結(jié)果用以評估學(xué)生在整個課程學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)效果和能力目標(biāo)達(dá)成情況。通過改革教學(xué)評價方式，全面客觀地對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果做出評價。一方面，給教師提供真實的、學(xué)生掌握知識能力的信息，為教師更好地開展教學(xué)提供依據(jù)；另一方面，學(xué)生根據(jù)評價反饋意見能夠更好地改進(jìn)自己的學(xué)習(xí)，從而提高教學(xué)質(zhì)量教師，具體實施方案如下。

1） 線上自主學(xué)習(xí)評價。利用現(xiàn)有的MOOC軟件資源，結(jié)合學(xué)生線上資源的利用程度，如線上課程學(xué)習(xí)時間、線上交流討論情況、線上作業(yè)完成情況、線上項目資料利用情況給出相應(yīng)的評價等級。線上作業(yè)和測試一般以客觀題為主，重點考察學(xué)生線上學(xué)習(xí)效果及學(xué)習(xí)的態(tài)度。

2） 線下學(xué)習(xí)評價。用以評價學(xué)生課程試卷考試情況、項目完成情況、實驗完成情況。其中，試卷考試以主觀題目為主，客觀題一般不超過30%。重點評價學(xué)生對理論知識的掌握情況。項目評價重點評價學(xué)生查閱資料的分析能力、方案論證能力、團(tuán)隊溝通及表達(dá)能力。

4 實施情況及總結(jié)

在車輛工程專業(yè)的《創(chuàng)新訓(xùn)練》和《發(fā)動機(jī)原理》課程中，應(yīng)用O2O融合教學(xué)模式，經(jīng)過一輪課程的應(yīng)用取得了初步的效果。學(xué)生通過線上學(xué)習(xí)，更為深入地掌握了專業(yè)理論知識，開拓了專業(yè)視野。在實踐教學(xué)方面，學(xué)生可以充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源。課程項目的相關(guān)資料如虛擬實驗課程等可以被更充分地共享，以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)資源對實踐教學(xué)的支撐。

當(dāng)前，社會對車輛工程專業(yè)畢業(yè)生的工程實踐能力、自主學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)新能力的要求日益提高。地方本科院校車輛工程專業(yè)應(yīng)加大教學(xué)改革力度，在教學(xué)模式、課程評價體系等方面進(jìn)行有益的探索，充分利用好線上、線下教學(xué)資源，培養(yǎng)更加適合時代發(fā)展要求的車輛工程技術(shù)人才。

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Abstract Combining the project-based teaching method with the online-offline teaching mode， according to the principle of integrity， a teaching system for vehicle engineering courses that teachers guide students to acquire knowledge independently is constructed. By means of the traditional classroom teaching， online learning and practical teaching， the ability of the course is achieved. The corresponding evaluation system is set up to improve the teaching quality and effectiveness. The project-based teaching method is fused with O2O teaching mode， students are provided with more practical learning classes. And the problem of insufficient class hours is solved. At the same time， online teaching resources can provide non-fixed， dynamic and interactive virtual simulation resources for practical teaching， and the comprehension of professional knowledge is promoted.

Keywords vehicle engineering； project-driven teaching method； O2O；teaching system； fuse