新工科背景下“車輛工程專業(yè)”實驗教學(xué)體系優(yōu)化

牛文莉，馬躍林，崔立堃，施紹寧，梁 楊

(陜西理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，陜西 漢中 723000)

0 引言

我國是一個制造業(yè)大國，汽車工業(yè)是我國的支柱制造產(chǎn)業(yè)，是在許多相關(guān)聯(lián)的工業(yè)和先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的綜合性產(chǎn)業(yè)。中國汽車產(chǎn)銷量早在2009年已躍居世界第一，在國民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要的地位。車輛工程專業(yè)作為汽車工業(yè)的人才基地，承擔(dān)著相應(yīng)的重要角色。

新工科建設(shè)的六大理念是：問產(chǎn)業(yè)需求建專業(yè)，問技術(shù)發(fā)展改內(nèi)容，問學(xué)校主體推改革，問學(xué)生志趣變方法，問內(nèi)外資源創(chuàng)條件，問國際前沿立標(biāo)準(zhǔn)。

陜西理工大學(xué)車輛工程專業(yè)2014年獲批招生，是在2003年獲批的熱能與動力工程專業(yè)(汽車工程方向)的基礎(chǔ)上成立的，先后經(jīng)過十多年時間的建設(shè)和發(fā)展，從硬件到軟件都已經(jīng)形成一定規(guī)模。

1 陜西理工大學(xué)車輛工程專業(yè)實驗教學(xué)概況

目前，陜西理工大學(xué)車輛工程專業(yè)有實驗室建筑面積920 m2，教學(xué)儀器設(shè)備總價值370余萬元。車輛工程專業(yè)實驗?zāi)壳胺?類：專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課實驗和專業(yè)實驗?zāi)K課，含有實驗的課程共有15門，開設(shè)實驗學(xué)時220 h。專業(yè)基礎(chǔ)課有7門含實驗共130 h，專業(yè)課有6門含實驗共52 h。

2 車輛工程專業(yè)實驗課程設(shè)置優(yōu)缺點分析

車輛工程專業(yè)所開設(shè)實驗項目和實驗內(nèi)容是依據(jù)理論課程內(nèi)容進(jìn)行實驗設(shè)定，多為基礎(chǔ)驗證性實驗，并且教學(xué)大綱固定，學(xué)生沒有根據(jù)興趣愛好進(jìn)行選擇的余地，對本專業(yè)全部學(xué)生來說沒有區(qū)別，忽視了學(xué)生的主觀意愿，這與以學(xué)生為中心的專業(yè)認(rèn)證核心思想不相一致，已經(jīng)無法滿足對學(xué)生綜合創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)的需求。

3 國際工程教育專業(yè)認(rèn)證體系要求

國際工程教育專業(yè)認(rèn)證體系，圍繞學(xué)生的畢業(yè)要求和指標(biāo)點導(dǎo)向教學(xué)，使用這套體系，加入華盛頓協(xié)議，意味著我國與其他國家學(xué)歷互認(rèn)，中國的工程專業(yè)工程師就可以走出國門，成為被外國認(rèn)可的工程師?；凇皩W(xué)習(xí)產(chǎn)出”的工程教育理念(Outcome-Based Education，OBE)，中國工程教育認(rèn)證協(xié)會提出了工程教育專業(yè)認(rèn)證的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，強(qiáng)調(diào)3個中心理念：產(chǎn)出導(dǎo)向的課程設(shè)計、學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn)的質(zhì)量保障體系。持續(xù)改進(jìn)是《華盛頓協(xié)議》工程教育專業(yè)認(rèn)證工作的核心理念和重要環(huán)節(jié)之一[1]。

高等教育應(yīng)該“以學(xué)生為中心”，采用新工科和專業(yè)認(rèn)證理念共同引領(lǐng)校園專業(yè)建設(shè)，在人才培育計劃、課程建造、監(jiān)控體系等方面進(jìn)行積極探究、實踐和創(chuàng)新。

以學(xué)生為中心，充分發(fā)揮學(xué)生在教育教學(xué)活動中的主體作用；充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，以人才培養(yǎng)成效為導(dǎo)向，讓學(xué)生主動地有目的地投入學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力、實踐動手能力和開拓創(chuàng)新能力；同時，建立持續(xù)的糾錯改進(jìn)機(jī)制，對教學(xué)過程進(jìn)行全程監(jiān)控對教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行全面評價，并通過反饋機(jī)制進(jìn)行及時改進(jìn)，從而達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)，并持續(xù)有效改進(jìn)的良性循環(huán)，使得培養(yǎng)對象更加適應(yīng)汽車電動化新時代背景下的人才需求[2]。為陜西理工大學(xué)車輛工程專業(yè)進(jìn)行國際工程教育專業(yè)認(rèn)證，實現(xiàn)從以學(xué)科為導(dǎo)向向以經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向轉(zhuǎn)變，同時考慮學(xué)生發(fā)展志趣，建立滿足行業(yè)發(fā)展需要的實踐課程資源，探索一條適應(yīng)國家新工科相關(guān)新能源汽車產(chǎn)業(yè)專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的有效路徑[3]。

4 針對專業(yè)認(rèn)證背景下“車輛工程專業(yè)”的實驗教學(xué)體系實踐與改革

針對目前專業(yè)認(rèn)證的要求，必須從教學(xué)觀念、教學(xué)模式、開放實驗以及各類大賽著手，深化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革與創(chuàng)新。為了體現(xiàn)以學(xué)生為中心的理念，需要對專業(yè)實驗進(jìn)行改革，讓學(xué)生根據(jù)自身特長和興趣愛好，在現(xiàn)有實驗項目范圍內(nèi)有選擇權(quán)，只要達(dá)到大綱規(guī)定的學(xué)時和學(xué)分即可。

4.1 教學(xué)觀念思考：教學(xué)大綱嚴(yán)格死板

傳統(tǒng)教學(xué)觀念比較死板，緊緊圍繞教學(xué)大綱實施教學(xué)任務(wù)，這樣做規(guī)范了教學(xué)秩序，但也使得教學(xué)觀念有所束縛。教學(xué)大綱是教學(xué)的依據(jù)文件，制定時應(yīng)具有一定的靈活性，讓學(xué)生和教師在教學(xué)過程中有一定的可選擇性，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生學(xué)習(xí)主動性提高了，學(xué)習(xí)質(zhì)量自然也得到了充分保障。

4.2 改革教學(xué)模式：實驗項目實行選修制

在以學(xué)生為中心理念思想指導(dǎo)下，可將現(xiàn)有專業(yè)實驗?zāi)K課分成兩個大類供學(xué)生自主選擇：傳統(tǒng)汽車技術(shù)體系，新能源汽車技術(shù)體系。這兩個大類只是提供參考，具體的實驗項目可任意選修，從而充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，達(dá)到提高實踐教學(xué)質(zhì)量的目的。

傳統(tǒng)汽車技術(shù)體系：在由傳統(tǒng)汽車發(fā)動機(jī)、底盤、變速器及電器系統(tǒng)為主的傳統(tǒng)汽車實踐教學(xué)體系基礎(chǔ)上，結(jié)合目前最新發(fā)展起來的新能源汽車電工電子控制相關(guān)技術(shù)知識，使現(xiàn)有實踐教學(xué)課程體系更趨完善，以達(dá)到教學(xué)內(nèi)容連貫、學(xué)習(xí)知識系統(tǒng)，全方位鍛煉學(xué)生分析、解決問題的能力，提升科研興趣及團(tuán)隊協(xié)作能力，促進(jìn)跨學(xué)科交流，讓學(xué)生既能對傳統(tǒng)汽車技術(shù)知識熟練掌握，又豐富了新能源與智能汽車技術(shù)相關(guān)的前沿知識，使學(xué)生的專業(yè)水平和視野得到進(jìn)一步擴(kuò)寬。

新能源汽車技術(shù)體系：充分利用車輛實驗室近兩年新進(jìn)的混合動力汽車系統(tǒng)、純電動汽車系統(tǒng)實驗平臺，新能源汽車技術(shù)平臺、新能源汽車電機(jī)性能實驗平臺等實驗儀器設(shè)備，使學(xué)生對混合動力汽車技術(shù)的動力電池、電機(jī)控制器系統(tǒng)及其混合動力驅(qū)動耦合系統(tǒng)有充分了解和認(rèn)識，對純電動汽車電池管理系統(tǒng)，主要部件構(gòu)造及工作原理，電機(jī)工作性能測試方法等知識加深理解和研究，并對新能源汽車發(fā)展方向-智能汽車最新技術(shù)也有所涉獵。

本專業(yè)通識教育共有12門課，756 h(必修38學(xué)分，選修6學(xué)分)；專業(yè)教育30門課，1 370 h(必修60學(xué)分，選修23.5學(xué)分)；綜合實踐(必修41.5學(xué)分，選修6學(xué)分)。實驗課可開出實驗項目共計62學(xué)時，每14學(xué)時為1學(xué)分，每生修夠3學(xué)分即可完成專業(yè)實驗教學(xué)要求。

4.3 鼓勵學(xué)生參與開放實驗項目

積極開發(fā)新的實驗項目，以開放實驗項目的形式向?qū)W生開放，并以課外學(xué)分作為突破口，進(jìn)一步吸引學(xué)生積極主動進(jìn)入實驗室。充分利用實驗中心新進(jìn)設(shè)備，開發(fā)分析研究型綜合實驗項目，并作為開放實驗項目向?qū)W生開放，鼓勵學(xué)生參與開放實驗項目，完成實驗項目內(nèi)容任務(wù)，并形成實驗報告作為成果，也可以引導(dǎo)學(xué)生發(fā)表論文和專利，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)術(shù)研究精神。學(xué)生達(dá)到開放實驗學(xué)時要求并提交實驗報告，即可獲得相應(yīng)的課外學(xué)分。

4.4 充分利用虛擬仿真實驗項目

車輛工程專業(yè)由于其自身的特殊性，車輛的一些測試性實驗需要專業(yè)的設(shè)備、場地和跑道，這給專業(yè)的發(fā)展帶來了挑戰(zhàn)和發(fā)展瓶頸。為了彌補(bǔ)這方面的不足，可以利用機(jī)械學(xué)院虛擬仿真實驗教學(xué)中心平臺機(jī)械補(bǔ)充，讓學(xué)生在虛擬仿真平臺上進(jìn)行一些現(xiàn)有實驗條件無法滿足的實驗，從而使這方面的實驗內(nèi)容得到補(bǔ)充和加強(qiáng)。

學(xué)生遠(yuǎn)程參與虛擬仿真實驗，自主選擇虛擬仿真實驗項目，完成實驗任務(wù)，達(dá)到12學(xué)時并提交實驗報告，即可獲得課外學(xué)分1分。

4.5 引導(dǎo)學(xué)生積極參加各類大賽

各類大賽是促進(jìn)各高校工程實踐教學(xué)改革以及學(xué)生工程素質(zhì)培養(yǎng)的重要載體。在工訓(xùn)大賽與工程素質(zhì)培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，積極推行“以賽帶課”“以課帶學(xué)”“以學(xué)助賽”的三位一體的“干中學(xué)”人才培養(yǎng)模式，鼓勵和加強(qiáng)創(chuàng)新實踐活動，以開放性綜合實驗項目和參加各類大賽項目為依托，逐步培養(yǎng)和引導(dǎo)學(xué)生對汽車新技術(shù)的興趣。在進(jìn)行實踐環(huán)節(jié)設(shè)置時，根據(jù)傳統(tǒng)汽車和新能源汽車側(cè)重點的不同，對實踐內(nèi)容進(jìn)行合理調(diào)配[4]。

在本學(xué)院組織新能源汽車硬件項目的開發(fā)，開展校級汽車節(jié)能大賽，鼓勵不同學(xué)科背景學(xué)生共同組建各類競賽團(tuán)隊，積極參加全國無碳小車大賽，中國大學(xué)生電動方程式大賽及中國大學(xué)生無人駕駛方程式大賽，全國飛思卡爾智能車大賽，全國挑戰(zhàn)杯大學(xué)生競賽等全國性大賽。通過以上各類課題、競賽的實踐創(chuàng)新活動，提高學(xué)生實踐動手能力，培養(yǎng)分析解決實際問題能力，同時也增進(jìn)了學(xué)生的跨學(xué)科學(xué)術(shù)研究和交流。

4.6 建立畢業(yè)生反饋機(jī)制

校外評價是教學(xué)改進(jìn)中很重要的一環(huán)，主要包括往屆畢業(yè)生和用人單位。每次修訂培養(yǎng)方案時，以座談、問卷調(diào)查的形式向用人單位征求意見和建議。評價內(nèi)容可包含：對車輛工程專業(yè)畢業(yè)要求的認(rèn)同度、培養(yǎng)目標(biāo)的認(rèn)同度、畢業(yè)生基礎(chǔ)與專業(yè)知識能力、畢業(yè)生工程設(shè)計與工程實踐能力、本專業(yè)課程設(shè)置等[5]。通過畢業(yè)生和用人單位的反饋，并在教學(xué)中進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，進(jìn)一步提高學(xué)生的培養(yǎng)水平。

5 實驗教學(xué)改革創(chuàng)新及難點

(1)實驗教學(xué)內(nèi)容模式：把固定統(tǒng)一的實驗項目向多元化轉(zhuǎn)變，把呆板固定的實驗教學(xué)模式向?qū)W生自主選擇實驗項目轉(zhuǎn)變，這與教學(xué)大綱及教務(wù)處的管理會產(chǎn)生沖突，需要職能部門予以政策支持。

(2)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)：學(xué)生自主選擇的教學(xué)模式，體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的專業(yè)認(rèn)證核心思想，但同樣也給實驗教學(xué)的具體實施帶來了挑戰(zhàn)，由于學(xué)生人數(shù)和實驗項目較多，增加了學(xué)生選課和教師排課的難度。

(3)實驗成績評定方式：實驗成績評定方式采用學(xué)術(shù)論文新模式，讓學(xué)生將每個實驗項目實驗數(shù)據(jù)及結(jié)論匯總在一個報告里，并讓學(xué)生通過實驗對理論知識、實驗項目設(shè)定、實驗儀器及方法提出自己的觀點。

6 結(jié)語

通過對車輛工程專業(yè)實踐體系的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式進(jìn)行改革創(chuàng)新，更大地提高了學(xué)生對實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的興趣，最大限度地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，進(jìn)一步完善了實踐教學(xué)的保障體系，改進(jìn)和提高了實踐教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)基本的工程素養(yǎng)，使“以學(xué)生為中心”的專業(yè)認(rèn)證核心思想得到充分踐行。