面向新工科的《汽車(chē)電器與電子技術(shù)》教學(xué)改革與實(shí)踐

羅頌榮 劉奇元 楊小高

湖南文理學(xué)院 湖南省常德市 415000

1 引言

新工科”成為了“當(dāng)今世界高等工程教育領(lǐng)域的中國(guó)智慧和中國(guó)方案”，也是“中國(guó)工程教育在新時(shí)代新作為的重要發(fā)力點(diǎn)”[1]。相對(duì)傳統(tǒng)工科，新工科需要的是工程實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高素質(zhì)復(fù)合型人才。目前，各高校以新工科建設(shè)為綜合改革的“催化劑”，主動(dòng)推進(jìn)高等工程教育的理念創(chuàng)新、專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新、組織創(chuàng)新，積極探索新工科人才培養(yǎng)模式，以“新工科”建設(shè)引領(lǐng)高等工程教育變革[2-3]。

作為教育部首批應(yīng)用型改革試點(diǎn)本科院校，我校以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向，開(kāi)設(shè)了汽車(chē)服務(wù)工程專(zhuān)業(yè)，旨在為汽車(chē)后市場(chǎng)培養(yǎng)“懂技術(shù)，會(huì)經(jīng)營(yíng)，善管理”、具有創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力的高級(jí)應(yīng)用型復(fù)合人才。同時(shí)，“一帶一路”戰(zhàn)略為我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展。在“一帶一路”戰(zhàn)略背景下，一些自主品牌汽車(chē)企業(yè)，如東風(fēng)、比亞迪、奇瑞、宇通客車(chē)等，紛紛以自主建廠、海外并購(gòu)和當(dāng)?shù)刂亟M等方法布局海外市場(chǎng)。因此，高校對(duì)汽車(chē)服務(wù)工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)展適應(yīng)“新工科”人才培養(yǎng)的課程改革勢(shì)在必行。《汽車(chē)電器與電子技術(shù)》是汽車(chē)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)核心課程；文獻(xiàn)[4]探討了面向新工科人才應(yīng)用能力、創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的汽車(chē)電器與電子技術(shù)課程教學(xué)改革，但很多具體內(nèi)容和措施還有待深入研究和實(shí)踐。以應(yīng)用型本科院校新工科人才培養(yǎng)為目標(biāo)，以學(xué)科交叉融合為焦點(diǎn)優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，以學(xué)生為中心創(chuàng)新教學(xué)模式，以“一帶一路”戰(zhàn)略下汽車(chē)產(chǎn)業(yè)海外發(fā)展人才需求為契機(jī)探索雙語(yǔ)教學(xué)，以多元評(píng)價(jià)改革考核評(píng)價(jià)模式，旨在培養(yǎng)學(xué)習(xí)創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新思維、錘煉學(xué)生工程實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，擴(kuò)展學(xué)生國(guó)際視野，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的全面。

2 現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題

《汽車(chē)電器與電子技術(shù)》是汽車(chē)服務(wù)工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)核心課程。它主要以汽車(chē)構(gòu)造、電工電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等為基礎(chǔ)，研究現(xiàn)代汽車(chē)電器、電子控制系統(tǒng)的構(gòu)造、原理、特性、檢測(cè)和使用維修等知識(shí)和技能。該課程大綱設(shè)置總共48個(gè)課時(shí)，其中理40課時(shí)，實(shí)驗(yàn)8課時(shí)。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式很難在有限的課時(shí)內(nèi)達(dá)到新工科人才培養(yǎng)要求。主要存在以下問(wèn)題：

（1）教學(xué)目標(biāo)不符合新工科要求，需要修訂教學(xué)目標(biāo)。傳統(tǒng)的教學(xué)方法主要是對(duì)教材知識(shí)點(diǎn)分章節(jié)講授，很多章節(jié)內(nèi)容相關(guān)性不大或者重復(fù)內(nèi)容多，很難滿足學(xué)科交叉融合教學(xué)需求，更談不上考慮對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需求。

（2）教學(xué)內(nèi)容雜而不新。為提高汽車(chē)的性能，帶給客戶(hù)最新體驗(yàn)，各大汽車(chē)廠商熱衷于將最新電子、信息、人工智能等“黑科技”應(yīng)用于新上市的產(chǎn)品中，現(xiàn)代汽車(chē)電子技術(shù)越來(lái)越智能化、網(wǎng)絡(luò)化。然而，教材往往落后于科技發(fā)展，導(dǎo)致傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容嚴(yán)重落后于工業(yè)實(shí)際應(yīng)用。

（3）從教學(xué)理念上，傳統(tǒng)的教學(xué)方法以教師講授為主，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，導(dǎo)致教學(xué)過(guò)程中學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性缺乏，很難有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維；同時(shí)，信息化教學(xué)手段應(yīng)用不夠，在課時(shí)有效的情況下，教師不得不刪減很多教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)效果很難保障。

（4）理論教學(xué)多，實(shí)踐教學(xué)少，而且實(shí)踐教學(xué)往往流于形式，學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦操作少，理論和實(shí)踐聯(lián)系不緊密。

（5）缺乏國(guó)際化教學(xué)思維與教學(xué)活動(dòng)，目前應(yīng)用型本科院校很少考慮對(duì)學(xué)生的國(guó)際化視野、國(guó)際交流能力的培養(yǎng)。

（6）工程訓(xùn)練少，導(dǎo)致很難學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)踐問(wèn)題的能力的培養(yǎng)不足。

（7）部分教師在授課過(guò)程中，課程思政意識(shí)淡薄或者思政教學(xué)能力不夠，不能充分發(fā)揮“三全育人”功能。

（8）課程考核評(píng)價(jià)方法單一，不利于真正考察學(xué)生對(duì)知識(shí)和技能的掌握程度，更不利于學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

3 總體方案

圍繞新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)，團(tuán)隊(duì)交流太、討論、反復(fù)論證后制訂了以下總體方案：首先通過(guò)學(xué)情分析，掌握學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)能力、個(gè)性品格等因素，結(jié)合新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)，課程特點(diǎn)，新科技發(fā)展以及產(chǎn)業(yè)人才需求，采用查閱文獻(xiàn)，到兄弟院?？疾煺{(diào)研等，確定符合我校特色與資源配備的新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)：包括理論知識(shí)、實(shí)踐應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力、國(guó)際交流與工作能力以及綜合素質(zhì)的培養(yǎng)目標(biāo)；然后，圍繞培養(yǎng)目標(biāo)，修訂教學(xué)大綱，具體設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)，并通過(guò)任務(wù)分解，從理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)方面對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)資源建設(shè)、考核評(píng)價(jià)模式等開(kāi)展教學(xué)改革研究，并應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐；隨后，根據(jù)學(xué)生成績(jī)考核結(jié)果以及學(xué)生對(duì)課程的評(píng)價(jià)，反饋修訂教學(xué)任務(wù)，調(diào)整和完善課程教學(xué)改革，最終形成適應(yīng)新工科人才培養(yǎng)的教學(xué)模式和經(jīng)驗(yàn)。

4 教學(xué)改革具體內(nèi)容與實(shí)施

4.1 修訂教學(xué)大綱

新工科需要應(yīng)用型、創(chuàng)新型、復(fù)合型高素質(zhì)工程科技人才，因此教學(xué)大綱中教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)和教學(xué)內(nèi)容的選取均應(yīng)符合新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)；在課時(shí)無(wú)法增加的情況下，首先將48學(xué)時(shí)分為三部分：理論教學(xué)32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)，工程訓(xùn)練8學(xué)時(shí)。將本課程與電工電子學(xué)課程排在同一一個(gè)學(xué)期，具體上課時(shí)間滯后電工電子學(xué)16學(xué)時(shí)，這樣在理論教學(xué)部分講授時(shí)，學(xué)生對(duì)相應(yīng)的電子學(xué)知識(shí)比較熟悉，課程進(jìn)度就可以加快很多。增加8學(xué)時(shí)的工程實(shí)訓(xùn)，實(shí)訓(xùn)教學(xué)，使學(xué)生能將多學(xué)科知識(shí)與本專(zhuān)業(yè)知識(shí)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，啟發(fā)創(chuàng)新思維，提升實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，初步具備在多學(xué)科背景下解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。

4.2 選取、增補(bǔ)教學(xué)內(nèi)容

《汽車(chē)電器與電子技術(shù)課程》具有多學(xué)科交叉融合特征。當(dāng)前，相對(duì)快速發(fā)展科學(xué)技術(shù)，教材中許多理論教學(xué)內(nèi)容較為陳舊，缺乏時(shí)代性；在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，使用傳統(tǒng)的典型案例較多，很少涉及新技術(shù)，教學(xué)內(nèi)容與人才市場(chǎng)需求脫節(jié)。所以教師要根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展前沿及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，以學(xué)科交叉融合為焦點(diǎn)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，略去陳舊的、重復(fù)的、相對(duì)簡(jiǎn)單的內(nèi)容，選取學(xué)科知識(shí)交叉融合度高的內(nèi)容做重點(diǎn)，及時(shí)引入汽車(chē)電子新技術(shù)[5]，增補(bǔ)蘊(yùn)含新理念、新技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容，體現(xiàn)行業(yè)需求，培養(yǎng)工程創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力、培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問(wèn)題的實(shí)踐應(yīng)用能力。比如；對(duì)很少使用的電器或電子控制裝置只做簡(jiǎn)略的介紹，增加電子控制制動(dòng)力分配，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向，電動(dòng)汽車(chē)的全時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)等內(nèi)容。另外，教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)需要擴(kuò)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主探索知識(shí)的課時(shí)比例，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，樹(shù)立終身學(xué)習(xí)理念，適應(yīng)新產(chǎn)業(yè)新經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

4.3 以學(xué)生為中心、融入課程思政改革教學(xué)方法

《汽車(chē)電器與電子技術(shù)》教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)多學(xué)科交叉融合的特征，內(nèi)容多、抽象難懂，而教學(xué)學(xué)時(shí)少，教學(xué)任務(wù)十分艱巨，傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方法不利于培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞男鹿た迫?，需要選取典型教學(xué)內(nèi)容，并有機(jī)地融入思政元素，精心制作教學(xué)資源，探索高效的教學(xué)方法。比如，為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效率，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力，啟發(fā)學(xué)生思維。為此，采用理論與實(shí)踐融合的線上線下混合式教學(xué)模式：教師根據(jù)教學(xué)需要，選取典型教學(xué)內(nèi)容，完成教學(xué)設(shè)計(jì)，并建設(shè)線上教學(xué)資源，安排合適的任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行線上自主學(xué)習(xí)；線下以學(xué)生為中心，將理論和實(shí)訓(xùn)融合開(kāi)展線下討論式、研究型教學(xué)。線上教學(xué)可以提高教學(xué)效率，線下理論和實(shí)訓(xùn)融合的討論式、研究型教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力；理論和實(shí)訓(xùn)融合在一個(gè)課堂，教師設(shè)計(jì)一些討論問(wèn)題，讓學(xué)生圍繞某一主題進(jìn)行討論，設(shè)計(jì)方案并用實(shí)訓(xùn)來(lái)驗(yàn)證方案，不但可以加深學(xué)生對(duì)理論的理解，而且理論與實(shí)踐緊密聯(lián)系可以培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。比如講授發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)系統(tǒng)，點(diǎn)火系統(tǒng)理論知識(shí)后，教師可將起動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)，點(diǎn)火系統(tǒng)檢測(cè)以項(xiàng)目的形式設(shè)計(jì)為討論主題，然后將學(xué)生分成若干小組，帶學(xué)生在實(shí)訓(xùn)室開(kāi)展討論式教學(xué)，各學(xué)習(xí)小組分頭設(shè)計(jì)檢測(cè)方案，并利用儀器儀表驗(yàn)證方案。在這個(gè)過(guò)程中，以學(xué)生為中心，鼓勵(lì)每一個(gè)學(xué)生參與其中，發(fā)表自己的觀點(diǎn)、提供解決方案，從而培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神，啟發(fā)創(chuàng)新思維以及分析問(wèn)題、解決復(fù)雜工程問(wèn)題的工程應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力。同時(shí)，教師要加強(qiáng)課程思政意識(shí)，一方面認(rèn)識(shí)到“立德樹(shù)人、德育為先”的重要性，另一方面加強(qiáng)中華傳統(tǒng)文化、思想政治理論等學(xué)習(xí)，提高思政教學(xué)能力，充分發(fā)揮“三全育人”功能。

4.4 利用虛實(shí)結(jié)合、校企合作創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)

實(shí)實(shí)踐教學(xué)是理論教學(xué)的重要補(bǔ)充。學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐的方式，更加深入地理解知識(shí)和創(chuàng)造知識(shí)，提升發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。然而，應(yīng)用型本科院校一般實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源短缺；而且往往忽略學(xué)生邏輯推理等思維能力的培養(yǎng)，輕視發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)。因此在新工科背景下必須對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和方法進(jìn)行改革，使學(xué)生具有多維度、多學(xué)科的知識(shí)以及綜合能力與素質(zhì)。在整合現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)資源的基礎(chǔ)上，構(gòu)建虛擬仿真平臺(tái)，彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源不足；教師應(yīng)本著“能實(shí)不虛，虛實(shí)結(jié)合”的原則開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，重點(diǎn)增開(kāi)綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，滿足新工科人才培養(yǎng)要求。同時(shí)，產(chǎn)教融合是提高新工科人才培養(yǎng)質(zhì)量的不可忽視的手段。學(xué)校應(yīng)創(chuàng)造機(jī)會(huì)，積極與相關(guān)產(chǎn)業(yè)單位開(kāi)展校企協(xié)同，聯(lián)合培養(yǎng)等產(chǎn)教融合模式，有目的將教學(xué)融入企業(yè)實(shí)際工程問(wèn)題，使學(xué)生獲得實(shí)際的實(shí)訓(xùn)體驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的工程適應(yīng)性，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。

4.5 探索雙語(yǔ)教學(xué)，擴(kuò)展學(xué)生國(guó)際視野和國(guó)際交流與工作能力

汽車(chē)服務(wù)工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)必須適應(yīng)我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)“一帶一路”海外布局與發(fā)展對(duì)人才的需求，因此針對(duì)我校學(xué)生實(shí)際情況，教學(xué)團(tuán)隊(duì)精選雙語(yǔ)教學(xué)內(nèi)容，建設(shè)教學(xué)資源，積極探索雙語(yǔ)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的國(guó)際視野、提高國(guó)際交流與工作能力，主動(dòng)適應(yīng)“一帶一路”戰(zhàn)略下汽車(chē)產(chǎn)業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)的需求。

4.6 建設(shè)數(shù)字教學(xué)資源

建設(shè)適應(yīng)新工科人才培養(yǎng)的數(shù)字教學(xué)資是教學(xué)活動(dòng)高效有序的根本保障。在教學(xué)團(tuán)隊(duì)反復(fù)討論交流后，精選了2-3種教材，重新優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，編寫(xiě)符合專(zhuān)業(yè)特色的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)指南，編寫(xiě)雙語(yǔ)教學(xué)講義。通過(guò)三年的努力，已建設(shè)有對(duì)應(yīng)的數(shù)字資源，包括講義、多媒體課件、視頻資料、習(xí)題解答，課外閱讀資料、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)資料，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)用軟件等。

4.7 積極推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)+信息化教學(xué)

“互聯(lián)網(wǎng)+”和教育信息化為新工科人才培養(yǎng)提供了新的手段。教師應(yīng)打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變教學(xué)角色，充分利用已開(kāi)發(fā)的數(shù)字化教學(xué)資源，合理設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，開(kāi)展互聯(lián)網(wǎng)+信息化教學(xué)，注重個(gè)性化教學(xué)，因材施教，激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)造力，以適應(yīng)“新工科”背景下對(duì)學(xué)生具備知識(shí)能力、技術(shù)能力、學(xué)術(shù)能力、社會(huì)能力和個(gè)人效能的發(fā)展要求[6]。

4.8 改革課程考核評(píng)價(jià)方式

采用多元化的考核評(píng)價(jià)方式，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過(guò)程評(píng)價(jià)，增加在線自主學(xué)習(xí)、課后查找閱讀資料，課堂討論與實(shí)訓(xùn)的成績(jī)?cè)诳偝煽?jī)中的占比；同時(shí)改變傳統(tǒng)的作業(yè)布置方式，教師設(shè)計(jì)2-3個(gè)主題，要求學(xué)生在查閱大量相關(guān)資料后的完成2-3篇論文，論文成績(jī)有學(xué)生互評(píng)和教師點(diǎn)評(píng)兩部分組成，其占比不小于總成績(jī)的20%。改革前課程評(píng)價(jià)為平時(shí)考勤作業(yè)成績(jī)占20%，實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)成績(jī)占10%，期末考試成績(jī)占70%，而改革后平時(shí)考勤作業(yè)成績(jī)占5%，實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)成績(jī)占15%，文獻(xiàn)查找和小論文占20%，課堂討論網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)占10%，期末考試占50%。通過(guò)這些考評(píng)方式的改革引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，積極思考，培養(yǎng)學(xué)生探索新知識(shí)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題等綜合素質(zhì)與能力。

5 教學(xué)改革效果和今后工作

目前，上述改革措施已經(jīng)實(shí)施了三個(gè)教學(xué)學(xué)年，進(jìn)行了兩次反饋修改，取得了初步改革效果。學(xué)生參與線上與線下討論積極性有很大的提高，約85%的同學(xué)全程參加交流討論。新的評(píng)價(jià)方式下，課程及格率98%；多次組隊(duì)參加工程訓(xùn)練、創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等學(xué)科競(jìng)賽，獲省級(jí)一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)5項(xiàng)；申請(qǐng)實(shí)用新型專(zhuān)利2項(xiàng)，軟著1項(xiàng)。 可見(jiàn)學(xué)生工程創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力得到了很大的鍛煉和提高。但是，目前雙語(yǔ)教學(xué)有欠缺，接下來(lái)應(yīng)積極探索如何開(kāi)發(fā)數(shù)字化教學(xué)資源，提高雙語(yǔ)教學(xué)水平，培養(yǎng)學(xué)生的國(guó)際視野、提高國(guó)際交流與工作能力。