以產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人為導(dǎo)向的“電動(dòng)汽車原理與設(shè)計(jì)”課程改革

尹燕莉　詹森　賈涵杰

摘 要：隨著新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展，高校教育與企業(yè)發(fā)展不協(xié)調(diào)，其主要表現(xiàn)為理論與實(shí)際相脫節(jié)、教學(xué)方法采用傳統(tǒng)灌輸式、高效的信息化學(xué)習(xí)平臺(tái)支撐缺乏等問(wèn)題。以教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人為導(dǎo)向，構(gòu)建校企深度融合的“電動(dòng)汽車原理與設(shè)計(jì)”課程改革方案。通過(guò)校企深度合作育人、混合式閉環(huán)教學(xué)模式、在線閉環(huán)式校企教學(xué)平臺(tái)等途徑，培養(yǎng)出具有工程應(yīng)用能力的高校學(xué)生，以期滿足新能源汽車企業(yè)人才需求。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車 課程改革

1 引言

在我國(guó)汽車企業(yè)向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的轉(zhuǎn)變過(guò)程中，高等工科教育與工業(yè)企業(yè)的改革發(fā)展之間的不協(xié)調(diào)成為一個(gè)至關(guān)重要、亟待解決的問(wèn)題，這種不協(xié)調(diào)集中表現(xiàn)在高校培養(yǎng)的工程人才不適應(yīng)工業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的需要[1]～[4]。出現(xiàn)這種尷尬局面的主要原因是我國(guó)的高等工科教育并沒(méi)有培養(yǎng)出大批具有一定創(chuàng)新能力的實(shí)用型、應(yīng)用型人才。這與我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)形成的較為封閉、單調(diào)的教育模式有關(guān)，與應(yīng)試教育培養(yǎng)模式有關(guān)，也與高等教育的教學(xué)方法等有關(guān)。因此，結(jié)合新能源汽車行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)單位需求人才要求相契合，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，開(kāi)展產(chǎn)教深度融合、理論與實(shí)踐混合閉環(huán)、現(xiàn)代化信息平臺(tái)共享等教學(xué)環(huán)節(jié)，從而為新能源汽車行業(yè)輸送高質(zhì)量?jī)?yōu)秀人才。

2 “電動(dòng)汽車原理與設(shè)計(jì)”課程存在的問(wèn)題

當(dāng)前汽車行業(yè)朝著“新四化”方向轉(zhuǎn)變，車輛工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)也發(fā)生了變革?！半妱?dòng)汽車原理與控制”課程是車輛工程（新能源汽車方向）專業(yè)的一門專業(yè)核心課程。本課程主要講授電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)和工作原理，車用電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，電動(dòng)汽車的組成、工作原理、能量管理控制策略和參數(shù)匹配設(shè)計(jì)等。本課程要求學(xué)生學(xué)習(xí)后，能夠綜合運(yùn)用電動(dòng)汽車的相關(guān)理論，構(gòu)建主要?jiǎng)恿Σ考臄?shù)值模型和動(dòng)力源能量分配的數(shù)學(xué)模型，基于專業(yè)軟件（MATLAB/Simulink、Advisor、Cruise）進(jìn)行整車性能仿真，解決電動(dòng)汽車參數(shù)匹配和控制策略制定的問(wèn)題。

目前，該課程在講授過(guò)程中存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

2.1 理論與實(shí)際脫節(jié)

①“電動(dòng)汽車原理與設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)模式和內(nèi)容不能與時(shí)俱進(jìn)、貼近實(shí)際工程和專業(yè)發(fā)展趨勢(shì)[5]。該課程教材理論知識(shí)更新速度，滯后于新能源汽車企業(yè)發(fā)展速度；市面上，尚未有對(duì)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)和工作原理，車用電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，電動(dòng)汽車的組成、工作原理、能量管理控制策略和參數(shù)匹配設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)講解的教材。授課教師需要整合大量相關(guān)教材和學(xué)術(shù)網(wǎng)絡(luò)資料，以更全面地對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行講授。同時(shí)，還將要在學(xué)時(shí)有限的情況下，把這些內(nèi)容詳細(xì)地講述給學(xué)生，授課教師也必須能夠更好地精煉課件的核心內(nèi)容，對(duì)學(xué)生前期已學(xué)內(nèi)容有清楚的了解，避免重復(fù)講解知識(shí)點(diǎn)。

②高校試驗(yàn)教學(xué)設(shè)備落后，教學(xué)實(shí)踐基地缺乏，專業(yè)教學(xué)長(zhǎng)期以來(lái)只重理論而輕實(shí)踐。授課教師主要采用ppt、板書(shū)和播放視頻方式進(jìn)行課程講解，學(xué)生對(duì)電動(dòng)汽車整車結(jié)構(gòu)和原理，仍不具有一定的感性認(rèn)識(shí)。同時(shí)，授課教師需要具有雙師型身份，才能夠更好地將理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，并通過(guò)企業(yè)工程應(yīng)用典型案例，增強(qiáng)學(xué)生工程應(yīng)用的能力。

2.2 傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)方法

課堂教學(xué)活動(dòng)以面對(duì)面教學(xué)為主，學(xué)生采用的是一種單一的記憶、接受、模仿的被動(dòng)學(xué)習(xí)方式[6]，一定程度上限制了學(xué)生的批判性思維、發(fā)散思維和創(chuàng)新思維[7]。雖然有課堂提問(wèn)、小組討論、課堂測(cè)驗(yàn)等課堂活動(dòng)，但課堂活動(dòng)的指導(dǎo)、監(jiān)督、反饋和評(píng)價(jià)需要花費(fèi)大量的時(shí)間，課堂活動(dòng)能夠覆蓋到的學(xué)生數(shù)量有限。同時(shí)，授課教師講課難度，主要參考了大多數(shù)同學(xué)的平均水平。那么，對(duì)于學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生，上課內(nèi)容消化較快，教師如何協(xié)調(diào)學(xué)生差異化帶來(lái)的問(wèn)題，也是目前高校亟需解決的。

2.3 缺乏高效的信息化學(xué)習(xí)平臺(tái)支撐

沒(méi)有高效的信息化學(xué)習(xí)平臺(tái)支撐[8]～[10]，導(dǎo)致課上和課外教學(xué)活動(dòng)無(wú)法高效開(kāi)展，低效的教學(xué)活動(dòng)增加了教師負(fù)擔(dān)，卻沒(méi)有取得良好教學(xué)效果。在課堂上講授新內(nèi)容時(shí)，由于學(xué)生處在剛剛開(kāi)始學(xué)習(xí)新內(nèi)容的階段，缺乏獨(dú)立思考，因此不能很好地開(kāi)展小組討論等活動(dòng)；在課后深入學(xué)習(xí)時(shí)，需要相互討論卻又沒(méi)有集中的場(chǎng)所和合適的時(shí)間。

同時(shí)，高校也存在使用不同教學(xué)平臺(tái)（學(xué)習(xí)通、雨課堂、騰訊會(huì)議、超星課堂、釘釘?shù)龋┑那闆r，學(xué)生一學(xué)期需要同時(shí)下載幾個(gè)軟件，才能滿足基本課程學(xué)習(xí)任務(wù)的要求。對(duì)于不同授課軟件之間的切換，也會(huì)給學(xué)生帶來(lái)操作上的諸多不便。

3 “電動(dòng)汽車原理與設(shè)計(jì)”課程存在問(wèn)題的分析

3.1 校企教學(xué)合作不足

當(dāng)前，高校教材編寫(xiě)人員大多以學(xué)校老師為主，未能充分地與企業(yè)專家進(jìn)行交流，不能深入思考企業(yè)與高校在某些知識(shí)點(diǎn)掌握程度上的定位，由此難于撰寫(xiě)出既有理論知識(shí)為基礎(chǔ)，也有工程案例來(lái)驗(yàn)證理論的高質(zhì)量教材。另外，高校與企業(yè)在教學(xué)實(shí)踐方面合作缺乏，未能充分利用企業(yè)現(xiàn)有資源，并參與到高校高質(zhì)量人才培養(yǎng)中。

3.2 教學(xué)方法單一化

針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的差異化，傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)方法，使得有的學(xué)生聽(tīng)不懂，有的學(xué)生又學(xué)而有余。那么，統(tǒng)一的教學(xué)內(nèi)容，單一的教學(xué)方法，會(huì)造成學(xué)生吸收效果較差。學(xué)生反饋給教師的信息是非常必要的，授課教師反思學(xué)生反饋意見(jiàn)，改進(jìn)教學(xué)方式，更好地促進(jìn)教與學(xué)的過(guò)程。

3.3 校企信息平臺(tái)不共享

高校信息平臺(tái)主要用于教師授課使用，缺乏與企業(yè)合作共享相關(guān)授課資源的問(wèn)題。同時(shí)，企業(yè)也未能有效地跟蹤高校在新能源領(lǐng)域教學(xué)和研究的步伐，二者需要搭建溝通的平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)相互交流合作。

通過(guò)教育部產(chǎn)學(xué)研合作協(xié)同育人平臺(tái)，高校和企業(yè)可以高效地交流合作。從而，能夠制定出企業(yè)與高校融合的“電動(dòng)汽車原理與設(shè)計(jì)”的理論課程體系，并深入地探索出該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)平臺(tái)等重要環(huán)節(jié)的改革，達(dá)到將學(xué)生培養(yǎng)成具有工程應(yīng)用能力的技術(shù)人才的目的。

4 教學(xué)改革方案

4.1 校企深度合作育人

依托校企實(shí)習(xí)基地，組織學(xué)生進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，并與資深工程師座談交流，了解企業(yè)文化、研發(fā)流程以及產(chǎn)品制造過(guò)程等。從而，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和開(kāi)拓學(xué)生的視野。針對(duì)課程的教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容，授課教師與資深工程師進(jìn)行深入地探討，完善和修訂教學(xué)資料，尤其需要增加企業(yè)工程項(xiàng)目案例，使其充分體現(xiàn)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)路徑。

在本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，實(shí)施新能源汽車企業(yè)導(dǎo)師與校內(nèi)導(dǎo)師聯(lián)合培養(yǎng)的模式。學(xué)生畢業(yè)實(shí)習(xí)在企業(yè)導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)內(nèi)完成，使其對(duì)汽車開(kāi)發(fā)流程等有初步地認(rèn)識(shí)，企業(yè)導(dǎo)師與校內(nèi)導(dǎo)師交流制定畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，該課題可充分考慮企業(yè)現(xiàn)有項(xiàng)目，在此基礎(chǔ)上，以校內(nèi)理論知識(shí)為框架，指導(dǎo)學(xué)生完成本科畢業(yè)論文。同時(shí)，企業(yè)導(dǎo)師參與到本科畢業(yè)開(kāi)題和答辯過(guò)程中，了解學(xué)生在不同階段的進(jìn)度情況，以形成反饋，從而對(duì)高校畢業(yè)論文階段考查過(guò)程有所了解。高校導(dǎo)師在指導(dǎo)過(guò)程中也參與到企業(yè)項(xiàng)目中，熟悉企業(yè)現(xiàn)有開(kāi)發(fā)技術(shù)，并應(yīng)用于教學(xué)和畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)中。校內(nèi)外導(dǎo)師相互交流，相互促進(jìn)，共同培養(yǎng)出新能源領(lǐng)域技術(shù)過(guò)硬的人才隊(duì)伍。

4.2 混合式閉環(huán)教學(xué)模式

混合式閉環(huán)教學(xué)模式分為基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的理論教學(xué)閉環(huán)模式、基于企業(yè)共享實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的理論與實(shí)踐教學(xué)閉環(huán)模式。

前者借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)把傳統(tǒng)課堂中完成的知識(shí)傳授過(guò)程提前至課前并由學(xué)生在線上自主完成，課堂線下教學(xué)則主要完成內(nèi)化知識(shí)、提高能力、融會(huì)貫通過(guò)程，線下講授后，通過(guò)線上習(xí)題庫(kù)測(cè)試學(xué)生學(xué)習(xí)效果，將結(jié)果自動(dòng)反饋給教師，教師根據(jù)反饋結(jié)果改進(jìn)教學(xué)方法，形成“線上自學(xué)-線下講授-線上測(cè)試-線上反饋-線下改進(jìn)”的理論與理論混合式閉環(huán)教學(xué)模式。

該教學(xué)模式打破傳統(tǒng)教學(xué)灌輸式的方法，讓學(xué)生與老師能夠不斷反饋信息，從而互相磨合，相互調(diào)整進(jìn)度和方法，使得兩者基本保持一致，教與學(xué)相輔相成。學(xué)生學(xué)習(xí)興趣濃厚，自覺(jué)性增強(qiáng)，教師上課輕松，互動(dòng)性強(qiáng)，整個(gè)課堂氛圍輕松愉快。在這樣的氛圍下，學(xué)生也愿意融入課堂學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)效果好。同時(shí)，也會(huì)使得學(xué)生們對(duì)本專業(yè)興趣和信心滿滿，為后期學(xué)習(xí)打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

后者借助企業(yè)共享實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，把難以理解的線下理論知識(shí)通過(guò)線上實(shí)際操作，使學(xué)生能夠深刻地理解原理內(nèi)涵，并能夠?qū)⑵潇`活運(yùn)用。同時(shí)，學(xué)生試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果將通過(guò)共享平臺(tái)發(fā)送給教師，教師根據(jù)反饋信息，了解學(xué)生掌握情況，并進(jìn)行個(gè)性化指導(dǎo)和教學(xué)方法改進(jìn)，形成“線上自學(xué)-線下講授-線上試驗(yàn)-線上反饋-線下改進(jìn)”的理論與實(shí)踐混合式閉環(huán)教學(xué)模式。

該實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式打破傳統(tǒng)的設(shè)備不能讓每個(gè)學(xué)生參與的問(wèn)題，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)生都可以獨(dú)自實(shí)踐完成實(shí)驗(yàn)，同時(shí)，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)根據(jù)每個(gè)學(xué)生完成情況，進(jìn)行學(xué)習(xí)效果評(píng)估，教師針對(duì)學(xué)習(xí)效果稍微差的學(xué)生，進(jìn)行再次輔導(dǎo)，直至其理解整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。學(xué)生獨(dú)自參與到實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)感性認(rèn)識(shí)，對(duì)理論知識(shí)有了更深刻地理解，這將為以后的工作和學(xué)習(xí)都奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

4.3 在線閉環(huán)式校企教學(xué)平臺(tái)

借助在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，打破傳統(tǒng)教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)線上線下混合式閉環(huán)教學(xué)模式。學(xué)生自學(xué)能夠完成的知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)課前視頻學(xué)習(xí)，線下講授難以理解的知識(shí)點(diǎn)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)習(xí)題庫(kù)功能進(jìn)行學(xué)習(xí)成果檢驗(yàn)。對(duì)于線下授課比較抽象的理論，可以通過(guò)企業(yè)共享實(shí)驗(yàn)平臺(tái)完成整個(gè)試驗(yàn)操作過(guò)程，理論與實(shí)踐相結(jié)合，能夠?qū)碚撝R(shí)理解地更加深刻。

理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)相融合，可以在一個(gè)平臺(tái)上完成課程的學(xué)習(xí)任務(wù)，而且有企業(yè)工程師和高校教師共同指導(dǎo)、答疑，會(huì)獲得不同角度的解釋，從而使得學(xué)生能夠更好地了解企業(yè)和高校區(qū)別。同時(shí)，企業(yè)工程師和高校教師可以通過(guò)平臺(tái)，開(kāi)展“電動(dòng)汽車原理與設(shè)計(jì)”課程對(duì)應(yīng)的頭腦風(fēng)暴等類似的交流、探討等活動(dòng)，豐富課程的內(nèi)容，開(kāi)闊了學(xué)生的視野，這使得學(xué)生對(duì)畢業(yè)后的職業(yè)規(guī)劃制定，做了充分地準(zhǔn)備。

5 結(jié)語(yǔ)

本文緊緊圍繞國(guó)家和重慶市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)新能源汽車人才培養(yǎng)的實(shí)際需求，結(jié)合高校教學(xué)中存在的理論與實(shí)際不符、單一的教學(xué)方法、低效的信息化學(xué)習(xí)平臺(tái)等問(wèn)題，通過(guò)教育部產(chǎn)學(xué)研合作協(xié)同育人平臺(tái)，提出基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的理論教學(xué)閉環(huán)模式和基于企業(yè)共享實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的理論、實(shí)踐教學(xué)閉環(huán)模式。此外，探索教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)平臺(tái)等重要環(huán)節(jié)的校企融合綜合改革，培養(yǎng)學(xué)生成為新能源企業(yè)所需的技術(shù)人才。

基金項(xiàng)目：2022年度重慶交通大學(xué)校級(jí)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目《基于“云共享實(shí)驗(yàn)室+學(xué)習(xí)通”平臺(tái)的“電動(dòng)汽車原理與設(shè)計(jì)”混合式閉環(huán)教學(xué)模式研究》 （項(xiàng)目編號(hào)-2203020）。

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