基于OBE教育理念的汽車電子課程改革探究與實(shí)踐

楊夫勇，韓 雪，張小兵，曹菊勇，邢彥鋒*

基于OBE教育理念的汽車電子課程改革探究與實(shí)踐

楊夫勇1，韓 雪2，張小兵1，曹菊勇1，邢彥鋒*1

（1.上海工程技術(shù)大學(xué) 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，上海 201620；2.上海煜人教育科技有限公司，上海 201601）

汽車電子涵蓋了車載汽車電子控制裝置以及車體汽車電子控制裝置，是車輛工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。汽車電子課程目前存在章節(jié)均課時(shí)少、內(nèi)容陳舊、內(nèi)容抽象性高等問題。文章基于成果導(dǎo)向教育（OBE）理念，探討了汽車電子培養(yǎng)目標(biāo)與考核機(jī)制、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及以研帶學(xué)等方面的改革思路，以達(dá)到增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)汽車電子興趣、提高學(xué)習(xí)質(zhì)量的目的。

OBE；汽車電子構(gòu)造；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法

現(xiàn)代汽車技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志是汽車電子化，隨著汽車電子化的不斷發(fā)展，汽車產(chǎn)業(yè)也隨之進(jìn)入了電子化的新時(shí)代[1]。電子技術(shù)在汽車領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用使得汽車電子在汽車上的作用顯得日益突出。與此同時(shí)，汽車電子在改善汽車的經(jīng)濟(jì)性，提高汽車舒適性等方面起到了非常重要的作用。汽車電子技術(shù)已成為推動汽車行業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)，極大地改善了汽車運(yùn)行的穩(wěn)定性及舒適性。通過本課程的學(xué)習(xí)有助于學(xué)生構(gòu)建寬泛全面、理論聯(lián)系實(shí)際、與時(shí)俱進(jìn)的知識體系。汽車電子課程主要包括汽車電源系統(tǒng)、汽車起動系統(tǒng)、汽車點(diǎn)火系統(tǒng)以及汽車照明與信號系統(tǒng)、儀表與顯示系統(tǒng)與電子控制系統(tǒng)等內(nèi)容。該課程的畢業(yè)要求及其指標(biāo)點(diǎn)如表1所示。

表1 畢業(yè)要求及其指標(biāo)點(diǎn)

畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn) 問題分析能運(yùn)用基本知識和原理，分析汽車零部件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品試驗(yàn)及質(zhì)量控制等過程的影響因素，證實(shí)方案的合理性 研究能夠根據(jù)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案構(gòu)建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，安全地開展實(shí)驗(yàn)，正確地采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 使用現(xiàn)代工具能夠運(yùn)用相關(guān)專業(yè)知識，實(shí)現(xiàn)車輛工程系統(tǒng)的開發(fā)、選擇或使用，并理解其局限性

傳統(tǒng)燃油汽車電子技術(shù)在當(dāng)前車輛工程專業(yè)的汽車電子課程培養(yǎng)體系中占據(jù)主導(dǎo)地位。然而，新能源汽車及其電子技術(shù)也有了長足發(fā)展與廣泛應(yīng)用。當(dāng)前的授課內(nèi)容并沒有涉及新能源汽車的汽車電子技術(shù)。本課程學(xué)習(xí)過程中既要完成培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感以及精益求精的大國工匠精神，開闊國際視野、探索前沿知識、科技報(bào)國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)?shù)挠四繕?biāo)，又要完成課程目標(biāo)。

1 汽車電子課程教學(xué)現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)設(shè)有汽車電子課程的高校在課程教學(xué)上多少存在一些問題，這問題因?yàn)楦鞲咝５娜瞬排囵B(yǎng)模式與定位高度、學(xué)生的基礎(chǔ)不同以及教師教學(xué)模式的不同而存在一定差異。但是，總體來說汽車電子課程的教學(xué)存在著以下主要問題。

1.1 章節(jié)均課時(shí)少

汽車電子主要使用的是上海工程技術(shù)大學(xué)汽車工程系主編的《汽車電氣與電子技術(shù)》教材。全書共9章230多頁，涵蓋了蓄電池、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器、起動系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、汽車照明與信號系統(tǒng)、電器儀器及顯示系統(tǒng)、電器裝置、空調(diào)系統(tǒng)以及汽車控制器局域網(wǎng)總線等內(nèi)容。該課程無論是章節(jié)還是內(nèi)容都非常多。按照該課程的教學(xué)要求，授課老師需要在32學(xué)時(shí)內(nèi)完成授課工作，平均每小時(shí)需要講授7頁內(nèi)容，平均每節(jié)內(nèi)容授課時(shí)間約為0.7小時(shí)；每章的平均授課時(shí)間為4小時(shí)，授課時(shí)間顯得格外緊迫。課程內(nèi)容多與課時(shí)不夠的矛盾非常突出，這就導(dǎo)致了在有限的時(shí)間內(nèi)無法全面且深入教授課程內(nèi)容。直接后果就是學(xué)生無法深入理解課程內(nèi)容、無法扎實(shí)掌握知識點(diǎn)，更加無法做到學(xué)以致用。

1.2 內(nèi)容陳舊

隨著我國汽車行業(yè)的高速發(fā)展，汽車產(chǎn)銷量也不斷增多，與此同時(shí)，人們對汽車電子產(chǎn)品的需求量也日益增大、對汽車電子的要求也越來越高。另外，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、5G通信、人工智能以及車聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)也在不斷高速發(fā)展，這些新興關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)逐漸開始應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，并將不斷促進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)尤其是汽車電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。新能源汽車高壓系統(tǒng)電壓轉(zhuǎn)換電路、電池充放電工作原理、新能源汽車電機(jī)驅(qū)動電路系統(tǒng)、新能源汽車控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速、電流及位置傳感器的認(rèn)知，這些技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用。然而，教學(xué)內(nèi)容在這些技術(shù)上的缺失已經(jīng)脫軌于成熟技術(shù)的不斷發(fā)展及應(yīng)用。所以，當(dāng)前汽車電子教學(xué)內(nèi)容較為陳舊，已經(jīng)明顯滯后于汽車電子技術(shù)的快速發(fā)展。工程教育專業(yè)認(rèn)證已成為工科院校教育改革的主流，陳舊的教學(xué)內(nèi)容使得學(xué)生無法學(xué)習(xí)到與時(shí)俱進(jìn)的汽車電子專業(yè)知識，很難調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性[2]，也很難培養(yǎng)符合現(xiàn)代汽車行業(yè)的復(fù)合型汽車人才。

1.3 內(nèi)容抽象性高

汽車電子課程要求學(xué)生掌握汽車電子各主要組成部分的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理。對于典型的汽車電子部件主要利用簡圖來展示其主要結(jié)構(gòu)與工作原理。汽車電子課程內(nèi)容涉及大量電路圖、電壓與電壓波形圖，這些圖紙具有相當(dāng)高的抽象性，造成了老師講解過程抽象、學(xué)生理解困難、記憶模糊，無法有效到達(dá)理論聯(lián)系實(shí)際的效果。另外，高度抽象的課程內(nèi)容不利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與創(chuàng)造性，導(dǎo)致學(xué)生在解決汽車電子的問題不能在扎實(shí)的汽車電子理論知識的指導(dǎo)下動手，不能形成正確的解決現(xiàn)代汽車電子問題的思維模式。

2 基于OBE教育理念的汽車電子課程改革措施

以學(xué)生能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的培養(yǎng)模式是現(xiàn)代高校工程教育發(fā)展的主要趨勢，這種趨勢是從原來以教師為中心的教學(xué)模式轉(zhuǎn)向以學(xué)生為中心[3]。本文基于成果導(dǎo)向教育（Outcome Based Education, OBE）理念，針對文中提出的汽車電子課程的主要問題，提出了相應(yīng)的課程改革措施。OBE是一種成果導(dǎo)向教育，其核心教育理念是實(shí)現(xiàn)教學(xué)的三個(gè)轉(zhuǎn)變：1）以教師為中心的教學(xué)方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的教學(xué)方式；2）教學(xué)由學(xué)科導(dǎo)向轉(zhuǎn)變?yōu)槟繕?biāo)導(dǎo)向；3）由質(zhì)量監(jiān)控向持續(xù)改進(jìn)轉(zhuǎn)變[4]。隨著國際工程教育專業(yè)認(rèn)證的推廣，越來越多的國家接受并踐行基于OBE的教育理念。所以，基于OBE改革也顯得愈發(fā)必要。

2.1 培養(yǎng)目標(biāo)與考核機(jī)制的有機(jī)融合

由于OBE是一種成果導(dǎo)向教育，所以培養(yǎng)目標(biāo)首先要明確學(xué)生的學(xué)習(xí)成果是什么？只有明確了要達(dá)到的學(xué)習(xí)成果，才能制定明確的培養(yǎng)目標(biāo)。汽車電子學(xué)科的培養(yǎng)目標(biāo)：1）掌握現(xiàn)代化汽車中電器設(shè)備，汽車蓄電池、發(fā)電機(jī)和調(diào)壓器、起動機(jī)、點(diǎn)火系主要元件、主要燈光顯示系統(tǒng)、主要儀表系統(tǒng)、主要車身設(shè)備、汽車空調(diào)、汽車電路的用途、基本構(gòu)造、工作原理與特性，以及使用與維修的基本知識；2）掌握汽車電子電路檢測診斷的工具、儀器的使用方法、掌握汽車電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、流程；3）掌握汽車電子電路設(shè)計(jì)分析軟件的應(yīng)用，具有設(shè)計(jì)簡單汽車電子電路系統(tǒng)的能力。

明確了培養(yǎng)目標(biāo)后，可重點(diǎn)講授基于培養(yǎng)目標(biāo)的課程內(nèi)容，這樣可以在有限的時(shí)間內(nèi)學(xué)到更多知識，可以解決內(nèi)容多、課時(shí)少的問題?；谂囵B(yǎng)目標(biāo)，制定合理有效的考核機(jī)制。學(xué)生的最終期末考試總成績除了包括期末卷面成績，還包括出勤率、課堂表現(xiàn)與平時(shí)作業(yè)三大部分?？己说哪康氖谴偈箤W(xué)生努力學(xué)習(xí)、達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)。為了激發(fā)與提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，課堂討論、翻轉(zhuǎn)課堂等應(yīng)當(dāng)應(yīng)用在教學(xué)過程中，在OBE理念的導(dǎo)向下學(xué)生積極建立學(xué)習(xí)小組進(jìn)行學(xué)習(xí)討論與翻轉(zhuǎn)課堂等，平時(shí)作業(yè)主要包括理論作業(yè)、案例總結(jié)與實(shí)踐報(bào)告等。根據(jù)討論與翻轉(zhuǎn)課堂的質(zhì)量、平時(shí)作業(yè)質(zhì)量來給學(xué)生相應(yīng)成績。

2.2 基于OBE 教育導(dǎo)向與“社會發(fā)展需要”的教材編寫改革

隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，汽車電子技術(shù)也與時(shí)俱進(jìn)地應(yīng)用到汽車領(lǐng)域。汽車電子課程的培養(yǎng)目的是通過相應(yīng)教學(xué)使學(xué)生能夠熟練掌握汽車電子相關(guān)知識，同時(shí)具備綜合運(yùn)用汽車電子理論知識來分析解決汽車電子問題的能力。教材編制改革也要基于OBE 教育理念[5]，教材的內(nèi)容、內(nèi)容多少、理論深度、實(shí)踐內(nèi)容、習(xí)題的廣度與深度等都要依據(jù)成果導(dǎo)向教育理念。汽車電子教材內(nèi)容的編制過程要綜合考慮以上各種因素的有機(jī)結(jié)合，要使課程內(nèi)容的設(shè)置滿足OBE 教育理念的要求。汽車電子課程內(nèi)容的編制要牢牢圍繞培養(yǎng)目標(biāo)，每一章、每一節(jié)的內(nèi)容都要在OBE 教育理念的指導(dǎo)下進(jìn)行編制，同時(shí)還要整體考慮每一章節(jié)的學(xué)時(shí)分配，即在整體上形成較為科學(xué)的學(xué)時(shí)結(jié)構(gòu)，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)達(dá)到完成課程目標(biāo)所規(guī)定的學(xué)習(xí)要求。

汽車電子的發(fā)展是社會發(fā)展需要的重要部分；汽車電子已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車電動化與智能化變革的重要因素；車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與無人駕駛技術(shù)的發(fā)展使汽車電子具備了廣闊的發(fā)展空間。另外，車載電子系統(tǒng)、車聯(lián)網(wǎng)、影像系統(tǒng)、車載導(dǎo)航以及車載娛樂系統(tǒng)已經(jīng)非常成熟，并廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代汽車中，然而我校的汽車電子課程嚴(yán)重缺失以上先進(jìn)技術(shù)的教學(xué)。汽車電子教材的編制也要基于社會發(fā)展的需求，社會發(fā)展的需求也是教育的重要導(dǎo)向，汽車電子課程內(nèi)容要依據(jù)社會發(fā)展需求選取教材內(nèi)容。

2.3 以研帶學(xué)

汽車電子主要以書本上的理論知識為主，這使得理論與實(shí)踐脫鉤。根據(jù)OBE教育理念，為了讓學(xué)生能夠全面、熟練且直觀地掌握汽車電子知識，除了在教材中增加相應(yīng)的時(shí)間環(huán)節(jié)外，學(xué)校應(yīng)與汽車電子相關(guān)企業(yè)進(jìn)行長期合作。一方面，授課老師能與企業(yè)開展研究合作，提升老師的科研能力與實(shí)踐能力，讓老師能夠及時(shí)了解汽車電子的最新發(fā)展動向與社會需求，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量；另一方面，校企合作企業(yè)能夠?yàn)閷W(xué)生提供汽車電子企業(yè)實(shí)踐基地，讓學(xué)生能夠深入生產(chǎn)一線更直觀學(xué)習(xí)汽車電子知識。與此同時(shí)，學(xué)?？梢云刚埰髽I(yè)的工程師作為學(xué)生的實(shí)踐指導(dǎo)老師，為學(xué)生現(xiàn)場講解電子結(jié)構(gòu)及其原理。通過以研帶學(xué)，不僅可以讓學(xué)生更直觀學(xué)習(xí)汽車電子課程，也能夠更有效地達(dá)到汽車電子培養(yǎng)目標(biāo)。

2.4 教法改革

教學(xué)方法是以汽車電子教材為授課主要內(nèi)容，在課程改革的教學(xué)背景下，汽車電子的教學(xué)方法在符合學(xué)校實(shí)際情況的條件下應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)進(jìn)行相應(yīng)改革。創(chuàng)新教學(xué)形式可以提升教學(xué)活動的趣味性與有效性[6]，教學(xué)方法的改革具體有：

1.引導(dǎo)學(xué)生自主預(yù)習(xí)

汽車電子課程內(nèi)容多、難度大，如果不提前預(yù)習(xí)，很難僅靠課堂學(xué)習(xí)完成培養(yǎng)目標(biāo)。先課前預(yù)習(xí)，然后上課聽老師講解，才能更好學(xué)習(xí)課堂內(nèi)容。為了更好達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)，授課教師需要根據(jù)OBE教學(xué)理念提前布置預(yù)習(xí)內(nèi)容，預(yù)習(xí)的內(nèi)容不局限于汽車電子教科書。

2.翻轉(zhuǎn)課堂式教學(xué)方法

為了更好達(dá)到教學(xué)效果，課程采用以老師講為主，學(xué)習(xí)講解為輔的翻轉(zhuǎn)課堂式教學(xué)方法。根據(jù)老師布置的任務(wù)，讓學(xué)生準(zhǔn)備相應(yīng)講解內(nèi)容，并進(jìn)行課堂講解。學(xué)習(xí)講解完后，老師與其他同學(xué)針對所講內(nèi)容進(jìn)行提問，講課的同學(xué)回答相應(yīng)提問。

3.布置探究式作業(yè)

根據(jù)班級實(shí)際人數(shù)對學(xué)生進(jìn)行分組，每組人數(shù)相同。老師布置探究式作業(yè)，學(xué)生在課下搜集所需資料、撰寫探究報(bào)告。嚴(yán)禁任何形式的抄襲探究報(bào)告，探究報(bào)告必須要通過查閱大量相關(guān)材料，完成報(bào)告后要求學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)上交探究報(bào)告。根據(jù)OBE教學(xué)理念，來對探究報(bào)告進(jìn)行評分，可以直接對探究報(bào)告進(jìn)行評分，在必要的情況下可以在對探究報(bào)告進(jìn)行相應(yīng)的提問或者答辯后進(jìn)行評分，該評分作為平時(shí)成績的重要組成部分。探究式作業(yè)不僅可以督促學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、積極復(fù)習(xí)、提高團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)能力、掌握汽車電子最新技術(shù)，同時(shí)也能提高上課學(xué)習(xí)效率，高效達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)。

4.“預(yù)習(xí)—聽課—復(fù)習(xí)”三位一體教學(xué)方法

為了更好達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)，課前預(yù)習(xí)、課上學(xué)習(xí)與課后復(fù)習(xí)三個(gè)環(huán)節(jié)要相輔相成。課前預(yù)習(xí)是提高課上學(xué)習(xí)效率的重要途經(jīng)。聽課要做到有的放矢、主動積極、不留死角地學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，尤其是預(yù)習(xí)過程遇到理解困難的內(nèi)容要在課堂聽課中理解透徹。課后復(fù)習(xí)是鞏固課堂知識的重要一環(huán)，能把課堂內(nèi)容?！邦A(yù)習(xí)—聽課—復(fù)習(xí)”三位一體教學(xué)方法符合OBE教育理念，三者有機(jī)結(jié)合可以有效提高教學(xué)質(zhì)量。

3 結(jié)語

依據(jù)工程教育需求，總結(jié)了目前汽車電子課程當(dāng)前存在的主要問題：章節(jié)均課時(shí)少、內(nèi)容陳舊、內(nèi)容抽象性高?；贠BE教育理念，針對汽車電子課程進(jìn)行了教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面的改革。在以學(xué)生為中心的教學(xué)環(huán)節(jié)中，培養(yǎng)目標(biāo)與考核機(jī)制的有機(jī)融合能夠明確培養(yǎng)目標(biāo)，并通過考核模式促使學(xué)生達(dá)到目標(biāo)。通過編制基于OBE教育理念與社會發(fā)展需求的汽車電子課程教材，讓學(xué)生可以學(xué)到更加符合學(xué)生發(fā)展課程。通過以研帶學(xué)的教學(xué)方式達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際的目的，使學(xué)生的學(xué)習(xí)方式不再僅僅局限于課本與理論，使汽車電子課程能夠成為學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握當(dāng)代汽車電子技術(shù)最新技術(shù)與最新動向的基礎(chǔ)課程。通過探索新的教學(xué)模式與方法，能夠提高汽車電子課程的教學(xué)基礎(chǔ)質(zhì)量。通過以上改革的探索，能夠使得學(xué)生建立牢固的汽車電子基礎(chǔ)概念、夯實(shí)基礎(chǔ)知識，不僅有利于學(xué)好后續(xù)相關(guān)各門專業(yè)課程，也有利于學(xué)生勝任將來的工作崗位。

[1] 鄒杰,胡乾苗,鄔楊波,等.基于OBE理念下的汽車電子技術(shù)課程改革初探[J].現(xiàn)代職業(yè)教育.2020:(32)1-3.

[2] 莫棟成,職山杰.基于OBE理念的“電機(jī)與電氣控制技術(shù)”課程教學(xué)改革[J].南方農(nóng)機(jī),2020,51(21):170- 171.

[3] 李三平,孫雪,王揚(yáng)威.基于OBE理念的課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐:以“機(jī)器人技術(shù)”課程為例[J].黑龍江教育(高教研究與評估),2022(4):56-58.

[4] 李興華,孫也.“OBE理念+課程思政”融入“流體力學(xué)”課程的教學(xué)改革與探索[J].黑龍江教育(高教研究與評估),2022(3):55-57.

[5] 尹文榮.成果導(dǎo)向理念下汽車電器與電子控制技術(shù)課程教學(xué)改革實(shí)踐[J].汽車實(shí)用技術(shù),2022,47(3): 164-169.

[6] 楊忠美.工程材料課程教學(xué)改革與教學(xué)方法的探討[J].科技視界,2022(1):89-90.

Curriculum Reform and Practice of Automotive Electronics Based on OBE Concept

YANG Fuyong1, HAN Xue2, ZHANG Xiaobing1, CAO Juyong1, XING Yanfeng*1

( 1.School of Mechanical and Automotive Engineering, Shanghai University of Engineering Science,Shanghai 201620, China; 2.Shanghai YuRen Education Technology Company Limited, Shanghai 201601, China )

Automotive electronics covers vehicle electronic control devices and vehicle electronic control devices. It is an important professional basic course for vehicle engineering. At present, there are some problems in the course of automotive electronics, such as few chapters, old content and high abstraction. In order to solve these problems, based on the educational concept of outcomes based education(OBE), this paper discusses the reform ideas of automotive electronics training objectives and evaluation mechanism, teaching contents, teaching methods and learning by research, so as to enhance students' interest in learning automotive electronics and improve learning quality.

OBE; Automotive Electronics; Teaching content; Teaching method

C642

A

1671-7988(2023)11-188-04

楊夫勇（1984－），男，博士，研究方向?yàn)橘|(zhì)量控制、智能制造，E-mail:yangfy09@163.com。

邢彥鋒（1978－），男，教授，研究方向?yàn)閺?fù)雜薄板連接技術(shù)與裝備，E-mail:xyf2001721@163.com。

《高強(qiáng)度鋼-鋁合金CMT焊縫熱塑性變形及誤差傳遞機(jī)理研究》，上海市自然科學(xué)基金（20ZR1422600）； 《考慮動態(tài)誤差源的誤差傳遞與補(bǔ)償方法研究》，上海市復(fù)雜薄板結(jié)構(gòu)數(shù)字化制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題（2019-002）。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2023.011.035