基于OBE理念的汽車(chē)構(gòu)造課程教學(xué)改革與實(shí)踐

摘 要：汽車(chē)構(gòu)造是車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，但由于當(dāng)前汽車(chē)構(gòu)造課時(shí)少和內(nèi)容陳舊等原因，造成課堂教學(xué)質(zhì)量不高。因此，針對(duì)當(dāng)前傳統(tǒng)教學(xué)方式中存在的問(wèn)題，文章提出利用以成果為導(dǎo)向的教學(xué)理念（OBE）實(shí)現(xiàn)教學(xué)方式的改革創(chuàng)新，以學(xué)生為中心，重新制定教學(xué)計(jì)劃，提出新的考核要求，以達(dá)到學(xué)生畢業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)將OBE教學(xué)理念融入汽車(chē)構(gòu)造課程教學(xué)中，豐富教學(xué)方式，創(chuàng)新實(shí)踐形式，注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)與解決問(wèn)題能力，學(xué)生同時(shí)收獲了論文，專(zhuān)利和學(xué)科競(jìng)賽獲獎(jiǎng)等百余項(xiàng)。實(shí)踐結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)以O(shè)BE為導(dǎo)向的課程教學(xué)改革，教師的教學(xué)水平和學(xué)生的專(zhuān)業(yè)綜合水平得到顯著提高，達(dá)到專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的核心要求。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)構(gòu)造 OBE理念 車(chē)輛工程 產(chǎn)教融合 教學(xué)改革

1 緒論

根據(jù)2019年《教育部關(guān)于深化本科教育教學(xué)改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見(jiàn)》指出，堅(jiān)持立德樹(shù)人，以學(xué)生為中心，管理嚴(yán)起來(lái)，效果實(shí)起來(lái)，本科教育應(yīng)進(jìn)一步強(qiáng)化實(shí)踐育人，把理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐教育進(jìn)行有效對(duì)接[1]。對(duì)于工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)而言，基于OBE理念培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，使學(xué)生的綜合素質(zhì)得到全面的提升。

汽車(chē)構(gòu)造是車(chē)輛工程學(xué)科的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，是學(xué)好專(zhuān)業(yè)課程的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的汽車(chē)構(gòu)造課程內(nèi)容還是主要集中在發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造、底盤(pán)構(gòu)造等內(nèi)容上。隨著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的快速變革，以及國(guó)家戰(zhàn)略的推動(dòng)，目前的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐漸向電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化和共享化轉(zhuǎn)變。因此，高等教育方式相應(yīng)的也需要進(jìn)行轉(zhuǎn)變，通過(guò)產(chǎn)教融合，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)構(gòu)造的教學(xué)改革。本文以汽車(chē)構(gòu)造課程教學(xué)方式為背景，基于以學(xué)生為中心的成果導(dǎo)向教學(xué)理念，探討汽車(chē)構(gòu)造課程的教學(xué)新方法，實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提升。

2 傳統(tǒng)課堂的缺點(diǎn)

2.1 授課方式單一

目前汽車(chē)構(gòu)造的授課方式主要還是以理論講授知識(shí)為主，后期再單獨(dú)開(kāi)展拆裝實(shí)習(xí)，學(xué)生方面沒(méi)有真正達(dá)到理論與實(shí)踐相結(jié)合的效果。實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，單純地向?qū)W生傳授知識(shí)會(huì)導(dǎo)致學(xué)生課堂參與度不高，無(wú)法跟上教師授課的步伐，因此沒(méi)有真正融入到教師的講課過(guò)程。由于大部分學(xué)生課前沒(méi)有預(yù)習(xí)，且對(duì)于遇到的難題也沒(méi)及時(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解不透徹，僅靠教師主動(dòng)講解很難吸引學(xué)生的注意力，因此很難激發(fā)出學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的潛能[2]。

2.2 學(xué)時(shí)壓縮且知識(shí)點(diǎn)抽象離散

汽車(chē)構(gòu)造主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)構(gòu)造等部分組成，授課內(nèi)容多，學(xué)時(shí)少，學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)被嚴(yán)重壓縮，課堂上教師不得不加快講課節(jié)奏，造成學(xué)生對(duì)較難的知識(shí)點(diǎn)無(wú)法及時(shí)消化。對(duì)于理論計(jì)算的部分，知識(shí)點(diǎn)不僅離散且比較抽象，由于實(shí)驗(yàn)課時(shí)偏少等原因，學(xué)生更無(wú)法對(duì)知識(shí)點(diǎn)得到更深刻的理解，因此這也是傳統(tǒng)課堂的缺點(diǎn)之一[3]。

2.3 快速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)與相對(duì)陳舊的教材內(nèi)容

汽車(chē)行業(yè)已經(jīng)向著電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化的“新四化”快速轉(zhuǎn)變，因此汽車(chē)構(gòu)造也發(fā)生了巨大的變化。而現(xiàn)在的汽車(chē)構(gòu)造教材仍以傳統(tǒng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)教學(xué)內(nèi)容為主，略顯陳舊，學(xué)生在課堂上無(wú)法第一時(shí)間接收到當(dāng)今“新四化”的相關(guān)知識(shí)。隨著電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的快速崛起，汽車(chē)的引擎結(jié)構(gòu)也發(fā)生顛覆性變化，目前大部分高校的汽車(chē)構(gòu)造實(shí)驗(yàn)室展臺(tái)樣品仍以傳統(tǒng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)為主，造成學(xué)生無(wú)法當(dāng)面直觀地了解新能源汽車(chē)的構(gòu)造，缺乏對(duì)前沿新技術(shù)新結(jié)構(gòu)的理解。

3 基于OBE理念的汽車(chē)構(gòu)造課程改革

3.1 OBE理念與內(nèi)涵

OBE理念（Outcome Based Education）是一種以學(xué)生為中心，基于成果產(chǎn)出的教育理念，也稱(chēng)為成果導(dǎo)出教育，該理念是國(guó)際工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)《華盛頓協(xié)議》的核心內(nèi)容[4-7]，是一種在西方國(guó)家比較受歡迎的教育方式。OBE教育理念表明，在新工科教育背景下，要注重對(duì)學(xué)生教育的成果，結(jié)合“要取得什么樣的成果，如何取得相關(guān)成果以及取得成果后學(xué)生有何提升”三方面入手，提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

3.2 課程教學(xué)目標(biāo)與方法改革

汽車(chē)構(gòu)造作為車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)的核心課程之一，其中主要包含理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作等內(nèi)容，對(duì)于各零部件，不僅需要圖片視頻展示工作原理，還需學(xué)生擁有較強(qiáng)的想象能力，因此培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力尤為重要。初級(jí)目標(biāo)中的各項(xiàng)能力培養(yǎng)，有助于學(xué)生培養(yǎng)自身的創(chuàng)新與操作能力，最終達(dá)成教學(xué)中的高級(jí)目標(biāo)，達(dá)到OBE教育理念的效果[8]。

為促進(jìn)汽車(chē)構(gòu)造課程教學(xué)效果，采取“學(xué)為根本、訓(xùn)為基礎(chǔ)、賽為助力”三個(gè)方面改革。學(xué)為根本，線下課堂授課是基礎(chǔ)，課后學(xué)生通過(guò)慕課以及學(xué)校EOL平臺(tái)進(jìn)行復(fù)習(xí)，結(jié)合線上線下結(jié)合的授課方式，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)知識(shí)的全覆蓋式學(xué)習(xí)。訓(xùn)為基礎(chǔ)，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝等形式，將理論知識(shí)與實(shí)踐認(rèn)知相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)樂(lè)趣，提高授課的整體水平。賽為助力，各類(lèi)學(xué)科競(jìng)賽是成果產(chǎn)出的重要方式之一，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加競(jìng)賽，例如發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝大賽和節(jié)能減排大賽等，真正達(dá)到以賽促學(xué)，學(xué)為己用的效果[9]。

3.3 OBE導(dǎo)向改革方法

3.3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造部分——拆裝大賽

結(jié)合“賽為助力”，在OBE理念引導(dǎo)下帶領(lǐng)學(xué)生參加發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝大賽，提升學(xué)生的動(dòng)手操作能力。將課程學(xué)習(xí)與比賽相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生在拆裝發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)程中的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。

3.3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造部分——燃料電池電堆

為開(kāi)拓學(xué)生視野，突破傳統(tǒng)的局限于燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的刻板印象，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)燃料電池進(jìn)行研究探索。燃料電池是一種新興的能源動(dòng)力裝置，因其高效、環(huán)保和零碳等優(yōu)點(diǎn)，未來(lái)在商用車(chē)領(lǐng)域具有巨大應(yīng)用潛力。為了更深入了解燃料電池的構(gòu)造，指導(dǎo)學(xué)生對(duì)雙極板間接觸壓力進(jìn)行測(cè)試。目前，通過(guò)參與該課程實(shí)踐模塊，學(xué)生已申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利四項(xiàng)[10-13]，一作發(fā)表SCI論文一篇[14]。可見(jiàn)，結(jié)合汽車(chē)構(gòu)造知識(shí)，以成果為導(dǎo)向引導(dǎo)學(xué)生對(duì)燃料電池的組成及接觸壓力進(jìn)行研究，進(jìn)一步提升學(xué)生的觀察與創(chuàng)新思維能力。

3.3.3 底盤(pán)構(gòu)造部分案例

傳統(tǒng)車(chē)輛采用液壓減震器，將底盤(pán)能量轉(zhuǎn)化為熱能耗散，存在能量浪費(fèi)和油液泄露等問(wèn)題。學(xué)生參與設(shè)計(jì)一種振動(dòng)能量回收減振器[15-17]，該裝置可以對(duì)汽車(chē)底盤(pán)的振動(dòng)能量進(jìn)行回收利用，并采用虛擬樣機(jī)模擬其動(dòng)態(tài)特性。通過(guò)該模塊的實(shí)施，學(xué)生先后在節(jié)能減排與社會(huì)實(shí)踐，“精雕杯”畢業(yè)設(shè)計(jì)等大賽獲獎(jiǎng)多次。

3.3.4 產(chǎn)教融合實(shí)踐案例

以畢業(yè)設(shè)計(jì)等形式，使學(xué)生深入校外教學(xué)基地開(kāi)展實(shí)踐。電液驅(qū)動(dòng)繩構(gòu)成型實(shí)踐中，學(xué)生基于顯示動(dòng)力學(xué)方法，研究繩鉤加工過(guò)程中不同工位折彎力和鍛壓力隨時(shí)間的變化規(guī)律，合理選用不同工位液壓缸參數(shù)。對(duì)優(yōu)化繩鉤加工機(jī)床的工藝節(jié)拍和提升機(jī)床生產(chǎn)效率具有工程指導(dǎo)意義[18]，該案例學(xué)生完成一作核心論文一篇。

4 實(shí)踐效果分析

4.1 學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的全面調(diào)動(dòng)

根據(jù)以成果為導(dǎo)向的教學(xué)理念，轉(zhuǎn)變汽車(chē)構(gòu)造教學(xué)方法，全面調(diào)動(dòng)學(xué)生的自動(dòng)學(xué)習(xí)能力。通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝大賽，掌握傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，正確分析其作用。通過(guò)測(cè)試燃料電池電堆的接觸壓力和自主設(shè)計(jì)振動(dòng)能量回收減振器，提升自身實(shí)踐操作、解決實(shí)際問(wèn)題與改革創(chuàng)新的能力。

4.2 學(xué)生能力的全面培養(yǎng)與提升

在參加發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝大賽的過(guò)程中，全面地激發(fā)學(xué)生的主觀積極性，提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作的水平。同學(xué)之間相互合作和溝通能力得到極大的提升，培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。由于很多學(xué)生缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)對(duì)自己學(xué)習(xí)的課堂知識(shí)比較模糊，進(jìn)而出現(xiàn)自信心不足、對(duì)課程存在疑惑的問(wèn)題出現(xiàn)，通過(guò)以成果為導(dǎo)出的教學(xué)理念，鼓勵(lì)學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽，善于表現(xiàn)自己，增強(qiáng)自身信心，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

4.3 OBE的徹底貫徹與實(shí)踐

在汽車(chē)構(gòu)造改革后的教學(xué)方法中，全面貫徹實(shí)施OBE理念，強(qiáng)調(diào)實(shí)施過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)均需以成果為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)施。對(duì)于車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)，汽車(chē)構(gòu)造的教學(xué)改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期的、需要堅(jiān)持不懈的系統(tǒng)性工程，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力為目標(biāo)，不斷提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。截至目前，堅(jiān)持OBE理念為教學(xué)核心的成果有，學(xué)生一作論文10余篇[14， 18-24]，相關(guān)授權(quán)及公開(kāi)專(zhuān)利十余項(xiàng)，大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)，節(jié)能減排等各類(lèi)國(guó)省級(jí)學(xué)科競(jìng)賽獲獎(jiǎng)40余項(xiàng)，充分體現(xiàn)了以成果為導(dǎo)向的教學(xué)效果。

5 結(jié)語(yǔ)

圍繞OBE教育工程理念，對(duì)當(dāng)前汽車(chē)構(gòu)造教學(xué)的不足提出改革建議，打破傳統(tǒng)的單一課堂教學(xué)方式，以“學(xué)為根本，訓(xùn)為基礎(chǔ)，賽為助力”三合一創(chuàng)新教學(xué)方法。以培養(yǎng)符合“新四化”產(chǎn)業(yè)要求的高級(jí)人才為目標(biāo)，落實(shí)理論與實(shí)踐相結(jié)合的教育觀，全面貫徹OBE教學(xué)理念，以學(xué)生的發(fā)展和創(chuàng)新實(shí)踐效果為核心，深化汽車(chē)構(gòu)造課程教學(xué)方法改革。通過(guò)改革，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高，培養(yǎng)學(xué)生在工程實(shí)際應(yīng)用中解決問(wèn)題的能力，推動(dòng)車(chē)輛工程一流專(zhuān)業(yè)的發(fā)展，為國(guó)家培養(yǎng)新型高精尖人才。

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（52005433）；教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（230705862261834）；江蘇省產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目（BY20231480）；揚(yáng)州大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目（XKJS2023045， XKJS2023014）；揚(yáng)州市校合作項(xiàng)目（YZ2023213）。

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