新工科視角下信息技術(shù)與汽車專業(yè)課程體系融合的路徑與方法研究

摘 要：在信息化技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，汽車類專業(yè)教學(xué)模式正經(jīng)歷著顯著的改變。本文針對信息化技術(shù)教育背景下，汽車類專業(yè)課程教學(xué)模式改革的必要性，指出傳統(tǒng)教學(xué)模式在理論與實踐融合、教學(xué)單一化等方面的不足，并提出了信息化技術(shù)教學(xué)模式的優(yōu)勢。強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，注重學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)，營造自主、合作的學(xué)習(xí)氛圍，以適應(yīng)信息化社會需求，提升學(xué)生實踐和創(chuàng)新能力。提出改革措施包括優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)實踐環(huán)節(jié)，提高教師團(tuán)隊的實踐指導(dǎo)能力，以及利用信息技術(shù)手段，如網(wǎng)絡(luò)自學(xué)平臺和多媒體教學(xué)，來促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、批判性思維和適應(yīng)能力。這些改革旨在培養(yǎng)能夠滿足現(xiàn)代汽車工業(yè)發(fā)展需求的高素質(zhì)專業(yè)人才。

關(guān)鍵詞：信息化技術(shù) 汽車類專業(yè) 教學(xué)模式 人才培養(yǎng)

1 緒論

隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，世界經(jīng)濟(jì)和社會正呈現(xiàn)出信息化趨勢。汽車類專業(yè)課程因其綜合性和實踐性，與工程實際緊密相連，面臨著將信息技術(shù)與教學(xué)活動有機(jī)結(jié)合的挑戰(zhàn)。互聯(lián)網(wǎng)已成為科研和技術(shù)開發(fā)的重要工具，為文化傳播提供了新渠道，同時也改變了人們的生活和工作方式。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)汽車類專業(yè)課程體系及人才培養(yǎng)模式亟待改革[1-2]。面向新工科教育理念，針對汽車類專業(yè)課程特點，深度融合現(xiàn)代信息技術(shù)，探索提升應(yīng)用型人才雙創(chuàng)能力的培養(yǎng)模式，以完善教學(xué)大綱，豐富教學(xué)設(shè)計，加強(qiáng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐訓(xùn)練，為汽車專業(yè)領(lǐng)域的人才培養(yǎng)注入新活力[3]。

2 傳統(tǒng)汽車類專業(yè)課程教學(xué)模式存在的不足

2.1 傳統(tǒng)教學(xué)模式難以應(yīng)對交叉需求

傳統(tǒng)的汽車類專業(yè)課程教學(xué)模式長期以來側(cè)重于機(jī)械工程、汽車設(shè)計和動力系統(tǒng)等專業(yè)領(lǐng)域的深入學(xué)習(xí)，課程內(nèi)容主要聚焦于汽車的基礎(chǔ)理論和工程技術(shù)。這種模式的最大特點是學(xué)科之間相對獨立，課程內(nèi)容多偏重于學(xué)科本身的深度，缺乏跨學(xué)科的融合與互動。傳統(tǒng)教學(xué)模式在面對這一行業(yè)變革時存在明顯的不足，傳統(tǒng)汽車類課程未能有效融合信息技術(shù)?，F(xiàn)代汽車越來越依賴智能化技術(shù)，例如自動駕駛、智能導(dǎo)航和車聯(lián)網(wǎng)等。然而，傳統(tǒng)課程體系仍然側(cè)重于汽車的基本設(shè)計和機(jī)械性能，忽視了信息技術(shù)在汽車領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。

學(xué)生在學(xué)習(xí)傳統(tǒng)汽車課程時，主要掌握車輛的結(jié)構(gòu)、動力系統(tǒng)和機(jī)械設(shè)計等方面的知識，卻缺乏對信息技術(shù)與汽車系統(tǒng)深度結(jié)合的理解。在新工科背景下，傳統(tǒng)課程體系往往將汽車工程與計算機(jī)、電子等技術(shù)分割，課程內(nèi)容和教學(xué)方法局限于單一學(xué)科的深度，難以培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科的創(chuàng)新能力和復(fù)合型技術(shù)人才。以智能駕駛為例，學(xué)生不僅需要掌握汽車工程的基本原理，還需要了解計算機(jī)視覺、算法、傳感器融合等技術(shù)。

2.2 理論與實際聯(lián)系不夠緊密

在課堂教學(xué)中，教師往往依賴傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行知識傳授，缺乏有效提升學(xué)生實踐能力的教學(xué)手段，如動畫仿真和實物拆裝等?；旌鲜浇虒W(xué)模式在教育界的優(yōu)勢得到認(rèn)可并已有應(yīng)用，但部分教師仍然過于側(cè)重理論知識的講解，忽視了實踐技能的培養(yǎng)[4]。課程內(nèi)容過于龐雜，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中常常處于被動接受的狀態(tài)。隨著課程內(nèi)容的增加，學(xué)生往往無法有效消化和吸收所有知識，導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣減退，實踐操作的機(jī)會變得有限。這種傳統(tǒng)教學(xué)方式加劇了理論與實踐的脫節(jié)，學(xué)生無法將抽象的理論轉(zhuǎn)化為實際的操作技能，從而導(dǎo)致專業(yè)能力無法滿足市場需求，增加了就業(yè)難度[5]。

當(dāng)前教育體系中，汽車類專業(yè)仍然偏重理論授課，實踐課程的深度與廣度均顯不足，缺乏真實生產(chǎn)環(huán)境的訓(xùn)練。因此，通過改革教學(xué)內(nèi)容和方法，增強(qiáng)實踐環(huán)節(jié)的建設(shè)，提高教師的實踐指導(dǎo)能力，進(jìn)一步有效解決理論與實踐脫節(jié)的問題。

3 信息化技術(shù)教學(xué)模式的優(yōu)勢

3.1 打造多元化教育體系

多媒體教學(xué)融合了現(xiàn)代媒體與傳統(tǒng)教學(xué)方式，借助計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將抽象概念轉(zhuǎn)化為直觀形象，便于學(xué)生理解。教師通過計算機(jī)展示和講解，運用圖像、音頻等多媒體手段，使教學(xué)內(nèi)容生動活潑，將復(fù)雜理論以具體形式展現(xiàn)，增強(qiáng)學(xué)生的專注力和興趣，實現(xiàn)多感官學(xué)習(xí)，提升教學(xué)成效和思維能力。情境教學(xué)法讓學(xué)生在真實環(huán)境中學(xué)習(xí)，利用已有經(jīng)驗同化新知識，提供啟發(fā)性的學(xué)習(xí)氛圍，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造性思維和適應(yīng)能力的發(fā)展[6]。在教學(xué)過程中，教師可以通過采用多樣化手段，提供豐富的文本、圖像、視頻等資源，模擬真實情境，讓學(xué)生在直觀、生動的環(huán)境中學(xué)習(xí)，激發(fā)興趣，提高效果，培養(yǎng)思維習(xí)慣。信息技術(shù)的進(jìn)步使得互聯(lián)網(wǎng)成為獲取知識的關(guān)鍵途徑。為滿足自主學(xué)習(xí)需求，建立了網(wǎng)絡(luò)自學(xué)平臺，提供教學(xué)大綱、課件、視頻、仿真等資源，支持學(xué)生隨時查閱下載。

3.2 融入數(shù)字化設(shè)計工具提升專業(yè)技能

在信息化技術(shù)與汽車專業(yè)課程的融合過程中，數(shù)字化設(shè)計工具的應(yīng)用是關(guān)鍵路徑之一。通過引入CAD（計算機(jī)輔助設(shè)計）、CAE（計算機(jī)輔助工程）、CAM（計算機(jī)輔助制造）等現(xiàn)代設(shè)計工具，學(xué)生能夠在課堂上進(jìn)行實際操作，體驗現(xiàn)代汽車設(shè)計的全過程[7]。這些工具能夠幫助學(xué)生擺脫傳統(tǒng)的手工設(shè)計，轉(zhuǎn)向更加高效、精準(zhǔn)的數(shù)字化設(shè)計，提高他們的專業(yè)技能和創(chuàng)新能力。借助虛擬仿真技術(shù)，學(xué)生可以在3D建模、汽車系統(tǒng)測試等環(huán)節(jié)中進(jìn)行虛擬實驗和設(shè)計，真實地還原汽車設(shè)計的工作流程，進(jìn)一步加深對設(shè)計細(xì)節(jié)和功能實現(xiàn)的理解。此外，信息化平臺還可以結(jié)合設(shè)計過程中的實時數(shù)據(jù)分析，幫助學(xué)生優(yōu)化設(shè)計方案，提高設(shè)計質(zhì)量并有效降低開發(fā)成本。

3.3 建設(shè)實踐平臺提升學(xué)生動手能力

通過智能實驗室和在線實驗平臺的建設(shè)豐富了學(xué)生的實踐學(xué)習(xí)體驗。學(xué)生不僅能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程實驗操作，還可以通過云平臺實時獲取實驗數(shù)據(jù)和反饋，及時了解實驗過程中的不足之處，并加以改進(jìn)。例如，在汽車電子控制系統(tǒng)的實驗中，學(xué)生可以通過智能實驗室控制汽車電子部件的運行，模擬實際情況進(jìn)行調(diào)試與測試。通過互動式學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠在實踐中掌握更為復(fù)雜的操作技能，提升自己的技術(shù)水平。

通過虛擬仿真、在線實驗以及智能實驗室建設(shè)，可以有效提升學(xué)生的實踐能力。學(xué)生可以通過虛擬仿真平臺進(jìn)行汽車構(gòu)造、發(fā)動機(jī)原理等模塊的操作實踐，模擬實際生產(chǎn)中的工藝和操作流程。模擬實驗不僅高效，而且安全性強(qiáng)，避免了傳統(tǒng)實驗中因設(shè)備不足或高風(fēng)險操作而引發(fā)的安全問題，學(xué)生們還能在較短時間內(nèi)完成更多的操作練習(xí)，提升學(xué)生的動手能力和技術(shù)應(yīng)用能力。此外，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，教師可以通過云平臺實時監(jiān)控學(xué)生在實驗過程中的操作情況，實時反饋機(jī)制能夠幫助學(xué)生提高操作精度，促進(jìn)他們獨立思考和解決問題的能力。

4 汽車類專業(yè)課程教學(xué)模式改革與實踐

4.1 構(gòu)建以學(xué)生為中心的優(yōu)質(zhì)課堂

在汽車類專業(yè)課程教學(xué)模式改革中，構(gòu)建以學(xué)生為中心的優(yōu)質(zhì)課堂，關(guān)鍵在于轉(zhuǎn)變教師角色和教學(xué)方法，增強(qiáng)學(xué)生的參與感和自主學(xué)習(xí)能力。以學(xué)生為中心的課堂強(qiáng)調(diào)學(xué)生主動參與和深度學(xué)習(xí)，教師不僅是知識的傳遞者，更是學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和促進(jìn)者。通過問題驅(qū)動、實踐操作和團(tuán)隊合作等方式，深化對知識的理解與應(yīng)用；通過項目驅(qū)動學(xué)習(xí)（PBL）模式引入真實汽車工程項目，學(xué)生們以小組合作和案例分析，在實踐中解決問題，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和綜合能力；以學(xué)生為中心的課堂應(yīng)利用現(xiàn)代信息技術(shù)，如翻轉(zhuǎn)課堂，學(xué)生可以在課前自主學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識，課堂上進(jìn)行深入討論和實踐操作，促進(jìn)理解并掌握復(fù)雜的汽車技術(shù)。虛擬仿真技術(shù)則使學(xué)生在模擬環(huán)境中進(jìn)行汽車設(shè)計、拆解和維修操作，加深對汽車結(jié)構(gòu)和功能的理解。教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生需求調(diào)整教學(xué)策略，對基礎(chǔ)較弱的學(xué)生提供額外輔導(dǎo)，對能力較強(qiáng)的學(xué)生提供更具挑戰(zhàn)性的任務(wù)，以激發(fā)創(chuàng)新活力。

4.2 注重學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)

在汽車類專業(yè)課程教學(xué)模式改革中，注重學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。學(xué)生的學(xué)習(xí)能力體現(xiàn)在知識的記憶與理解與批判性思維、問題解決能力和自主學(xué)習(xí)能力的提升。為了培養(yǎng)這些能力，教師需要轉(zhuǎn)變角色，從傳統(tǒng)的知識傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和促進(jìn)者。在課堂教學(xué)中，教師不僅需要講授知識，還應(yīng)通過啟發(fā)式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生思考問題的多種可能性，鼓勵他們主動探索。通過小組討論和課堂互動等形式，學(xué)生能夠與他人交流碰撞出思想的火花，提升思維的深度和廣度。

為了促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，教師應(yīng)當(dāng)鼓勵學(xué)生制定個人學(xué)習(xí)計劃，幫助學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)和時間規(guī)劃。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，線上學(xué)習(xí)平臺、虛擬仿真技術(shù)等工具的應(yīng)用為學(xué)生提供了更多的學(xué)習(xí)資源和自主學(xué)習(xí)的機(jī)會。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和學(xué)習(xí)進(jìn)度，選擇合適的學(xué)習(xí)內(nèi)容，進(jìn)行個性化的學(xué)習(xí)。與此同時，教師應(yīng)利用這些工具進(jìn)行教學(xué)資源的拓展和補充，如通過網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)布學(xué)習(xí)材料、提供在線討論和答疑等，以幫助學(xué)生在課外進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。教師還可以定期進(jìn)行學(xué)習(xí)進(jìn)度的跟蹤與反饋，幫助學(xué)生保持學(xué)習(xí)的動力，并及時調(diào)整學(xué)習(xí)方法。

4.3 營造自主與合作的學(xué)習(xí)氛圍

在新工科視角下，信息技術(shù)與汽車專業(yè)課程體系的融合是教育改革的關(guān)鍵。為了適應(yīng)快速發(fā)展的汽車行業(yè)，學(xué)生不僅需要扎實的專業(yè)知識，還必須具備團(tuán)隊協(xié)作與創(chuàng)新能力。教學(xué)模式改革應(yīng)鼓勵學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)過程，培養(yǎng)他們的自主性與合作精神。在課堂中，教師可以通過小組討論、項目合作等形式，促進(jìn)學(xué)生間的互動與合作。在這種合作學(xué)習(xí)的環(huán)境中，學(xué)生能夠充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，共同解決問題，培養(yǎng)集體意識與團(tuán)隊協(xié)作能力。借助信息化平臺的優(yōu)勢，教師可以設(shè)置線上討論區(qū)、虛擬實驗平臺等工具，鼓勵學(xué)生在課外進(jìn)行交流與協(xié)作。通過線上線下相結(jié)合的方式，學(xué)生能夠在靈活自由的環(huán)境中自主學(xué)習(xí)，在合作中獲得不同思維的碰撞與啟發(fā)，根據(jù)自己的興趣和需求選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，制定個性化學(xué)習(xí)計劃，激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)動機(jī)和學(xué)習(xí)自主性。教師通過定期評估、反饋和指導(dǎo)，確保學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中不迷失方向。

5 結(jié)語

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，汽車類專業(yè)課程的教學(xué)模式改革已成為必然趨勢。通過深度融合現(xiàn)代信息技術(shù)與汽車專業(yè)教學(xué)，我們能夠構(gòu)建以學(xué)生為中心的優(yōu)質(zhì)課堂，聚焦學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提升，并營造自主、合作的學(xué)習(xí)氛圍。這種改革不僅提升了教學(xué)效果，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的實踐能力、團(tuán)隊協(xié)作能力以及終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。信息技術(shù)的應(yīng)用打破了傳統(tǒng)教育模式的局限，實現(xiàn)了教學(xué)資源的優(yōu)化配置，給學(xué)生們提供了更加多元和個性化的學(xué)習(xí)方式。

基金項目：教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目“面向新工科的信息技術(shù)與汽車類專業(yè)課程的深度融合研究”（2412153822）；教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目“面向智能制造的工業(yè)設(shè)計專業(yè)課程教學(xué)改革模式的研究與實踐”（2412150635）。

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