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“新工科”背景下应用型本科“汽车电控技术”课程改革

2020-07-23罗素云李聪王旭

关键词:应用型本科新工科课程改革

罗素云 李聪 王旭

摘    要:“汽车电控技术”作为汽车类专业介绍汽车电子控制技术的课程,支撑专业人才培养目标的达成,在专业课程体系中占有重要的位置。传统“汽车电控技术”课程在课程目标、课程内容、教学方法、考核评价等方面均不符合“新工科”及应用型本科对人才培养的要求。基于此,文章从“汽车电控技术”课程改革的背景出发,以“OBE”与“以学生为中心”为指导,围绕课程目标的实现,提出“汽车电控技术”课程改革的策略。

关键词:新工科;应用型本科;汽车电控技术;课程改革

中图分类号:G642.3         文献标识码:A           文章编号:1002-4107(2020)08-0032-02

课程是一个专业培养方案的重要组成部分,是专业培养目标实现的基石。课程培养目标的设置及课程的组织和实施也应以专业培养目标的实现为根本来进行。相应的,课程的改革应基于社会对人才的需求、行业技术的发展和专业的培养目标来开展。上海工程技术大学“汽车电控技术”课程,作为第五批上海市属高校应用型本科试点专业“汽车服务工程专业”中的一门重要课程,课程的培养目标和改革应能同时满足社会对人才的需求和专业人才培養目标的要求,同时适应汽车行业技术发展的变化。

一、“汽车电控技术”课程改革背景

(一)社会对人才需求

在德国提出工业4.0和我国提出中国制造2025的新工业革命时代背景下,我国高等工程教育提出了发展和建设“新工科”的理念,同时也对“新工科”人才培养中学生的核心能力有了新的定义和要求,其五项核心能力包括:知识能力、技术能力、学术能力、社会能力和个人效能[1]。“汽车电控技术”课程应根据“新工科”人才培养能力要求确定课程培养目标,开展课程的教学改革以及实际的教学组织和实施。

(二)行业发展需要

随着ADAS(即高级驾驶辅助系统)技术研究的深入及其在各级别乘用车上的装备、新能源汽车技术的发展、无人驾驶汽车技术和网联技术的进一步推进,现代汽车电子技术向着电动化、智能化、共享化、网联化(简称“四化”)发展。“汽车电控技术”作为汽车类专业系统介绍汽车电子技术发展的课程,其教学内容需要从以发动机电控技术、底盘电控技术为重转向以发动机电控技术、底盘电控技术和汽车的电动化、智能化、网联化、共享化技术并重。

(三)应用型本科人才培养要求

我国的专业人才培养分为学术型、工程型、技术型和技能型四类,其中高等教育培养的是学术型、工程型和技术型人才,而应用型人才指的是工程型、技术型和技能型人才。应用型本科应包括工程教育和技术教育。上海工程技术大学汽车服务工程应用型本科专业基于此对自身的人才培养进行了定位[2-3]。

(四)汽车服务工程应用型人才培养定位

上海工程技术大学应用型汽车服务工程专业的人才培养,定位为工程型、技术型人才培养,对学生开展工程教育和技术教育,确定了工程型、技术型人才培养的一系列培养目标,其中培养目标“解决车辆机电液、控制等方面复杂工程问题的能力”是本课程的培养目标确定的主要依据之一[4]。

二、“汽车电控技术”课程改革措施

(一)设定课程目标

根据“新工科”人才培养要求、行业技术发展现状和趋势、汽车服务工程应用型本科人才培养要求及“汽车电控技术”课程涵盖的知识范围,设定了“汽车电控技术”课程的五个培养目标:(1)知识能力:掌握现代汽车电子各子系统的组成和工作原理,各子系统的控制机理和基本控制策略,了解现代汽车电子控制技术的发展趋势;(2)技术能力:具备对各电子控制子系统的故障进行诊断分析的能力;(3)工程能力:掌握基本的汽车电子控制子系统的控制策略设计思路,掌握一定汽车电子控制子系统的软件建模能力;(4)社会能力:

培养学生沟通能力及协同完成团队任务的能力;(5)个人效能:培养学生在团队协同中,正确认识自身优劣势,正确定位团队职能、承担和完成团队任务的能力。

“汽车电控技术”课程以上五项培养目标的设定,有力支持了“新工科”背景下汽车服务工程应用型本科专业人才培养目标的实现。

(二)优化课程内容

根据现代汽车技术的“四化”发展趋势,优化“汽车电控技术”课程的教学内容如下:(1)汽车电子技术发展及趋势;(2)汽车发动机控制技术;(3)传统汽车动力总成节能技术;(4)汽车新能源技术;(5)现代汽车自动变速器技术;(6)现代汽车转向技术;(7)现代汽车车身稳定性控制技术;(8)现代汽车悬架技术;(9)智能汽车与车联网技术。

(三)设计教学环节

基于“OBE”和“以学生为中心”教育理念,教学环节的设计应围绕教学目标的达成进行[5-8]。要实现“汽车电控技术”课程的五个培养目标,仅采用课堂讲授一个教学环节是不够的,因此,需要设计多个教学环节,不同的教学环节实现不同能力的培养。基于此,“汽车电控技术”课程所设计的教学环节有三个,即课堂讲授、课内实验、翻转课堂。

1.课堂讲授。主要实现对学生知识能力的培养,使学生掌握教学内容所传授的理论知识。

2.课内实验。分为电子控制系统故障诊断分析和汽车电子控制系统建模及仿真实验两类,分别在汽车电控系统故障诊断试验台、汽车电子开发教学实验系统完成。这一环节需要学生课外学习Simulink的发动机、自动变速器等子系统的建模,课内实验分组进行,同组的学生之间协作完成,可同时实现对学生技术能力、工程能力、社会能力和个人效能的培养。

3.翻转课堂。翻转课堂倡导学生在课外通过观看教学微视频自学课程内容,师生在课堂上参加教学活动和交流互动,学生消化吸收知识。本课程的翻转课堂与课堂讲授、课内实验配合进行,达到相辅相成的效果[9]。

通过事先制作的课堂讲授微视频,在课程教学中交替采用课堂讲授和翻转课堂。灵活的教学形式,有利于激发学生的兴趣,促进学生的主动学习和思考,同时有利于灵活安排课程教学学时。

事先制作课内实验微视频,如汽车电控系统故障诊断、汽车电子系统开发的Simulink建模仿真、汽车电子开发教学系统等,并将上述微视频提供给学生进行课外学习。在课内实验时间里指导学生开展课内实验,并就相关内容进行讨论,解答学生提出的问题。通过这种教学形式,有效促进学生的知识内化,提升学习效果,同时还解决了课程学时不足的问题。

(四)创新教学方法

好的教学方法可以激发学生的学习兴趣和热情,启发学生思考,提高教学效果,培养学生分析和解决问题的能力。因此,有必要对教学方法进行改革。“汽车电控技术”课程在教学过程中,除了运用翻转课堂之外,还设计采用了两种教学方法,即现场教学和讨论式教学。

1.现场教学。对于涉及汽车系统组成结构类课程来说,现场教学在进行理论知识传授的同时,将汽车子系统组成的零部件及系统的零部件位置和布置展现给学生,给学生更直观的感受。“汽车电控技术”课程现场教学的实施基于学校整车实验室,将授课地点安排在整车实验室,讲解理论知识的同时,向学生展示各系统组成和布置,变抽象为具体,更利于学生对课程内容的内化吸收。

2.讨论式教学。讨论式教学以启发式教学思想为基础,在教师的提示和引导下启发学生积极主动地思考问题,并在学生之间、师生之间进行相互交流和互动式思考和学习,从而使学生掌握教学知识点。讨论式教学有引导式和开放式两种[10]。“汽车电控技术”课程针对不同章节设计相应讨论问题,如“液力耦合器如何向综合式液力变矩器演变?”“当自动变速器手柄位于OD位和S位时,同一档位下执行机构的工作状态为什么不一样?”等等,可根据主题分别采用引导式或开放式讨论。同时,讨论式教学方法的运用,可以采用先分组再集合的方式开展,有利于学生得出最后的统一而聚焦的讨论结果。

讨论式教学不仅促使每位学生参与其中,同时也促进小组内学生间的交流和合作,因而是有效培养学生社会能力和个人效能的一种教学方法。

(五)细化考核评价

基于OBE的教学,课程的考核应该以课程培养目标的达成度评价为目标进行。根据“汽车电控技术”课程培养目标,设计相应的考核评价环节:(1)期末闭卷考试,考核、评价学生知识能力的达成情况;(2)故障诊断实操及分析报告,考核、评价学生技术能力的达成情况;(3)实验课程建模及仿真实验表现及报告,考核、评价学生工程能力、社会能力和个人效能达成情况;(4)翻转课堂及讨论环节,考核、评价学生社会能力和个人效能达成情况。

笔者对照“新工科”背景下应用型本科对人才培养核心能力的要求,以“OBE”“以学生为中心”为指导思想,对“汽车电控技术”课程进行了系统的改革。改革后的“汽车电控技术”课程,培养目标对标“新工科”人才培养五项能力要求和应用型本科专业人才培养目标,课程内容对接现代汽车电动化、智能化、新能源化和网联化 “四化”发展,教学环节、教学方法和考核評价均以五项核心能力的培养为核心进行设计,“OBE”和“以学生为中心”理念贯穿其中。在课程改革得以实施后的多轮持续改进下,课程培养目标的达成度必将得到持续提高,并将在专业课程体系中承担起“汽车电控技术”课程对人才培养的任务,支撑专业实现应用型本科人才和“新工科”人才的培养。

参考文献:

[1]周开发,曾玉珍.新工科的核心能力与教学模式探索[J].重庆高教研究,2017,(3).

[2]翟铁华.从应用型本科到应用本科:应用型人才培养模式的变迁[J].中国教育技术装备,2016,(3).

[3]陈新民.应用型本科的课程改革:培养目标、课程体系与教学方法[J].中国大学教学,2011,(7).

[4]马其华,闫业翠,周天俊.应用型汽车服务工程专业新工科建设的路径探索[J].黑龙江教育:高教研究与评估,2019,(10).

[5]周剑雄,苏辉,石志广.讨论式教学方法在大学课堂中的运用研究[J].高等教育研究学报,2008,(4).

[6]顾佩华,胡文龙,林鹏,等.基于“学习产出”(OBE)的工程教育模式——汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育

研究,2014,(1).

[7]迟媛.基于OBE理念下的应用本科型院校协同育人培养模式创新研究[J].高教学刊,2019,(21).

[8]杨毅刚,孟斌,王伟楠.基于OBE模式的技术创新能力培养[J].高等工程教育研究,2015,(6).

[9]吴峰,朱锡芳,邹全,等.基于翻转课堂的应用型本科实验教学方法研究[J].现代教育技术,2015,(5).

[10]王华.刍议讨论式教学法在高校课堂教学中的应用[J].黑龙江高教研究,2011,(10).

收稿日期:2019-12-10

作者简介:罗素云(1975—),女,湖南江华人,上海工程技术大学机械与汽车工程学院副教授,主要从事无人驾驶汽车环境感知研究。

基金项目:第五批上海市属高校应用型本科试点专业“汽车服务工程专业”建设(沪教委高〔2017〕79号)

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