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基于OBE理念的汽车理论课程教学改革

2021-01-03杨雪梅陈茹雯刘国兵

科教导刊·电子版 2021年32期
关键词:使用性能汽车理论

杨雪梅 陈茹雯 刘国兵

(南京工程学院汽车与轨道交通学院 江苏·南京 211167)

2016年6月,我国正式成为“华盛顿协议”成员。《华盛顿协议》的工程专业认证以产出导向为理念,产出导向也称为成果导向教育(Outcome Based Education,简称OBE),由Spady等人于1981年提出,是一种以学生的学习成果为导向的教育理念。OBE理念与我国工程教育改革的目标是一致的,其中心思想就是关注学生学习后具备何种能力,能为社会的发展做什么,并据以调整教学目标和教学过程。[1]

1 汽车理论课程简介及现状

汽车理论的先修课程包括高等数学、工程力学、汽车构造、发动机原理等,该课程也是许多后续专业课程开设的前提和基础。(1)课程理论性强,涉及知识面宽。以汽车使用性能分析为例,一般需要建立力学模型,分析影响因素,进行性能预测,这个过程涉及大量理论推导,掌握这个知识点不仅需要知道机械原理、理论力学和高等数学等基础知识,还要熟悉汽车构造、发动机原理、振动理论等专业知识。但在有限时间内掌握过多的理论内容对学生而言是一个非常大的挑战。[2](2)由于总学时限制,课程实践学时难以满足教学需要几乎是一个普遍现象。汽车理论是一门理论和实践紧密结合的课程。为加深和巩固对理论知识的理解,学生掌握的理论知识需要在实践环节中获得感性认识。但由于实践学时不足,实践训练往往难以达到预期效果;同时出于实验场地的限制或从学生安全性等方面的考虑,实际开设的实验项目也会受到多种因素限制,导致学生参与程度不高、实践教学开展难度大、学生的主动性和积极性不高。(3)教学模式单一:传统教学方式往往以教师为中心,以课堂为渠道,学生处于被动接受地位,整个教学过程中,学生的主动性、参与性难以得到有效激发,导致自主学习兴趣不高。在很大程度上这也是学生创新能力不足的原因之一。(4)评价体系简单:课程学习成绩往往以“考勤+作业+期末考试”的方式进行评定,考核方式简单,期末考试占比过大,过程考核不足。对学生的工程意识和创新能力的评价基本是空白。综上,分析既往教学方式的弊端,改进教学内容,创新教学模式,以期获得较好的教学效果,是该课程教学改革的重要目标。

2 基于OBE理念的汽车理论课程改革

2.1 合理制定课程目标

OBE教育理念强调学生在学习之后获得的能力以及相应的学习成果,并以成果为目标反向调优教学环节。立足于我校应用型人才培养的办学定位,围绕行业人才需求标准以及专业认证标准,所确定的汽车理论课程教学目标在考虑既往的知识灌输基础上,聚焦重点,并更加注重能力的培养,具体如下:(1)结合学科专业特点,在课堂教学中融入思政教育,培养学生精益求精的工匠精神,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。(2)掌握汽车使用性能的评价指标、评价方法,具备汽车使用性能的分析与计算能力。(3)掌握汽车使用性能与结构参数之间的内在联系,具备应用相关理论分析和预测汽车使用性能的能力。(4)能够针对汽车使用性能约束选择合理的设计参数,并分析提出提高汽车使用性能的方法。

2.2 思政教育融入教学

课程教学中适当引入当前汽车行业的发展趋势和现状的介绍,增强学生对民族工业发展的责任感和使命感,强化学生的民族自信及爱国情怀;通过课题讨论的方式,激发学生的探索精神和创新意识,鼓励学生的科技创新活动。比如,在讲授汽车动力性及经济性时,通过对比汽油车及新能源汽车,帮助学生理解国家发展新能源汽车的目的和意义,引导学生思考国家节能减排举措及新能源汽车发展的关系,帮助学生增强社会责任感。在讲授汽车制动性时,通过案例分析,说明汽车也可能带来安全方面的负面影响,帮助学生了解遵守交通法规的重要性,同时将安全生产也作为思政教育元素,帮助学生理解国家有关汽车安全行驶和安全生产的政策法规,自觉树立安全意识。在实验实训过程中,注意培养学生的实践创新意识,结合大创项目开展实践创新能力训练,并培养学生求真务实的工匠精神。

2.3 迭代改进教学方法

(1)课堂教学的改进:以“学生为中心”的教改对课堂教学提出了更高的要求,要求教师在课堂上针对不同类型的教学内容采用合适的教学模式,以激发和培养学生的专业应用与科研创新能力。比如,在讲授汽车使用性能的评价指标及评价方法时,需要先建立相关的理论体系,教学过程以教师为主体,引导学生更快地掌握使用性能的基本概念、评价指标及评价方法;在讲授动力装置参数的选定时,学生需要能够以更感性的方式消化理解理论知识,比较同款车型在不同配置情况下的动力性和经济性,教学过程可以采用“案例教学法”,以帮助学生直观感受理论结果。与纯理论教学相比,“案例教学法”可以启发学生围绕案例展开讨论,促进独立思考,提高学生分析问题、解决问题的能力,激发学生的学习主动性和积极性,也活跃了课堂气氛。

(2)专业软件应用与虚拟仿真教学。专业软件的使用是学生今后应付各类挑战的重要手段。在课程教学过程中,有意识地引导学生产生对于专业软件的功能探索和使用兴趣,以软件使用促进理论学习,以课堂教学引导软件学习兴趣,既可帮助消化课堂内容,也可促进学生的课后学习。充分发挥专业软件的模拟仿真功能,高效低成本地开展实践教学。如在讲授动力性和经济性时,使用ADVISOR软件建立整车模型,模拟仿真汽车动力性和燃油经济性,形象直观地展现出汽车动力性及燃油经济性能参数,帮助分析动力性和经济性的影响因素。由于道路实验条件所限,平顺性的道路实验较难实现,教师可使用ADAMS软件建立悬架仿真模型,对汽车的平顺性进行仿真分析,使力学分析直观化、公式推导形象化、分析结果可视化,有效增强学生对所学课程的感性认识,促进对授课内容的理解,提高教学效果以及课堂的交互性和趣味性。

(3)线上教育平台的应用。线上教育平台作为一种的新的教学媒介可以帮助学生建立与时俱进的常态化学习能力。在校期间掌握相关的线上学习手段可以为学生在毕业后开展继续教育学习奠定基础。以“超星学习通”作为课程教学的辅助平台,一定程度上可以弥补授课学时少的不足,拓展自主学习内容,方便学生的课后复习。将知识点以微课的方式录制为教学视频,可以帮助学生根据自己掌握知识点的情况选择性反复观看。视频时长一般控制在20分钟左右,可以避免学生因观看时间过长而造成的注意力分散现象。这些平台的应用也提高了随堂测验的效率,加强了与学生之间的互动交流。

2.4 完善多元考核机制

以期末考试作为主要考核方式时,由于其成绩占比较大(约占总成绩的70%),形成“一考定终身”的现象。在注重学生多方面能力培养的前提下,引入多元化考核机制可更好考查学生学习的综合情况,有助于引导学生的学习兴趣、学习积极性及其创造性思维。

(1)过程考核多元化。强化学习过程考核可以提高学生的学习质量。平时成绩除考勤、课后作业之外,增加课堂讨论、课堂测验及大作业等开放型考核方法。课堂讨论由教师给出相关课题,学生自愿组合协作。安排一定的时间请完成较好的小组将自己的成果以翻转课堂的形式讲解给其他同学,在此过程中学生也可以辩论。在课堂时间不足的情况下,通过线上讨论的方式补充开展相关活动。这种方式较好地提高了学生的学习积极性。

(2)期末考试规范化。期末考试一般以闭卷笔试的方式进行。建立汽车理论标准化试卷库,使考试命题科学化、规范化。试卷命题以理论知识为主,注意命题的灵活性和覆盖度,重点考查学生对理论知识的掌握情况,体现教学目标的基本意图。

3 结语

以OBE理念引导的教学改革更加注重学生实际能力的培养。汽车理论的教学既要使得学生掌握与汽车基本性能相关的专业知识,也要注重学生的应用实践能力的培养与科研创新意识的树立。在“以学生为中心”和“成果为导向”教育理念的指导下,以多元化的教学模式和考核体系来优化调整教学过程,可有效促进学生的自主学习和自我驱动学习,增强对未来不确定挑战的应付能力,同时,也可以加强教师教学能力培养,实现以学促教,以教导学,多样施教,协同育人,促进课程教学机制的综合改革与优化。

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