谭草 葛文庆 李波

[摘 要] 为了满足创新型专业技术人才培养需求，着力培养学生将创新思维与创新方法应用于解决复杂工程问题的能力，符合工程教育认证的专创融合课程教学改革成为教育的大势所趋。团队在车辆工程专业的教学过程中，将创新思维、创新方法融入教学内容，以学生为中心设计教学方法，以产出为导向调整课程考核方法，并探索课程教学的持续改进机制，提高学生的专业水平和创新能力。以“汽车构造”为例，对该课程工程教育认证背景下的专创融合进行了尝试与探索。

[关键词] 工程教育认证;专创融合;车辆工程;汽车构造

一、引言

创新是第一动力，是一个民族进步的灵魂，也是实现中国制造、新旧动能转化等国家战略的基础。创新靠人才，工程教育认证体系为高级专业人才的培养提供了重要的参考。人才培养目标的实现，离不开课程教学的支撑，工程教育认证体系下的专创融合课程教学改革具有重要意义。

李克强总理提出的“双创”精神，掀起了“大众创业、万众创新”的浪潮，高校的创新教育也如雨后春笋般展开。在高校，创新教育主要以公共选修课的形式开课，部分课程由辅导员承担，在教学管理、学生学习方面没有得到足够重视。公选课教师以及部分辅导员与学生专业不一致，导致课程内容在学生参加专业设计、创新竞赛等活动时，难以发挥作用，创新课程被视为“水课”[1]。部分创新创业教育改革较早的学校，为专业学生开设了相关课程，但课程往往安排在低年级，学生尚未接触专业知识、对专业领域复杂工程问题理解、分析能力欠缺，使得即使达到了课程目标，也未能较好地支撑相关毕业要求[2]。在专业基础课程中开展专创融合教学，是提升学生在专业领域中创新能力的有效途径。

我国成为《华盛顿协议》的第18个正式成员单位，象征着我国工程教育质量及其保障机制得到国际工程教育界的认可，目前大量的本科专业建设难以达到工程教育专业认证底线。工程教育专业认证遵循“产出导向、以学生为中心和持续改进”三个基本理念，国内外在基于基本理念的毕业要求、培养方案、课程体系、课程教学建设等方面展开研究，获得了大量研究成果[3-5]。然而，达到课程教学的课程目标是实现毕业要求、进而完成培养目标的根本，既要符合工程教育认证要求、又要进行有效的专创融合，成为专业课程教学改革的难点。

本文以“汽车构造”为例探索工程教育认证体系下的专创融合课程教学改革与实践。“汽车构造”是车辆工程、交通工程等专业的一门重要专业基础课程，在国家级一流专业建设、工程教育认证、创新型专业技术人才培养的工作中，起到重要的支撑作用。然而，作为一门传统课程，在汽车行业智能网联化的浪潮中需要持续改进课程教学，才能满足面向产出的创新型人才培养需求。

二、汽车系列课程教学的困境

汽车系列课程作为车辆工程、交通运输等专业的主干课程，主要包括汽车构造、汽车理论、汽车设计、汽车车身设计、汽车电器、汽车动力装置等。其特点是学科知识面广泛、交叉性强，涉及机械、电子、液压、控制等诸多学科，课程的理论性、实践性都很强，学生学习起来比较困难。近年来，在新能源汽车、智能网联汽车等浪潮的冲击下，“汽车构造”课程在授课与学习环节均面临着一些困境，具体如下。

1.课程学时与教学目标之间的矛盾。课程内容繁多而学时相对较少，出现进一步减少学时的趋势，每节课的授课知识量大，学生刚刚接触专业知识，难以及时消化和理解，课程目标难以达成。

2.“填鸭式”教学与学生为中心之间的矛盾。作为传统专业课程，教学内容相对固定老套，课程知识与实践体系中将以淘汰的实车作为教具，缺乏对新技术、新理论的科普和讲解，导致学生缺乏主观能动性。

3.行业技能需求与实际人才培养的矛盾。近年来部分车企对新能源技术、智能网联技术、无人驾驶技术等新兴技术青睐有加，而对车辆工程方向学生招聘需求不大，进一步打压了学生对该类课程的学习兴趣与动力。

4.传统知识与专创融合之间的矛盾。作为专业基础课程，教学内容体现创新思维的较少，能结合创新方法的知识点有待挖掘，难以培养学生专业领域的创新思维，创新方法难以运用到解决复杂工程问题中。

5.考核方式与面向产出之间的矛盾。考核方式过于刻板，目前大多数学校针对内燃机系列课程都采用期末闭卷考试的方式，导致学生通过死记硬背、被动学习的情况，不利于培养学生的创新能力。

因此，从国家级一流专业建设、工程教育认证、创新型专业技术人才培养的角度考虑，对“汽车构造”等传统专业课程持续改进，以产出为导向，提高学生的主观能动性，着力培养学生将创新思维與创新方法应用于解决复杂工程问题的能力。

三、课程教学目标

“汽车构造”以几种比较常见的、具有代表性的典型车型为例，系统讲授现代汽车的构造和工作原理。通过本课程的学习，学生能够对汽车的整体、发动机及底盘的结构和工作原理有比较全面的认识，并理解汽车结构的一般规律，为后续课程的学习奠定专业基础。面向工程教育认证标准和毕业要求，修订了“汽车构造”课程的知识、能力和素质目标[6]。

1.课程目标1。熟悉三、四种典型车型的基本结构和汽车领域技术前沿及发展趋势，并理解掌握汽车发动机、底盘各部分的组成及工作原理等基本知识。

2.课程目标2。运用所学过的画法几何与工程制图、机械原理和汽车结构及工作原理等基础知识提升汽车结构图等识图技能。通过实践环节结合理论学习能够掌握基本的拆装要领和装配技法，锻炼实验动手能力。能够进行汽车主要系统及零部件的结构分析、材料及制造工艺的分析等，并结合技术前沿知识锻炼在设计开发汽车产品过程中的创新意识。

3.课程目标3。掌握汽车构造知识技能，并能与数学、工程制图、力学、计算机应用、机械设计等知识相结合，综合考虑汽车性能的需求，将汽车结构原理知识应用于解决汽车产品的设计分析等具体工程问题。

4.课程目标4。理解汽车各总成结构及工作原理对能源消耗、尾气排放、安全舒适等方面的影响。

四、教学内容深度专创融合

实现课程专创融合的途径主要有两条：创新思维与教学内容融合，创新方法与教学内容融合。前者着眼于提升学生的分析能力，而后者聚焦于提升学生的设计能力。在课程教学之中适当增加创新性思维、创新方法及其应用、TRIZ理论体系及主要工具、40个发明原理及其应用等内容，结合专业知识，学生能够掌握创新性思维规律和创新方法，并养成良好的创新意识和创新能力。

创新思维与教学内容融合方面。传统汽车构造每个章节的教学内容思路主要为：系统的结构、原理、分类，基本系统中关键零部件，现有典型系统。教学中将TRIZ（Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch）中的技术系统S-曲线进化法则、八大技术系统进化法则、九屏幕法等创新思维融入教学内容，让学生更加清楚地理解汽车结构的一般规律，同时预测在课本之外的发展现状，并通过前沿知识引入课堂对学生的预测进行证明。由此，目前的章节教学内容思路调整为：系统的结构、原理、分类，基本系统及关键零部件，系统发展一，系统发展二（如果有），系统发展规律与预测。

创新方法与教学内容融合方面。将TRIZ理论中40个发明创新原理及其应用融合进教学内容，在系统迭代发展的过程中进行对比，分析系统性能的改善是运用了何种发明原理;同时使用发明原理对系统性能进行进一步的改善，预测未来可能的产品。由于学校在本科一年级下学期即开设了“创新思维与综合素质”作为公共基础课，对TRIZ理论进行了系统的学习，在“汽车构造”的教学内容中融合创新思维、创新方法是水到渠成。

五、教学方法突出以学生为中心

为了提高学生的主观能动性，着力培养学生将创新思维与创新方法应用于解决复杂工程问题的能力，结合“汽车构造”课程特点，探索了新的教学方法和手段。

1.紧密结合学院搭建的“一专业、一社团、一赛事”创新实践平台，着力培养“有社会责任、有创新精神、有专门知识、有实践能力、有健康身心”的应用型高级专门人才。目前车辆工程专业主要聚焦中国大学生方程式汽车大赛、智能车大赛，建有至尚方程式赛车队、智能车协会等学生组织，至尚方程式赛车队、智能车协会等在学生中具有较高知名度和认可度，本专业学生对车队、协会活动参与度较高。在“汽车构造”教学中，减少老旧汽车型号作为教具的讲解，将方程式赛车、智能车作为学习对象，显著增强了学习兴趣，解决了学生科创竞赛遇到的具体问题，进一步激发学生参加科创竞赛的热情。

2.精细化多媒体教学，图文并茂，让图片动起来。人工智能、智慧学堂、慕课等的迅速流行，对课题教学的吸引力提出了重大的挑战。从课件制作方面考虑，应尽可能减少文字内容，以图片、动画和视频形式为主进行展示和讲解，激发学生的兴趣点和课堂感染力，避免传统课堂中板书为主的枯燥无味。结构形式、系统部件以及性能特点等方面能更好地展示，使学生能够深入理解课堂内容。

3.增强课堂互动、线上互动。基于智慧树等线上教学平台，在案例引入、规律分析、发展预测等方面，通过分组讨论、课题弹幕等形式增加师生互动;重要知识点讲解之后随即设置知识点在线测试习题，学生能及时巩固所学、并且学以致用。结合学科专业发展前沿、重要技术发展、创新思维与创新方法等相关基础知识，建立线上课程，供学生课下查看。通过课下线上发布公告、组织讨论等方式，带动学生自主学习。

六、考核方式聚焦产出导向

课程考核以评价学生学习达成课程目标情况为目的，并通过形成性评价及时监控和反馈学生的学习成效，以促进教师改进教学和学生调控学习。本课程考核总评成绩由平时成绩（20%）、期末考试成绩（70%）和实验成绩（10%）三部分组成。

平时成绩主要通过课堂表现、上线学习、课下作业等形式进行考核，考查学生掌握汽车构造知识、技术前沿及发展趋势的情况（课程目标1），考核学生识图论述主要系统结构组成、动力传递等相关知识的能力（课程目标2）。期末考试考核学生掌握汽车构造各大系统的主要结构、功能，掌握各个系统中有代表性构件的结构、工作原理、动力传递，分析主要结构相关的其他机构的组成和功用（课程目标3），重点考查专业基础知识的掌握（课程目标1）、识图论述主要系统结构组成、动力传递等相关知识的能力（课程目标2）以及综合考虑舒适、节能、环保等因素的汽车产品分析设计能力（课程目标4）。鼓励学生实验时积极动手、动脑，主要考核学生掌握重要组成及部件的结构，以及工作原理（课程目标3），掌握基本的拆装要领、装配技法、各种调整数据等实验动手能力的情况（课程目标2）。

七、课程教学持续改进机制

通过长期专创融合的课程教学改革与实践，团体建立了工程教育认证体系下的专创融合课程教学持续改进机制如图1所示，定期安排團队教师参加创新创业师资培训，将创新思维、创新方法与教学内容融合，针对大学生科技比赛、大学生社团等载体进行教学，同时基于线上教学平台增强线上线下混合模式下的师生互动，以提高学生的主观能动性，通过产出导向的考核方式，持续调整师资队伍、教学内容、教学方法等，最终有效培养学生将创新思维与创新方法应用于解决复杂工程问题的能力。

参考文献

[1]李志义.解析工程教育专业认证的学生中心理念[J].中国高等教育，2014（21）：19-22.

[2]赵彦峻，曹立军，王欣，等.创新创业与机械专业基础课融合的实践与探索[J].教育现代化，2019，6（49）：31-32+50.

[3]石莹，李波，刚宪约.基于虚拟仿真技术的汽车构造教学研究[J].教育现代化，2019，6（93）：140-142.

[4]高相胜，昝涛，王民.工程教育认证新标准下毕业要求达成度评价方法研究[J].教育教学论坛，2020（7）：3-5.

[5]贾文友，刘莉，梁利东，等.基于成果导向理念的专业课程体系设计研究[J].中国现代教育装备，2020（1）：55-57+64.

[6]赵国勇，许云理，曲宝军，等.面向工程教育认证的电气控制技术与PLC课程改革[J].中国现代教育装备，2020（5）：57-59.