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新工科背景下汽车“新四化”精品教材与课程一体化建设

2024-02-25陈刚王良模王陶周云波

高教学刊 2024年4期
关键词:一流课程一体化建设新工科

陈刚 王良模 王陶 周云波

摘  要:以低碳化、电动化、智能化、无人化为代表的新一轮科技革命,具有重要的科学意义和应用前景。精品教材和一流课程及交叉融合新课程建设是新工科背景下一流专业内涵建设的重要内容。该文聚焦新时代下的南京理工大學机械工程国家一流专业建设和车辆工程江苏省一流专业建设,基于团队主编的“十三五”国家重点出版规划项目现代机械工程系列精品教材、第七届兵工高校精品教材、新工科教材,进行精品教材与汽车“新四化”的技术基础课程和核心课程一体化建设研究,实现课程教材的良性协同互促,取得显著的实践成效。

关键词:精品教材;一流课程;交叉融合课程;一体化建设;新工科

中图分类号:G642      文献标志码:A          文章编号:2096-000X(2024)04-0034-04

Abstract: The new round of scientific and technological revolution represented by low-carbon, electricized, intelligent and unmanned has important scientific significance and application prospects. The construction of high-quality textbooks, first-class course and new cross-integration course is an important content of the first-class major under the background of new engineering. The article focuses on the national first-class major construction of mechanical engineering and the first-class major of Jiangsu Province of vehicle engineering in Nanjing University of Science and Technology under the new situation, facing the major national needs of the new four modernizations. Based on the national key publishing plan for excellent textbooks of modern mechanical engineering, excellent textbooks for the seventh military universities, and new engineering textbooks, the integrated construction among excellent textbooks and the technical basic course and core courses of the automotive new four modernizations is conducted, so that mutual promotion between the courses and textbooks is realized. Remarkable practical results are achieved.

Keywords: excellent textbooks; first-class course; cross-integration course; integrated construction; new engineering

立德树人是高校的立身之本,人才培养质量是高等教育的生命线。课程是人才培养的核心要素,课程质量直接决定人才培养质量。精品教材和一流课程及交叉融合新课程建设是新工科背景下一流专业内涵建设的重要内容[1]。高水平人才匮乏是制约我国现代制造产业自主创新和自主研发及自主试验能力提升的重要因素,全面深化教育教学改革势在必行[2-5]。

新时代地面车辆和工程机械等运载工具,是大国科技竞争的战略制高点、国民经济的核心支柱。以低碳化、电动化、智能化、无人化为代表的新一轮科技革命,具有重要的科学意义和应用前景。面向地面运载工具“新四化”的国家重大需求,依托团队主编的“十三五”国家重点出版规划项目现代机械工程系列精品教材、第七届兵工高校精品教材、新工科教材,进行精品教材与汽车“新四化”的技术基础课程和核心课程一体化建设研究,实现课程教材的良性协同互促和课程教材项目的教学教研相长,支撑南京理工大学机械工程国家一流专业和车辆工程江苏省一流专业的内涵建设发展。

一  问题描述

近年来,教育部积极推进新工科建设,形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”,全力探索工程教育的中国模式、中国经验,助力高等教育强国建设。教育部在复旦大学召开的高等工程教育发展战略研讨会,探讨了新时期工程人才培养、新工科的内涵特征、新工科建设与发展的路径选择。教育部在天津大学召开的新工科建设研讨会,培养造就一大批多样化、创新型卓越工程科技人才,为我国产业发展提供智力和人才支撑。教育部在北京召开的新工科研究与实践专家组成立暨第一次工作会议,全面启动、系统部署新工科建设,聚焦国家新需求、谋划工程教育新发展。

在新工科背景下,国内外各高校都对汽车“新四化”非常重视。国内清华大学、吉林大学、北京理工大学、湖南大学、同济大学、上海交通大学、西南交通大学和南京理工大学等“双一流”高校,国外美国密西根大学、美国普渡大学、美国加州大学伯克利分校、德国达姆施塔特工业大学、德国布伦瑞克工业大学、英国考文垂大学和日本东京大学等设有车辆工程或机械工程学科的高校,都开设了汽车电子电器和自动驾驶技术课程,部分高校进行了相应的教材建设。

汽车电器与电子控制技术是新能源汽车和智能网联汽车的关键共性技术,是汽车“新四化”的技术基础课程。自动驾驶技术概论是汽车“新四化”的核心课程。文章面向地面运载工具“新四化”的国家重大需求,主要解决两个教学问题。

聚焦南京理工大学机械工程国家一流专业建设和车輛工程江苏省一流专业建设,针对汽车“新四化”的技术基础课程汽车电器与电子控制技术,一流课程和精品教材进行一体化建设,实现课程教材的良性互促协同建设能力亟待加强。

根据“321”人才培养模式改革思路的要求,依托国家重点出版规划教材和科学出版社专著,做好汽车“新四化”的核心课程自动驾驶技术概论交叉融合课程建设规划,实践新工科背景下的教学教研相长能力亟待加强。

二  建设研究

汽车“新四化”精品教材和课程一体化建设研究如图1所示。新工科背景下依托团队主编的“十三五”国家重点出版规划项目现代机械工程系列精品教材、第七届兵工高校精品教材、新工科教材,进行了精品教材和汽车“新四化”的技术基础课程、精品教材和汽车“新四化”的核心课程的一体化建设,以支撑南京理工大学机械工程国家一流专业和车辆工程江苏省一流专业的内涵建设。

(一)  精品教材和汽车“新四化”的技术基础课程一体化建设

聚焦南京理工大学机械工程国家一流专业建设和车辆工程江苏省一流专业建设,依托主编的第七届兵工高校精品教材《汽车电子控制技术》、“十三五”国家重点出版规划项目现代机械工程系列精品教材《自动驾驶概论》、新工科教材《汽车电器与电子技术》、校级规划教材《汽车电子电器与故障诊断综合实验教程》等系列教材教学资源,进行高水平精品教材与汽车电器与电子控制技术一流课程的一体化建设,激发学生的学习兴趣,推广实践研究型课堂教学模式,实现课程教材的良性协同互促。

(二)  精品教材和汽车“新四化”的核心课程一体化建设

依托编著的“十三五”国家重点出版规划项目现代机械工程系列精品教材《自动驾驶概论》、科学出版社专著《电磁直驱无人驾驶机器人动态特性与控制》、江苏省重点教材《机械工程导论》、校级规划教材《汽车新技术概论》、国家自然科学基金项目、国家科技重大专项课题和江苏省重大科技成果转化项目等系列教材教学资源和高水平研究项目,按照“321”人才培养模式改革思路,建设交叉融合新课程自动驾驶技术概论,开发课程大纲和教学实施计划,创设新工科背景下的教学模式和多元评价考核方法,实现课程教材项目的教学教研相长。

(三)  项目式教学改革创新

面向低碳化、电动化、智能化和无人化的汽车“新四化”的发展需求,服务新能源和无人驾驶的国家重大战略,针对金课和新课的教学全过程,应用汽车“新四化”课程中的概念和方法,根据课程的核心知识设计以专业问题、解决方案、技术调研为主的工程研究项目,夯实学生专业基础知识和技术的应用能力,推进课程教学向能力培养和质疑思辨转变。

课程融合国家科技重大专项、国家自然科学基金、江苏省重大科技成果转化项目、江苏省产学研前瞻性联合研究项目、企业新产品研发项目、企业新技术开发项目等具有真实性和挑战性的企业工程案例或科研项目,将课程知识融入项目中,引导学生提出问题、规划方案、解决问题、评价反思,唤起学生好奇心,促使学生参与并主导整个过程,以此来解决具有现实意义的问题。在教学全过程中培养学生分析解决实际工程问题、沟通交流、思辨表达、团队协作的科研实践创新综合质素能力。通过普通教室、智慧教室、专业实验室多维空间授课,将课堂课后学习、主题专题研究、实物实验实践有机结合,“研中学”“做中学”,培养学生工程创造思维和科研实践创新的综合能力。

(四)  课程思政建设研究

课程思政是高校在落实立德树人根本任务的过程中体现马克思主义指导地位,实现习近平新时代中国特色社会主义思想进教材、进课堂、进头脑的方法[5]。汽车“新四化”金课与新课的课程思政坚持价值塑造、知识传授和能力培养三位一体,将思想政治教育与专业知识技能教育有机融合,不仅培养学生的专业技术基础知识及其工程实践与科研创新能力,还要激发学生的民族自豪感和国家荣誉感,增强中国特色社会主义“四个自信”。车辆装备先进制造业是国家战略新兴产业的重要内容,明确汽车制造业在实现制造强国战略中的地位和作用。

从中国汽车文化及其工业技术发展,分析学生在实现制造强国战略中应肩负的责任和使命,培养学生善于解决问题的综合能力、勇于探索的创新精神;我国高性能车规级芯片依赖进口,明确中国汽车制造业大而不强的现状,激发学生明确新时代的自主奋斗目标,激励学生新时代下的自主奋斗和自强不息,勇于攀登科技高峰,增强建设汽车制造强国的责任感和时代使命感;以实际案例彰显中国民族品牌在产业自主创新、自主研发、自主试验能力方面的提升,明确汽车制造业在实现制造强国战略的地位和作用,弘扬为国奉献的学习动机,构筑梦想,增强国家荣誉感、时代使命感、社会责任感,培养学生良好的学习习惯、社会责任感以及爱国主义核心价值观,培根铸魂育新人。

课程创新设计了思想政治素质、问题启发、小组主题讨论、实验探究等能力协同培养的情景实验教学模式。通过汽车工业文化与技术发展及其产业体系发展历程的穿插介绍,结合国际热点和党中央指导方针政策,践行中国特色社会主义核心价值观,基于产出导向的理念,以国际热点解读、指导精神进课堂等主题创建线上课程和微课小视频,调动学生的参与积极性。以讲练结合、精讲多练、合作学习、翻转课堂、自主课堂和项目化教学等方式,实现思政理论与专业实践的有机融合,推进课程思政的有效开展,提升课程内容的授课水平,培养学生的思想政治素质,从而实现课程思政教学目标。

三  实践推广

(一)  应用推广

团队主编的《自动驾驶概论》《汽车电子控制技术》《汽车电器与电子技术》《汽车新技术概论》《电磁直驱无人驾驶机器人动态特性与控制》等系列教材教学资源[6-10]在上海交通大学、华中科技大学、东南大学、哈尔滨工业大学、西北工业大学、山东大学、重庆大学、湖南大学、南开大学、厦门大学、电子科技大学、中国农业大学、中北大学、南京理工大学、河海大学、武汉理工大学、合肥工业大学、郑州大学、长安大学、华东理工大学、北京交通大学、燕山大学、中国石油大学、贵州大学、深圳大学、东华大学、北京邮电大学、武汉理工大学、广西大学、上海理工大学、南京信息工程大学、南京林业大学、江苏大学、河北工业大学、北京工业大学、重庆理工大学、太原理工大学、华南理工大学广州学院、太原科技大学、北方工业大学、武汉科技大学、天津理工大学、天津工业大学、上海电力大学、山东理工大学、青岛理工大学、成都理工大学、汕头大学、辽宁科技大学、江苏科技大学、湖南师范大学、华东交通大学、河南科技大学、河南工业大学、江西理工大学、广西科技大学、安徽理工大学、安徽工业大学、长春大学、烟台大学、天津财经大学、河北农业大学、鲁东大学、山东科技大学、西安建筑科技大学、新疆农业大学、西南林业大学、福建农林大学、沈阳航空航天大学、成都信息工程大学、青岛大学、桂林电子科技大学、山东建筑大学、山东农业大学、江西农业大学、山西农业大学、青岛农业大学、西安工程大学、辽宁工业大学、佳木斯大学、湖北汽车工业学院、桂林科技电子学院、北京农学院、浙江科技学院、重庆科技学院、白城师范学院、南宁学院、三明学院、唐山学院、北京城市学院、厦门理工学院、厦门工学院、盐城工学院、湖北文理学院、桂林航天工业学院、肇庆学院、宁波工程学院、九江学院、郑州财经学院、河南交通学院、山东交通学院、湖南交通工程学院、鄂尔多斯应用技术学院、北京劳保学院、嘉兴学院、长沙学院、天水师范学院、三明学院、黑龙江工程学院、安阳工学院、贵阳学院、上海建桥学院、大庆师范学院、广东理工学院、南宁学院、成都工业学院、华德学院、重庆机电职业技术大学、安徽机电职业技术学院、广西交通职业技术学院、广东交通职业学院、内江职业技术学院、浙江汽车职业技术学校、安阳职业技术学院、徐州工业职业技术学院、重庆水利电力职业技术学院、九江职业技术学院、苏州健雄职业技术学院和吉利汽车集团等几十所高校企业获得应用,教学成果应用范围大,受益面广,遍布全国,产生了良好的社会和经济效益。

另外,教学团队受机械工业出版社邀请,面向全国机械工程领域的同行专家,在“机工教育大讲堂”进行了普通高等教育一流专业一流课程汽车类公益讲座,对申请的精品教材和课程一体化建设改革探索创新教学成果进行了宣讲,机械工业出版社反馈“效果很好,很受欢迎”。

(二)  实践成效

课程教学改革创新建设取得了显著成效,团队教师教学能力显著提升,获“十三五”国家重点出版规划项目现代机械工程系列精品教材、第七届兵工高校精品教材奖、江苏省研究生教育改革成果二等奖、江苏省高校微课教学比赛三等奖、江苏省一流课程、南京理工大学优秀教材一等奖、南京理工大学教师讲课竞赛一等奖、南京理工大学教学成果奖二等奖和南京理工大学优秀教师等奖励。

团队依托本教材和课程,指导学生获中国大学生方程式汽车大赛一等奖、中国大学生方程式汽车大赛二等奖、中国大学生电动方程式大赛二等奖、江苏省优博、江苏省优硕和南京理工大学优秀毕业设计等奖励,并为中国中车、中国机械工业、中国兵器工业、中国电科、中国电子、中国航发、上汽集团和吉利集团等单位输送了一批优秀人才,实践效果好,育人成效突出。

四  结束语

新时期的地面车辆和工程机械等运载工具,是国民经济和科技创新不可替代的支柱领域。以低碳化、电动化、智能化、无人化为代表的新一轮科技革命,具有重要的科学意义和应用前景。精品教材和一流课程及交叉融合新课程建设是新工科背景下一流专业内涵建设的重要内容。

文章面向地面運载工具“新四化”的国家重大需求,依托团队主编的“十三五”国家重点出版规划项目现代机械工程系列精品教材、第七届兵工高校精品教材、新工科教材、科学出版社专著等教材教学资源,进行了精品教材与汽车“新四化”的技术基础课程和核心课程一体化建设研究,实现了课程教材的良性协同互促和课程教材项目的教学教研相长,有效支撑了南京理工大学机械工程国家一流专业和车辆工程江苏省一流专业的内涵建设。

参考文献:

[1] 乔莉,袁军堂,汪振华,等.需求牵引能力导向多模式培养机械工程创新人才[J].中国大学教学,2019(5):19-23.

[2] 陈刚,王良模,王陶,等.一流课程汽车电器与电子学建设研究与实践[J].高教学刊,2021,7(20):35-38.

[3] 侯卫红,刘金娥.高校协同育人培养机制创新方向探讨[J].中国大学教学,2020(1):42-44.

[4] 汤国安,闾国年,龙毅.基于精品化战略的地理信息系统专业课程与教材一体化建设[J].中国大学教学,2008(5):44-45.

[5] 杨祥,王强,高建.课程思政是方法不是“加法”——金课、一流课程及课程教材的认识和实践[J].中国高等教育,2020(8):4-5.

[6] 陈刚,王良模.汽车电器与电子技术[M].北京:机械工业出版社,2020.

[7] 陈刚,王良模,王冬良,等.汽车电子控制技术[M].北京:机械工业出版社,2017.

[8] 陈刚,殷国栋,王良模.自动驾驶概论[M].北京:机械工业出版社,2019.

[9] 陈刚,王良模,杨敏,等.汽车新技术概论[M].北京:国防工业出版社,2016.

[10] 陈刚.电磁直驱无人驾驶机器人动态特性与控制[M].北京:科学出版社,2017.

基金项目:国家自然科学基金项目“电磁直驱无人驾驶机器人动力学特性及协调控制机理研究”(51675281);南京理工大学高等教育教学改革研究课题“《汽车电子控制技术》、《自动驾驶概论》精品教材和课程一体化建设”(2021-A-1)

第一作者简介:陈刚(1981-),男,汉族,山东寿光人,博士,副教授。研究方向为机械工程、车辆工程、教育教学。

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