工程認證標準下《汽車電器與電子控制技術》課程教學改革研究*

王偉　楊浩東（常熟理工學院 電氣與自動化學院，江蘇 常熟 215500）

工程認證標準下《汽車電器與電子控制技術》課程教學改革研究*

王偉楊浩東
（常熟理工學院 電氣與自動化學院，江蘇 常熟 215500）

以工程教育認證為契機，針對《汽車電器與電子控制技術》課程進行教學改革，采用成果導向，反向設計的方法，修訂教學大綱，明確課程教學目標和學習成果，設計了工程項目驅動的教學過程，在教學過程中以學生為導向，教師指導的基本原則，實時監控教學過程，對學生的學習成果進行合理評價，并以評價結果作為持續改進的指導，形成從目標到實施再到改進的閉環課程教學質量管理的閉環系統。

工程教育認證；成果導向；項目驅動教學；持續改進；自動化測試技術

自2013年6月，中國成為《華盛頓協議》協議簽約成員以來，說明了我國工程教育已經具備較好的基礎，人才培養的層次結構、類型和質量在一定程度上得到了國際上的認可。而工程教育認證有助于進一步提高專業工程人才的培養質量、教學質量，加強高校和企業的聯系和合作，因此國內很多高校和各個專業都積極參與到其中。

我校自動化專業在2010年下半年開始啟動“卓越工程師培養計劃”，與相關企業建立了校企合作的人才培養模式，在學生的工程能力培養和教師的工程教育水平方面取得了一定的成效，在此基礎上，2013年底開始啟動工程教育工作。《汽車電器與電子控制技術》作為自動化專業的核心課程之一，緊貼地方產業特點和行業優勢，展開符合工程教育認證的本科教學改革。

一、制定符合工程教育認證要求的教學大綱

工程教育的基本要求是成果導向（Outcome Based Educa原tion，OBE）教育，指教學設計和教學實施的目標是學生通過教育過程最后所取得的學習成果［1］。具體包括學習成果、學習過程的實施方法和成果評價。

在此基礎上，根據《汽車電器與電子控制技術》的課程特點和專業認證的要求，重新制定了符合自動化專業工程教育認證中所提出的相關畢業要求的教學大綱，大綱中明確規定了經過本課程的學習，學生應具備的解決復雜工程問題的能力，提出了要保證這些能力所采用的教學內容和方案以及學習成果的評價方法。

二、教學目標

既然工程教育以結果為導向，在教學過程中的目標就需要落實到學生在完成學習過程后能達成的學習成果上，因此在教學中采用反向設計方法。本課程所對應的畢業要求主要是針對汽車電子零部件測控的行業背景，結合工程實踐和行業需求，通過實際工程案例，培養學生解決復雜工程問題的能力。

三、教學設計

確定教學目標的前提下，反向進行教學設計。教學設計中的關鍵問題在于，教學過程中的實踐案例應具備復雜工程問題的特征要求。只有在實際工程問題具有高度復雜性的前提下，才能對學生解決復雜工程問題的能力進行培養和鍛煉。

課程采用基于工程項目教學的理實一體化教學方法［2］。在與相關行業的企業進行了詳細的分析討論后，以企業的實際生產案例為背景，制定了“汽車電器與電子控制部件綜合測試系統設計”這一項目。該項目針對汽車零部件生產的在線檢測過程中，普遍存在零部件自動分料、堆料、排序等流程，需對零部件進行合格性測試，然后要對其電氣特性、零部件之間的匹配特性、零部件生產日期、生產線或操作員編號、檔案編號等采用標簽（或二維碼）進行標識，以便于分類和和產品質量的追溯。該項目符合工程認證標準下復雜工程問題的特征，項目具有涉及多個學科、多種技術、解決方案具有綜合性的特點。

涉及的學科主要有，（員）儀器儀表，包括多種數字量和模擬量傳感器、工業攝像頭和掃碼槍等；（圓）電機工程，主要是XYZ三維平臺的運動控制；（猿）計算機、控制，包括信號與圖像的采集處理、通信、軟件開發。

采用的技術主要包括傳感器檢測技術、控制技術、虛擬儀器技術、圖像處理技術等。

需掌握多種現代工具。前期電路設計，采用電氣設計軟件Eplan進行電氣圖紙設計；中期硬件調試，需要調試監控工具、打印機設計標簽工具、運動控制卡調試工具GalilTools等，對打印機、掃描槍、Galil運動控制卡、伺服電機進行參數設置及功能驗證；后期采用面向對象的圖形化編程工具LabVIEW實現軟件綜合控制。

項目設計過程如圖1所示。項目的設計過程是一個不斷分析、解決、驗證和修改的閉環過程，有助于學生針對各種問題和結果，運用所學的知識進行分析和總結，直到達到系統的功能要求。

圖1　項目設計基本流程

四、學習過程實施

學習過程是教學目標和教學設計的具體實施，學習過程的特點從教師導向型轉換為學生導向型，學生的角色從被動的知識接受轉換為以學習結果為目標，主動的對知識進行理解和掌握，進而運用并解決實際工程問題。

在教學過程中教師需要突出引導作用，尊重學生的學習規律，循序漸進的引導學生進行學習基礎理論知識、分析問題的特點、提出解決問題方案和進行結果驗證。項目完成采用由淺入深，首先將項目分成四個關聯的子問題，針對每個子問題，指導學生查閱相關技術手冊和資料，總結分析各部件的功能特點和使用方法，設計硬件電路并進行編程調試，培養學生的學習能力。在完成子問題的學習之后，學生對課程中所涉及的各學科中的相關內容和技術手段有了一定的了解，再進行最后的綜合系統設計。綜合系統設計可以前面的子問題為基礎，指導學生需考慮各個子問題在集成時可能出現的情況，為保證整個系統的功能，可能需要對之前設計的子問題的方案進行修改甚至重新設計，培養學生系統性的解決工程問題的能力。

五、學習成果評價

學習成果評價主要是針對學生過項目設計所能獲得的知識、技能行為，評價學生的知識應用能力、目分析和方案設計能力、設計系統部件的能力、團隊協作和交流能，并使學生認識到終身學習能力的重要性［3，4］。學習成果評價基于以下內容，（1）調研現代自動化檢測技術在汽車零部件生產線上的應用，了解行業的技術背景、發展趨勢和相關技術標準。（2）針對系統相關的4個子問題，分別進行各子問題的軟硬件設計、調試、結果分析。（3）針對綜合測試系統，制定解決問題的技術方案、實施、系統調試、運行和結果分析。（4）在設計測試系統過程中，對所涉及的人員分工、任務調配、項目的經濟成本和時間成本的管理、系統的性能指標和安全操作規程等方面問題的分析和解決。

此外，還考查項目設計中，學生的團隊分組協作，之間的分工、交流和對接等方面的內容。學生在項目設計過程中，主動的學習并思考可能出現的問題，以及解決問題的方案，學生撰寫規范的技術報告的能力。評價結果則基于對畢業要求的達成度，達成度越高則表明學生在該項畢業要求所對應的能力培養方面效果越好。

六、持續改進

持續改進是完整的課程教學質量管理的反饋環節，由此可構成閉環系統，通過對學習過程的監控和學習成果評價的分析，找出與表征學生能力培養的各個結果畢業要求之間的偏差，確定并總結其產生原因，找出解決方法，并在之后的教學過程中進行改進。改進包括教學設計、學習過程和具體的評價方法等方面，使之與教學目標相一致。

七、結束語

以學習結果為導向的工程教育理念在國際上一些工程教育發達國家已經經歷了多年的應用，有了廣泛的理論積累，并已被認為是一種切實有效的教育手段。采用該方法進行的《汽車電器與電子控制技術》課程的教學改革已實施兩輪教學，在教學過程中，以工程教育認證為標準，不斷在教學中嘗試新方法，思考新的教學思路，在培養學生的工程能力和提高學生的學習能力方面取得了較好的效果，增強了教師進行持續改革的信心和動力。

［1］李志義，朱泓，等.用成果導向教育理念引導高等工程教育教學改革［J］.高等工程教育研究，2014，2：29-34.

［2］袁少強，郭艷玲，張平，等.基于工程項目教學法的控制實驗平臺建設［J］.實驗室研究與探索，2013，11：425-428.

［3］汪明霞，馬濤，朱軍文.美國工程認證委員會《工程類本科專業2005-2006年度認證標準》解讀［J］.化工高等教育，2006，1：16-20.

［4］朱永東，葉玉嘉.美國工程教育專業認證標準研究［J］.現代大學教育，2009，3：46-50.

The engineering education accreditation is an opportunity to higher education reform.In process of “automotive electrical and electronic control technology”teaching，result oriented was treated as basic rule.With the rule，Teaching program has been revised by the reverse design.After determining teaching objectives and learning outcomes，teaching process was driven by real industrial project.The course was based on a basis of student orient原ed and teachers'guidance，while monitored and adjusted the teaching.The learning result has been reasonably eval原uated，and as a guidance of continuous improvement.All of these processes form a closed-loop system of teaching quality management.

engineering education accreditation；outcome based education；project driven learning；continuous improvement；automated testing

G642

A

2096-000X（2016）17-0156-02

“江蘇高校品牌專業建設工程資助項目”（編號：PPZY2015C215）

王偉（1973-），男，甘肅金昌人，碩士，講師，研究方向：流程工業控制及優化。