以能力培養為核心的汽車專業實驗教學體系的探索與實踐

李發宗, 徐忠朝, 崔仲華, 劉淑珍

(寧波工程學院 杭州灣汽車學院, 浙江 寧波 315336)

以能力培養為核心的汽車專業實驗教學體系的探索與實踐

李發宗, 徐忠朝, 崔仲華, 劉淑珍

(寧波工程學院 杭州灣汽車學院, 浙江 寧波 315336)

為了解決汽車專業實驗教學中學生實踐能力與創新能力培養不足等問題,通過搭建實驗教學平臺、優化專業實驗內容、實施開放性實驗教學以及改革實驗考核方式,構建了以實踐能力和創新能力培養為核心的汽車專業實驗教學體系,并對新的汽車專業實驗教學體系實踐效果進行評價。實踐證明,該實驗教學體系能突顯學生在實驗教學中的主體地位,能充分調動學生的主觀能動性,并能使學生的實踐能力和創新能力得到顯著提升,對應用型汽車專業人才的培養有著重要的借鑒意義。

能力培養； 汽車專業； 實驗教學

在汽車專業人才培養體系中,實驗教學是汽車專業教學體系的重要一環,對應用型汽車專業人才的培養有著至關重要的作用。實驗教學不僅能培養學生的實踐動手能力,而且能夠鍛煉學生的自主創新精神。然而,在汽車專業實驗教學實施過程中,長期存在如下問題：一是在教學方法上，目前,許多學校汽車專業實驗教學仍以教師實驗演示為主,忽略了學生在實驗教學過程中的參與性,也無法帶動學生的主觀能動性；二是實驗教學形式上，驗證性和演示性實驗比重過大,設計性和研究性等綜合性實驗偏少,實驗設計的路線和方案都事先由指導教師設定好，這極大地影響了學生創新性與實踐性的培養；三是實驗教學的內容比較零散,各實驗環節作為理論教學的附屬穿插于理論課程教學過程中,實驗內容關聯度不高,實驗教學沒有形成相對獨立的教學體系；四是實驗教學開放程度不高，實驗教學一般安排在教學計劃規定的上課時間,學生也只能在有限地上課時間才能參與實驗，若平時需要做實驗,需要經過層層審批,才能在教師的監督下參與實驗，很不利于學生學習興趣的培養；五是實驗教學的考核機制不合理，當前實驗教學主要是通過學生的實驗報告給出學生實驗成績,忽略了學生在實驗過程中的創新能力和綜合素質考核[1]。

汽車專業實驗教學中出現的這些問題已經影響到學生創新能力和實踐能力的培養。為了培養具有現代工程意識的應用型汽車專業人才,對汽車專業實驗教學體系進行改革與創新,刻不容緩。本文針對汽車專業實驗教學中存在的問題,結合汽車專業實驗教學的特點,構建以學生創新能力與實踐能力為核心的汽車專業實驗教學體系,通過新舊實驗教學體系下學生能力評價結果的比較,論證了新的汽車專業實驗教學體系的可行性,這對提升汽車專業學生的工程核心能力具有重要的現實意義[2]。

2 汽車專業“23452”實驗教學體系構建

針對汽車專業實驗教學面臨的現實問題,經過近5年的探索與實踐,我們探索出了以學生為中心、以實踐能力和創新能力培養為核心的汽車專業“23452”實驗教學體系，如圖1所示,即2類專業,3層平臺,4種模塊，5個內容的結合,2個核心能力培養。“23452”汽車專業實驗教學體系堅持以學生創新能力培養為核心,對汽車專業實驗教學平臺、實驗教學模塊和實驗教學內容進行優化,以學生為中心,突出學生在專業實驗教學中的主觀能動性,激發學生對專業實踐知識的學習熱情,培養學生的創新能力、實踐能力、分析和解決問題的能力[3]。

圖1 汽車專業“23452”實驗教學體系

2.1 依據汽車專業的知識結構,構建層次化的汽車專業實驗教學平臺

根據汽車的結構與性能特點,結合汽車專業人才培養目標,按照知識遞進的關系,成立汽車工程技術中心,并構建汽車專業基礎課實驗、汽車專業課實驗和汽車創新實驗3個遞進層次的實驗平臺，如圖2所示。專業基礎實驗平臺主要由汽車機械基礎實驗室、汽車電工電子實驗室、工程力學實驗室構成[4],為汽車專業基礎課提供實驗實訓,以加強學生對汽車專業基礎課程知識的掌握與理解。汽車專業課實驗平臺由汽車構造實驗室、發動機實驗室、汽車電器實驗室、汽車性能實驗室、汽車檢測與診斷實驗室以及汽車虛擬實驗室等構成,以汽車專業課程的實驗實訓為主,重點培養學生汽車專業知識的實踐能力[5]。汽車創新實驗平臺是要在基礎實驗和專業實驗平臺的基礎上,注重學生創新能力的培養,學生主要通過自主網絡實驗教學與輔導、科研項目、工程訓練大賽以及創新實驗項目,鍛煉自身課外科技創新和工程設計能力。“基礎—專業—創新”三層次汽車實驗平臺逐層推進,互相支撐,為創新型汽車專業人才的培養提供保證。

圖2 汽車專業三層次實驗教學平臺

2.2 優化實驗內容,精煉實驗項目,構建模塊化的汽車專業實驗項目

針對以往專業實驗內容過于陳舊、實驗結構單一、驗證和演示性實驗過多的特點,對汽車專業實驗教學的內容進行優化,使汽車專業實驗的結構更為合理,更加適合工程應用型人才的培養[6]。具體從以下幾個方面著手：一是優化專業實驗的結構,依據專業人才能力培養目標,結合專業課程,對實驗內容進行合理配置,按照“厚基礎、寬口徑、重能力、高素質”的原則,保留以前專業實驗好的項目,對以往的實驗內容進行精簡,結合社會對汽車專業人才能力的要求,開設以工程實踐為主的實驗項目，加大創新類、研究類實驗的比重,著重培養學生的創新與實踐動手能力[2]；二是優化汽車專業實驗的內容,對汽車專業實驗內容進行合理編制,力求做到實驗教學內容易于學生掌握,促進學生實踐綜合能力的培養。

依據汽車專業實驗的特點,結合汽車理論知識間的關聯性,構建遞進式的汽車專業實驗模塊，如圖3所示。這4種模塊分別為：驗證性實驗模塊、綜合性實驗模塊、設計性實驗模塊以及創新性實驗模塊。4種模塊之間層層遞進,互相關聯,組成了汽車專業實驗的核心內容[7]。第一層是驗證性實驗模塊,它主要是通過實驗驗證,加深學生對汽車理論知識的感性認知,增強學生對專業知識學習的興趣；第二層是綜合性實驗模塊,它著重培養學生對專業知識的綜合運用能力,實驗模塊將汽車專業的多門課程知識結合在一起來設計實驗,通過綜合性實驗鍛煉學生綜合解決問題的能力；第三層是設計性實驗模塊,重點培養學生的工程設計能力,學生通過設計性實驗,可以做到從資料查詢、設計方案制定、作品的設計以及設計報告的撰寫的全過程的訓練,通過設計性實驗可以提升學生的工程設計能力,培養學生分析問題和解決問題的能力；第四層是創新性實驗模塊,它主要是通過大學生工程訓練大賽、大學生科技創新項目以及參與教師科研項目等,培養學生科學研究能力,創新性實驗模塊主要是面對學有余力的優秀學生,培養學生創新與科學探索能力[8]。

圖3 汽車專業實驗教學模塊

2.3 以學生為中心,建立開放性汽車專業實驗教學體系

以往的汽車專業實驗教學以教師為中心，教師安排實驗,學生按指定的時間和教師設計的實驗流程完成實驗,嚴重制約了學生學習的主動性和創新性[9]。為此,在汽車專業實驗教學中實施實驗室開放教學,堅持以學生為中心,給予學生在實驗中的自主空間,自己設計實驗,自己管理實驗,充分挖掘學生的潛能,發揮其在實驗過程中的主觀能動性和創造性,確立學生在實驗教學中的主體地位,將實驗教師從過去以教為主的地位中解放出來,教師將精力重點放在對學生實驗的引導、監督和檢查上,以此促進提高實驗教學的效率[10]。

開放汽車專業實驗教學,秉承以學生自主實驗為主,學生利用汽車專業實驗網絡教學平臺,預約實驗時間、自主選擇實驗模塊、自主設計實驗流程、自主完成實驗項目,教師在整個過程中僅提供實驗準備、指導,并對全程進行監控[11]。

根據汽車專業人才培養目標的要求,結合汽車課內實驗教學的現實情況,建立汽車專業開放實驗教學體系，如圖4所示。從專業基本實驗能力、專業應用實驗能力和專業創新實驗能力3個層次構建了汽車專業六大開放教學模塊,即汽車結構認識模塊、汽車使用技術模塊、汽車性能檢測模塊、汽車故障診斷模塊、汽車新能源利用模塊和汽車創新開放模塊。

圖4 汽車專業開放性實驗教學體系

汽車結構認識和汽車使用技術實驗模塊主要是通過實驗室中陳列的汽車模型、結構掛圖、多媒體動畫、汽車拆裝實驗等模式讓學生從感性上了解汽車的發展、汽車的結構以及原理等基礎知識,培養學生對專業興趣,這部分模塊面向全校學生[11]。汽車檢測與故障診斷模塊,主要是針對汽車生產和使用過程中的實際問題進行設計的,學生面對汽車使用中出現的問題,正確地利用所學專業知識對汽車進行檢測,發現問題,并解決問題,通過這一模塊培養學生分析問題和解決實際問題的能力。汽車創新開發和新能源利用實驗模塊,主要是緊扣當前汽車發展的前沿,充分利用實驗室資源,幫助學生跨越書本知識,探尋汽車專業的前沿知識,培養學生的探究能力。

開放性實驗教學大大激發了學生專業學習的興趣,促進了學生通過自主探索,去發現實驗過程中的問題,并運用自己所學的專業知識去分析和解決問題,這極大培養了學生創新能力[12]。

2.4 突出學生能力的考核,改革實驗考核形式

在汽車專業實驗教學成績考核方面,改變以往僅憑一紙實驗報告來評定學生成績的做法,將實驗成績的評定與平時實驗過程中的動手能力、團隊協作能力、實驗衛生、文明紀律、實驗預習以及創新能力評定結合起來[2]，并且在實驗結果考核中將實操和答辯相結合。為了突顯學生實踐能力和創新能力的培養,加大實操和答辯成績的比重,對于難度較大的綜合性實驗和設計性實驗,鼓勵創新,重點考核實驗方案的可行性,對于具有創新性實驗方案,可以加分。

汽車專業實驗教學在原有課程實驗教學考核方式上進行改革,如圖5所示,徹底打破以實驗結果或實驗報告為依據的單一考核模式。新的實驗考核方式大大提高了學生在實驗過程中的積極主動性,培養了學生的團隊合作精神,工程綜合素質得到提升。

圖5 汽車專業實驗教學考核方式變化圖

3 汽車專業實驗教學的效果評價

實驗教學體系的實施是否對學生的實踐能力和創新能力提升有效,可以通過新的實驗教學體系實施后,學生對實驗教學效果的評價和學生科技創新成果來評價。通過本校汽車專業實施新舊的實驗教學體系后的問卷調研數據進行分析。圖6為汽車專業2011級和2012級兩屆學生分別對新舊實驗教學體系對提升個人能力的評分的比較,這里選取學生評分的平均值,表1為我校汽車專業學生在新舊實驗教學體系下,學生參與各類科研項目、發表科研論文、參加科技競賽等成果情況表。

圖6 新舊實驗教學體系學生評分比較圖

表1 新舊實驗教學體系下學生科技創新成果比較表

通過圖6和表1的數據比較發現,實施新的實驗教學體系后,學生對對新的實驗教學體系學習興趣高,取得成績明顯，實踐能力和創新能力得到顯著提升,實驗教學效果好,這也說明新的實驗教學體系有助于學生核心能力的培養。

4 結語

以能力培養為核心的汽車專業實驗教學體系,將汽車專業實驗教學中的實驗平臺、教學模塊、教學內容以及創新能力培養構成一個有機的體系,重點突出了在汽車專業實驗教學中,培養學生的實踐能力和創新能力,將學生置于實驗教學的中心地位,充分體現了實驗教學以學生為中心,充分調動學生實驗中的主觀能動性,通過實驗平臺和實驗教學模塊的結合,旨在培養學生適應不同崗位的能力和崗位變遷的能力,學生主動發現問題和獨立解決問題能力得到提高,同時也使學生養成了在實驗過程中自行思考、探索、設計、操作和總結習慣。對提高學生綜合應用所學專業知識分析解決工程實際問題的能力、動手能力以及創新能力具有重要的作用,這也是本專業“卓越工程師教育培養計劃”實施的具體體現,對提升汽車專業實驗教學的質量具有積極借鑒和指導意義。

References)

[1] 周合兵,羅一帆,熊建文. 基于實踐創新能力培養的文科實驗教學體系的探索與實踐[J]. 實驗技術與管理,2013,30(10):155-157，178.

[2] 徐忠朝,張永武,陳建茵,等.汽車實驗教學模式的改革與創新研究[J].寧波工程學院學報,2012(3):92-95.

[3] 孫愛民.深化高校實驗教學改革的實踐與思考[J].實驗室研究與探索,2002,21(2):9-11.

[4] 胡宏偉,李岳林,劉志強,等.應用型本科汽車工程實踐教學體系研究[J].教育教學論壇,2014(16):80-81.

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[10] 蔡炳新.創新實驗教學 培養創新人才[J].中國大學教學,2009(10):75-77.

[11] 宋力,柴俊霖,吉平,劉占峰.汽車類專業開放式實驗教學模式探討[J].實驗室科學,2012，15(2):158-160.

[12] 鄧小霞,譚明.地方本科院校實驗教學改革中開放性實驗教學模式的探索與實踐[J].湖南科技學院學報,2012(8):166-168.

Exploration and practice on experimental teaching system of automobile specialty by taking cultivation of ability as core

Li Fazong, Xu Zhongchao, Cui Zhonghua, Liu Shuzhen

(Automobile School of Hangzhou Bay,Ningbo University of Technology, Ningbo 315336, China)

In order to solve the ability deficiency of the practical and innovative ability of students in the experimental teaching of automobile specialty,the experimental teaching system of automobile specialty, which takes the cultivation of practical and innovative ability as the core, was constructed by building the experimental teaching platform,optimizing the experiment content,implementing the open experimental teaching and reforming the examination methods of experiments,and evaluating the practice effect of the new experimental teaching systems of automobile specialty. The practice shows that the experimental teaching system can highlight the subject position of the students in the experimental teaching,mobilizing fully the subjective initiative of the students,and the practical and innovative ability of the students can be significantly raised, so it has a significance reference for the cultivation of applied automobile professional talents.

cultivation of ability; automobile specialty; experimental teaching

10.16791/j.cnki.sjg.2017.04.007

2016-10-08

浙江省“十二五”普通本科高校新興特色專業建設項目(187)；浙江省2015年度高等教育課堂教學改革項目(KG2015451)；浙江省2015年度高等教育教學改革項目(2015YGH023)；2016年度寧波工程學院高教研究課題(jg2015192)

李發宗(1975—)，男，湖北孝感，碩士，副教授，研究方向為汽車專業教學與實驗管理工作.

E-mail：fpaoli@163.com

G642.0

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1002-4956(2017)4-0024-05