新工科背景下“車輛工程專業”實驗教學體系優化

牛文莉，馬躍林，崔立堃，施紹寧，梁 楊

(陜西理工大學 機械工程學院，陜西 漢中 723000)

0 引言

我國是一個制造業大國，汽車工業是我國的支柱制造產業，是在許多相關聯的工業和先進制造技術的基礎上發展起來的綜合性產業。中國汽車產銷量早在2009年已躍居世界第一，在國民經濟中占據重要的地位。車輛工程專業作為汽車工業的人才基地，承擔著相應的重要角色。

新工科建設的六大理念是：問產業需求建專業，問技術發展改內容，問學校主體推改革，問學生志趣變方法，問內外資源創條件，問國際前沿立標準。

陜西理工大學車輛工程專業2014年獲批招生，是在2003年獲批的熱能與動力工程專業(汽車工程方向)的基礎上成立的，先后經過十多年時間的建設和發展，從硬件到軟件都已經形成一定規模。

1 陜西理工大學車輛工程專業實驗教學概況

目前，陜西理工大學車輛工程專業有實驗室建筑面積920 m2，教學儀器設備總價值370余萬元。車輛工程專業實驗目前分3類：專業基礎課、專業課實驗和專業實驗模塊課，含有實驗的課程共有15門，開設實驗學時220 h。專業基礎課有7門含實驗共130 h，專業課有6門含實驗共52 h。

2 車輛工程專業實驗課程設置優缺點分析

車輛工程專業所開設實驗項目和實驗內容是依據理論課程內容進行實驗設定，多為基礎驗證性實驗，并且教學大綱固定，學生沒有根據興趣愛好進行選擇的余地，對本專業全部學生來說沒有區別，忽視了學生的主觀意愿，這與以學生為中心的專業認證核心思想不相一致，已經無法滿足對學生綜合創新實踐能力培養的需求。

3 國際工程教育專業認證體系要求

國際工程教育專業認證體系，圍繞學生的畢業要求和指標點導向教學，使用這套體系，加入華盛頓協議，意味著我國與其他國家學歷互認，中國的工程專業工程師就可以走出國門，成為被外國認可的工程師。基于“學習產出”的工程教育理念(Outcome-Based Education，OBE)，中國工程教育認證協會提出了工程教育專業認證的質量標準要求，強調3個中心理念：產出導向的課程設計、學生為中心、持續改進的質量保障體系。持續改進是《華盛頓協議》工程教育專業認證工作的核心理念和重要環節之一[1]。

高等教育應該“以學生為中心”，采用新工科和專業認證理念共同引領校園專業建設，在人才培育計劃、課程建造、監控體系等方面進行積極探究、實踐和創新。

以學生為中心，充分發揮學生在教育教學活動中的主體作用；充分發揮學生的主觀能動性，以人才培養成效為導向，讓學生主動地有目的地投入學習，培養學生的自我學習能力、實踐動手能力和開拓創新能力；同時，建立持續的糾錯改進機制，對教學過程進行全程監控對教學質量進行全面評價，并通過反饋機制進行及時改進，從而達到培養目標的實現，并持續有效改進的良性循環，使得培養對象更加適應汽車電動化新時代背景下的人才需求[2]。為陜西理工大學車輛工程專業進行國際工程教育專業認證，實現從以學科為導向向以經濟產業需求為導向轉變，同時考慮學生發展志趣，建立滿足行業發展需要的實踐課程資源，探索一條適應國家新工科相關新能源汽車產業專業創新人才培養的有效路徑[3]。

4 針對專業認證背景下“車輛工程專業”的實驗教學體系實踐與改革

針對目前專業認證的要求，必須從教學觀念、教學模式、開放實驗以及各類大賽著手，深化實踐教學環節的改革與創新。為了體現以學生為中心的理念，需要對專業實驗進行改革，讓學生根據自身特長和興趣愛好，在現有實驗項目范圍內有選擇權，只要達到大綱規定的學時和學分即可。

4.1 教學觀念思考：教學大綱嚴格死板

傳統教學觀念比較死板，緊緊圍繞教學大綱實施教學任務，這樣做規范了教學秩序，但也使得教學觀念有所束縛。教學大綱是教學的依據文件，制定時應具有一定的靈活性，讓學生和教師在教學過程中有一定的可選擇性，充分激發學生的學習興趣，學生學習主動性提高了，學習質量自然也得到了充分保障。

4.2 改革教學模式：實驗項目實行選修制

在以學生為中心理念思想指導下，可將現有專業實驗模塊課分成兩個大類供學生自主選擇：傳統汽車技術體系，新能源汽車技術體系。這兩個大類只是提供參考，具體的實驗項目可任意選修，從而充分調動學生的主觀能動性，達到提高實踐教學質量的目的。

傳統汽車技術體系：在由傳統汽車發動機、底盤、變速器及電器系統為主的傳統汽車實踐教學體系基礎上，結合目前最新發展起來的新能源汽車電工電子控制相關技術知識，使現有實踐教學課程體系更趨完善，以達到教學內容連貫、學習知識系統，全方位鍛煉學生分析、解決問題的能力，提升科研興趣及團隊協作能力，促進跨學科交流，讓學生既能對傳統汽車技術知識熟練掌握，又豐富了新能源與智能汽車技術相關的前沿知識，使學生的專業水平和視野得到進一步擴寬。

新能源汽車技術體系：充分利用車輛實驗室近兩年新進的混合動力汽車系統、純電動汽車系統實驗平臺，新能源汽車技術平臺、新能源汽車電機性能實驗平臺等實驗儀器設備，使學生對混合動力汽車技術的動力電池、電機控制器系統及其混合動力驅動耦合系統有充分了解和認識，對純電動汽車電池管理系統，主要部件構造及工作原理，電機工作性能測試方法等知識加深理解和研究，并對新能源汽車發展方向-智能汽車最新技術也有所涉獵。

本專業通識教育共有12門課，756 h(必修38學分，選修6學分)；專業教育30門課，1 370 h(必修60學分，選修23.5學分)；綜合實踐(必修41.5學分，選修6學分)。實驗課可開出實驗項目共計62學時，每14學時為1學分，每生修夠3學分即可完成專業實驗教學要求。

4.3 鼓勵學生參與開放實驗項目

積極開發新的實驗項目，以開放實驗項目的形式向學生開放，并以課外學分作為突破口，進一步吸引學生積極主動進入實驗室。充分利用實驗中心新進設備，開發分析研究型綜合實驗項目，并作為開放實驗項目向學生開放，鼓勵學生參與開放實驗項目，完成實驗項目內容任務，并形成實驗報告作為成果，也可以引導學生發表論文和專利，培養學生的學術研究精神。學生達到開放實驗學時要求并提交實驗報告，即可獲得相應的課外學分。

4.4 充分利用虛擬仿真實驗項目

車輛工程專業由于其自身的特殊性，車輛的一些測試性實驗需要專業的設備、場地和跑道，這給專業的發展帶來了挑戰和發展瓶頸。為了彌補這方面的不足，可以利用機械學院虛擬仿真實驗教學中心平臺機械補充，讓學生在虛擬仿真平臺上進行一些現有實驗條件無法滿足的實驗，從而使這方面的實驗內容得到補充和加強。

學生遠程參與虛擬仿真實驗，自主選擇虛擬仿真實驗項目，完成實驗任務，達到12學時并提交實驗報告，即可獲得課外學分1分。

4.5 引導學生積極參加各類大賽

各類大賽是促進各高校工程實踐教學改革以及學生工程素質培養的重要載體。在工訓大賽與工程素質培養的基礎上，積極推行“以賽帶課”“以課帶學”“以學助賽”的三位一體的“干中學”人才培養模式，鼓勵和加強創新實踐活動，以開放性綜合實驗項目和參加各類大賽項目為依托，逐步培養和引導學生對汽車新技術的興趣。在進行實踐環節設置時，根據傳統汽車和新能源汽車側重點的不同，對實踐內容進行合理調配[4]。

在本學院組織新能源汽車硬件項目的開發，開展校級汽車節能大賽，鼓勵不同學科背景學生共同組建各類競賽團隊，積極參加全國無碳小車大賽，中國大學生電動方程式大賽及中國大學生無人駕駛方程式大賽，全國飛思卡爾智能車大賽，全國挑戰杯大學生競賽等全國性大賽。通過以上各類課題、競賽的實踐創新活動，提高學生實踐動手能力，培養分析解決實際問題能力，同時也增進了學生的跨學科學術研究和交流。

4.6 建立畢業生反饋機制

校外評價是教學改進中很重要的一環，主要包括往屆畢業生和用人單位。每次修訂培養方案時，以座談、問卷調查的形式向用人單位征求意見和建議。評價內容可包含：對車輛工程專業畢業要求的認同度、培養目標的認同度、畢業生基礎與專業知識能力、畢業生工程設計與工程實踐能力、本專業課程設置等[5]。通過畢業生和用人單位的反饋，并在教學中進行持續改進，進一步提高學生的培養水平。

5 實驗教學改革創新及難點

(1)實驗教學內容模式：把固定統一的實驗項目向多元化轉變，把呆板固定的實驗教學模式向學生自主選擇實驗項目轉變，這與教學大綱及教務處的管理會產生沖突，需要職能部門予以政策支持。

(2)實驗教學環節：學生自主選擇的教學模式，體現了以學生為中心的專業認證核心思想，但同樣也給實驗教學的具體實施帶來了挑戰，由于學生人數和實驗項目較多，增加了學生選課和教師排課的難度。

(3)實驗成績評定方式：實驗成績評定方式采用學術論文新模式，讓學生將每個實驗項目實驗數據及結論匯總在一個報告里，并讓學生通過實驗對理論知識、實驗項目設定、實驗儀器及方法提出自己的觀點。

6 結語

通過對車輛工程專業實踐體系的教學內容和教學模式進行改革創新，更大地提高了學生對實踐教學環節的興趣，最大限度地調動了學生學習的主觀能動性，進一步完善了實踐教學的保障體系，改進和提高了實踐教學質量，培養基本的工程素養，使“以學生為中心”的專業認證核心思想得到充分踐行。