工程教育認證下的車輛專業(yè)認識實習教學改革探索

周淑輝 王軍年 李向瑜

摘? 要 依據中國工程教育專業(yè)認證通用標準和補充標準，結合吉林大學車輛工程專業(yè)的特點，為培養(yǎng)高素質、具有較強的研發(fā)能力和創(chuàng)新能力的人才，對汽車專業(yè)認識實習這一實踐教學環(huán)節(jié)進行改革探索，通過幾年車輛工程卓越工程師班及今年對全體學生的普及推廣改革實踐，已取得明顯效果。

關鍵詞 汽車專業(yè)認識實習;工程教育專業(yè)認證;實踐教學;教學改革;數(shù)字化教學平臺

中圖分類號：G642.44? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）12-0128-05

Abstract It is based on the general standard and supplementary stan-dard of Chinese Engineering Education Professional Certification， combining the characteristics of Jilin University's Vehicle Engi-neering， to cultivate talents with high quality， strong research and development ability and innovation ability， this paper explores the reform of the practical teaching link of automobile professional cog-nition and practice. Through a few years of reform of the class of outstanding engineers in automotive engineering， and this years popularization and promotion among all students， remarkable results?have been achieved.

Key words automobile professional cognition and practice; profe-ssional certification in engineering education; practical teaching; tea-ching reform; digital teaching platform

1 引言

隨著經濟的全球化發(fā)展對工程教育提出了更高的要求，國內工程類高等院校對工程教育的改革也逐步深入，我國的工程教育認證體系已進入國際工程教育聯(lián)盟。工程教育認證體系標準要求學生：掌握深入的工程技術基本原理，并能用于工程實踐;在創(chuàng)建和處理新產品、新過程、新系統(tǒng)中發(fā)揮主導作用;理解研究技術發(fā)展對社會的重要的戰(zhàn)略性的影響[1-4]。目前在世界各國工程和教育界，推崇工程教育認證制度，對照認證標準和自身特色，發(fā)現(xiàn)和分析問題并制訂相應對策持續(xù)改進，以促進人才培養(yǎng)質量的全面提高。

為培養(yǎng)高素質工程人才，強化其工程實踐能力和工程設計能力，實踐教學在整個工程教育中具有任何理論課教學不可替代的重要作用。在汽車工程院校中，汽車專業(yè)認識實習（簡單概括為汽車拆裝實習）作為重要的實踐教學環(huán)節(jié)，涉及工程力學、機械設計等基礎學科的學習和利用，并通過實踐教學及對拆裝與調試等專項技能的運用的教學模式，將理論知識和實踐能力有機結合，有利于人才素質的培養(yǎng)[2-3]。如果此實踐環(huán)節(jié)不被重視，或者學生學習不夠透徹，無從談起后續(xù)的設計、科學研究及創(chuàng)新。

2 解析工程教育認證的理念

解析工程教育認證標準，與實踐教學環(huán)節(jié)相關的主要有四方面教學要求：具有一定的識別表達能力和分析總結能力;解決復雜工程問題;研究、設計及開發(fā)新問題;要有團隊合作能力及對外溝通能力。做到這四點的前提是具有廣泛、足夠的理論知識及實踐能力[1]。

應該著重讓學生掌握怎樣用理論知識去解決實際問題，并對專業(yè)方向、科研著力點和熱點有一定的了解，體現(xiàn)“解決復雜工程問題”和“專業(yè)方向引導”的導向。要實現(xiàn)教與學的雙向評價，跟蹤學習效果和反饋體系的建立，增強產出效果。

3 實踐教學環(huán)節(jié)現(xiàn)狀與不足：以吉林大學汽車工程系為例

教學模式? 以往的教學模式，理論與實踐教學互相獨立，導致理論教學與實踐教學脫節(jié)，甚至理論課還沒上，先進行實踐教學。這樣很難將課上所學理論與實踐有機聯(lián)系起來，無從談起用理論指導實踐。即使學生預習，也很難達到預想效果，更談不上激發(fā)學生學習積極性。基于這種情況，實驗指導教師只能多講理論知識，導致學生在有限的實習時間內實踐能力不能夠得到很好的鍛煉和提高。

師資隊伍? 實習指導教師既要有專業(yè)理論知識，又需要一定的專業(yè)技能。教師隊伍中教授這門課的教師多數(shù)是年輕的剛畢業(yè)留校的博士，理論知識較深，教學經驗不足;實驗教師隊伍動手能力強，實踐經驗較豐富，需不斷擴充理論知識范圍，不斷更新先進技術。

教學設備資源條件? 汽車實驗室具有悠久的歷史，建立時間與建校時間相同，多年來積累了大量的寶貴財富，但隨著近幾十年我國汽車行業(yè)的快速發(fā)展，不斷出現(xiàn)先進技術更新及取代原有的已顯落后的技術。然而，實驗教學設備更新要受到場地條件等各方面的限制，導致實驗教學設備的更新速度遠遠跟不上汽車實際發(fā)展的速度。

課程結束后的考核? 按照以前車輛工程專業(yè)認識實習教學大綱要求，考試成績由兩部分組成：平時表現(xiàn)30%+現(xiàn)場考試70%。以往的做法是，只要滿勤，課上也參與動手動腦，平時成績30分幾乎全得;現(xiàn)場考試占的70分，由學生抽取題簽，每套題簽七道題，七道考題分別出自汽車構造教材上、下冊不同章節(jié)內容，考試教師根據學生實際答題情況給出成績。

這種考試方式的不足表現(xiàn)為：與工程教育認證的出發(fā)點不能很好地契合，考試成績不能完全體現(xiàn)出學生參加專業(yè)認識實習的達成度;平時表現(xiàn)的30分無法體現(xiàn)出學生之間能力的區(qū)別，包括動手能力、分析問題與解決問題的能力、團隊合作的能力、研究新問題的能力等;現(xiàn)場考試的這種考核方式也是偏向于對理論知識方面掌握程度的考核，對學生動手和實踐創(chuàng)新能力等方面的評價欠缺。

4 實踐環(huán)節(jié)教學改進

實驗教學大綱中教學目標的修訂? 根據工程教育認證標準要求，首先對實驗教學大綱進行部分修訂，制定出相應的教學目標與認證標準相對應，具體與專業(yè)認識實習相關內容見表1。

教學模式的改進? 基于前面所述不足，對原有的教學模式進行如圖1所示幾方面的改進。

1）將理論課與實習課安排在較近的時間段，使理論學習與實踐教學很好地銜接。指導教師的講授方式采取互動式教學，由以往完全由教師灌輸式地講給學生，改為由教師啟發(fā)，學生自己通過觀察、分析及選用恰當?shù)墓ぞ哌M行實際拆裝后總結提煉出知識點，再與理論知識進行對照，達到消化吸收的目的。這樣既能激發(fā)學生學習這門課的積極性，使學生的識別、表述能力得到鍛煉提高，也使學生能夠理解設計意圖，為提高設計、研發(fā)能力打下良好基礎。

2）由學生自主拆裝的初步嘗試。選擇拔尖學生建立卓越工程師班（以下簡稱“卓班”），在專業(yè)認識實習這門課的教學內容中比普通班加了一次自主拆裝實習，為學生提供一套教學大綱以外的使用新結構和新技術的汽車關鍵總成，使學生在進行廣泛文獻調研的基礎上，自主設計認知實習方案報告，并組織分工開展自主拆裝，完成典型零件的三維建模，了解關鍵結構特點和技術特征，完成最終的自主拆裝設計性實驗報告。報告中包括實習目的、所拆總成或部件適用車型相關參數(shù)信息、拆裝步驟、思考題回答及總結實習心得體會。經過五個學年的實踐，教學效果顯著。因此，在今年的專業(yè)認識實習中將這種教學模式改革的成功經驗在車輛工程專業(yè)全體普通班級予以推廣，切實提高全員教學目標的達成，學生在總結心得體會時基本都感覺自主拆裝實習對他們的能力鍛煉有極大推進作用。

3）開設開放創(chuàng)新實驗。針對一些教學大綱以外的使用新結構和新技術的汽車關鍵總成開設開放實驗教學項目，學生根據自己的興趣愛好自主選擇實驗項目進行實驗，經歷如圖2所示一系列自主學習過程。

在理解掌握工作原理的同時，研究學習設計理念，總結實習體會，不僅調動學生主動學習的積極性，還能夠培養(yǎng)、提高學生的綜合實踐能力、創(chuàng)新能力及解決復雜工程問題的能力。

師資隊伍中實踐指導教師之間的差異應取長補短? 采取統(tǒng)一備課，相互提出改進建議。這樣不僅能夠促進教師認真?zhèn)湔n，擴展知識面，充實教學內容，而且能統(tǒng)一教學模式，使不同組的學生學到的知識點相同，體現(xiàn)公平性，也實現(xiàn)有更理想的學習效果產出。

實驗教學設備方面? 實驗教學設備的更新速度遠遠跟不上汽車實際發(fā)展的速度，然而陳舊的教具有些也具有實用價值，許多傳統(tǒng)的教學設備不僅具有代表性，而且能夠起到和現(xiàn)在的先進汽車技術之間的發(fā)展相關聯(lián)的作用。合理選擇教具，由淺入深，循序誘導。比如傳統(tǒng)的488發(fā)動機，在汽車發(fā)動機技術中屬于較典型的結構，學生通過實體拆裝后，不僅可以掌握常用工具的使用，還能深入了解典型發(fā)動機的基本結構組成，再通過分析傳統(tǒng)結構的不足，學習在基本結構基礎上發(fā)展的增壓技術、電子控制燃油噴射系統(tǒng)、微型計算機控制點火系統(tǒng)等先進技術，做到在理解的前提下加深記憶幾種結構各自的優(yōu)缺點。這樣一來，學生既掌握了基本結構，也掌握了在基本結構基礎上改進的先進技術，從而強化了書本上的理論知識，把知識點聯(lián)系起來學習，避免機械記憶，激發(fā)了學習積極性，提升了改進創(chuàng)新意識。

此外，由于實驗教學設備始終難與汽車發(fā)展同步，開發(fā)汽車構造三維多媒體數(shù)字化教學平臺，提供一個人機互動平臺。近幾年，車輛工程專業(yè)也開發(fā)了一些實驗項目的虛擬拆裝實訓平臺，平臺通過虛擬現(xiàn)實設備呈現(xiàn)發(fā)動機拆裝的整個流程，極大優(yōu)化了人機交互體驗，實現(xiàn)將理論知識教學和實際拆裝過程有機結合成一套完備的虛擬現(xiàn)實教學體系[2]。讓學生用虛擬實驗代替真實實驗，用軟件代替部分或全部硬件實現(xiàn)各種虛擬實驗環(huán)境，不僅填補了有些新技術結構認知教具的欠缺，還能夠開闊學生視野和知識面，同時也激發(fā)互聯(lián)網時代大學生對汽車機械結構和系統(tǒng)動力學的學習興趣[5-6]。

實習成績考核方面? 考核成績應該是學生綜合能力的體現(xiàn)。基于這點，進行如下改變。

1）將平時的30分細分為兩部分，分別是出勤情況和實習過程中的表現(xiàn)，包括主動動手進行拆裝、勤于動腦觀察和分析問題、與同組同學的配合、主動發(fā)言表述問題和知識點。

2）將現(xiàn)場考試的70分劃分為60分加10分，其中10分作為自主拆裝成績，根據學生撰寫的實習報告給出成績;60分由學生抽取題簽現(xiàn)場回答六道題，其中一道是關于拆裝技能方面的問題。這樣既能讓學生鞏固加深知識，也提高了總結和撰寫能力，為進一步研究新問題打下扎實基礎。

信息反饋機制方面? 建立一套基于數(shù)據收集、整理和分析總結的反饋機制，對學生學習的質量和社會反響等方面的反饋信息，對其中與專業(yè)認識實習有關的教學方面問題進行分析，不斷總結經驗，找出改進措施，持續(xù)改進，使專業(yè)認識實習真正適應社會需要。

5 教學改革實踐初見成效

在最初幾年設立卓越工程師班的專業(yè)認識實習改革取得顯著效果后，今年對普通班級全體進行改革成果普及，學生普遍反映收獲很大，將改革前后兩年普通班成績統(tǒng)計所得數(shù)值表繪制散點圖，如圖3～圖8所示，可以看出，自主拆裝實習在學生實踐能力獲得方面有明顯作用。

在今年普及改進后的專業(yè)認識實習課，效果也很顯著。個別學生嚴重缺勤，或者對該項實習一點兒也不感興趣，以致未達成。對2017—2019學年學生畢業(yè)要求達成度做了統(tǒng)計比較，具體數(shù)據見表2，可以看出，普及改進后的普通班專業(yè)認識實習畢業(yè)達成度雖然較“卓班”遜色些，但比以往的普通班有顯著提高。將對畢業(yè)生的綜合工作能力等信息進行跟蹤，根據反饋結果對實驗教學進行持續(xù)改進，揚長避短，實現(xiàn)全體學生目標達成。

6 結語

可以說，工程教育認證制度是工程專業(yè)發(fā)展的重要推動力之一，通過設定專業(yè)人才培養(yǎng)和管理等標準，實現(xiàn)了工程專業(yè)人才和就業(yè)市場的無縫連接，在二者之間起著重要的橋梁作用[7]。

傳統(tǒng)的教學方式強調以教師教為主的知識傳授，而符合工程教育專業(yè)認證體系的教學方式應為強調以學生的學為主的能力產出式教學方式。具體涉及專業(yè)認識實習這門課的，是要設定目標，針對存在問題持續(xù)改進，包括教學模式、教學設備、師資情況等。通過持續(xù)幾年的專業(yè)認識實習教學改革，使指導教師對于課程目標的達成，即學生能力的獲得，有了更加清晰且可衡量的掌握。

參考文獻

[1]工程教育認證標準[EB/OL].http：//www.ceeaa.org.cn/gcjyzyrzxh/xwdt/tzgg56/608383/index.html.

[2]王建華，劉荗淳，翁敬怡，等.面向汽車構造教學的虛擬拆裝實訓教學平臺[J].實驗室研究與探索，2018（10）：254-257，265.

[3]楊建軍，董大偉，孫仁云，等.基于工程應用型人才培養(yǎng)的汽車拆裝課程研究[J].實驗技術與管理，2016（2）：192-194，200.

[4]張學洪，張軍，曾鴻鵠.工程教育認證制度背景下的環(huán)境工程專業(yè)本科教學改革啟示[J].中國大學教學，2011（6）：37-39.

[5]顏偉，袁清和，李美燕，等.面向工程教育專業(yè)認證的工業(yè)工程應用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探索與實踐[J].教育教學論壇，2019（13）：128-131.

[6]王曉崗，許新華，郝志顯，等.以培養(yǎng)本科生自主學習能力為目的的大型儀器開放實驗教學[J].實驗室研究與探索，2019（6）：181-184，234.

[7]張瑾，陳林秀，白海峰.以工程教育理念為引領的跨專業(yè)教學探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2019（9）：174-177，181.

[8]習友寶，李朝海，陳瑜.以學生為本 培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力[J].實驗室研究與探索，2019（9）：170-173.