新工科背景下面向產業需求的教學改革探索

詹森　崔曉璐　肖勇

摘? 要：新工科的重要理念是對傳統工科進行升級改造，讓培養的學生能夠更好地符合當前快速發展的產業需求。本文以“電動汽車原理與設計”課程為例，對新工科背景下面向產業需求的教學改革方法進行探索，從教學內容、教學模式、教學手段、產教融合以及評價體系等多個維度進行探索，重點研究課堂教學與產業需求的結合方法，達到建立符合時代潮流的電動汽車課程。

關鍵詞：新工科? 產業需求? 教學改革? 電動汽車原理與設計

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2021）06（c）-0135-03

Abstract： The important idea of the new engineering is to upgrade the traditional engineering， so that the students can better meet the current rapid development of industrial needs. Taking the course of "electric vehicle principle and design" as an example， this paper explores the teaching reform method towards industrial demand under the background of new engineering， explores from multiple dimensions such as teaching content， teaching mode， teaching means， industry education integration and evaluation system， and focuses on the combination method of classroom teaching and industrial demand， to establish an electric vehicle course in line with the trend of the times.

Key Words： New engineering; Industry demand; Teaching reform; Electric vehicle principle and design

隨著科技和工業的快速發展，資源環境問題顯得尤為重要，因此“碳達峰”和“碳中和”成為我國當前發展的重要目標，電動汽車具有較好的節能減排效果，因此推動電動汽車產業的發展是我國的重要國家戰略。鑒于此，在開展新工科研究與實踐中，推進電動汽車相關的課程發展與改革，培養更符合當前電動汽車產業發展需要的人才，是支撐我國汽車產業升級、能源安全以及環境保護等國家戰略的重要舉措。

雖然電動汽車產業的發展迅猛，但電動汽車研發相關的人才目前仍然較為短缺，其主要原因是目前車輛工程課程教學體系下，人才的培養與市場和產業的契合程度較低。因此有必要對現有的“電動汽車原理與設計”進行教學改革，以產業需求為改革目標，構建更符合當前電動汽車產業發展，以及更能夠提升學生工程實踐能力的課程體系，從而達到培養學生為國家戰略發展助力的目的。

1? 目前“電動汽車原理與設計”教學中存在的問題

1.1 教材知識陳舊，內容與現實脫節

第一，電動汽車取代傳統燃油車已經成為發展的必然趨勢，世界各國都在不斷加大對電動汽車領域的投資力度[1]，因此當電動汽車產業發展極為迅速，而教材本身的編寫和出版需要較長的時間，會導致教材內容更新明顯滯后于當前的產業發展。第二，由于各類新技術與電動汽車的深度融合，電動汽車的理論知識更新迭代速度加快，導致教材知識陳舊，與當前實際情況存在脫節的問題[2]。第三，教材本身通常是由高校教師進行編寫，但高校教師普遍缺乏產業化開發經驗，導致教材知識點與實際工程開發存在一定偏差的問題。

1.2 教學手段單一，學生需求多樣化

目前的教學手段主要以PPT、板書為主，然而“電動汽車原理與設計”需要學生對電動汽車相關的知識有具體化的了解和認識，僅通過PPT和板書難以表達出電動汽車各子系統、零部件的工作狀態和過程，導致學生學習興趣不足，影響學生的知識掌握。同時教學中展示的通常為理論知識，缺乏對工程開發各個環節相關內容的有效展示，學生無法直觀感受到電動汽車的實際開發和生產等過程。

1.3 授課內容局限，知識拓展性不足

課程講授內容主要取決于教材的大綱范圍，而擴展的內容主要是教師的研究方向以及經驗積累，但教師研究方向和經驗積累存在一定的局限性，導致課程內容一定程度上滯后于當前的科學發展，對于擴寬學生知識面存在一定的不足。當學生的知識面僅限于教材，無法跟隨當前汽車企業快速、全面的發展需求時，最終也導致學生的知識體系無法較好地契合產業的需求[3-4]。

1.4 課程側重理論，工程開發欠缺

第一，目前的教學內容主要圍繞教材本身，然而教材主要是對電動汽車相關知識點進行羅列，缺乏工程應用的實際真實案例[5-6]。第二，目前本教材重點在電動汽車的原理與設計，但是工程開發中更重要的是開發流程、管理體系，然而該部分書中僅僅是簡單介紹，并不是教學要點，經常容易被忽略，同時授課教師也對相關的開發體系、流程難以有清晰的認識。第三，教學過程按照章節進行，無法反映工程開發的過程，同時工程開發的很多知識點教材均未涉及。

2? 教學改革的基本目標

針對上述問題，本文從教學內容、教學模式、教學方法、產教融合等多個維度進行教學改革的探索，并且根據學生學習情況，進行不斷的優化迭代更新教學體系，建立一個科學的、效果顯著的、契合市場需求的“電動汽車原理與設計”的課程體系。努力探索適應新工科背景下的學習培養和教學改革的機制、方法和手段，實現本課程框架下以面向產業需求的綜合改革實踐為目標，為國家戰略提供緊缺的專業人才。

3? 教學改革措施及方法

3.1 教學內容與時俱進，緊密結合當今技術發展

（1）在教學內容中增加電動汽車相關的最新科研成果的介紹，增加汽車產業最新的技術發展知識介紹，對教學內容進行補充，對教學內容中與當前實際差異較大的內容進行更換，保證教學內容的實時性和正確性。同時授課教師需要根據當前國家政策、產業現狀等，對課本中的相關知識進行更新，保證課本知識與當前的國家政策、產業現狀更好地接軌。

（2）在教學內容中增加電動汽車的設計開發流程、管理體系等工程實際內容，并且對電動汽車的整體開發流程進行較為詳細的介紹，借助于工程開發過程的介紹，讓學生將汽車相關的知識進行有效的銜接。需要注意的是該部分可邀請企業中的資深工程師對設計開發流程、管理體系等教學內容的編寫進行指導和幫助。

（3）在教學內容中引入與本課程相關的交叉技術信息，例如新能源汽車的大數據應用情況、新能源汽車的車聯網融合發展、人工智能在新能源汽車的利用等信息，從而體現新工科背景下的學科交叉特點，利于學生的長期發展。

（4）在教學內容中，對產業實際過程中的開發過程以及交付物進行一定的展示，讓知識變得更形象化，便于學生的學習和理解，也更好地對工程開發、產業需求進行認知。

（5）在教學內容中，制定較為簡單的工程開發項目，讓學生參與到整個工程開發環節以及管理體系，學生能夠較好地將所學的知識串聯起來，能夠形象地感受產業的工程開發，對產業的流程體系有所了解。

3.2 教學模式多樣化，重視與生產實際的結合

（1）在傳統的講授模式的基礎上，增加探究性的教學模式，在課程初期制定關于一個電動汽車開發的探索性課題，明確整個課題開發的產品需求，學生在學習過程中，需要結合講授的基礎知識與設計手冊等進行產品開發的探究。通過一個電動汽車產品開發的探索性課題，學生需要探討分析關鍵零部件性能特性，選擇適合產品的整車結構選型，掌握零部件的匹配方法，制定符合產品定位的控制策略，最終消化掌握主要的知識點，同時這種模擬參與產業項目開發的經驗會使教學更貼近生產實際。

（2）在傳統的講授模式的基礎上，增加討論性的教學模式，結合制定的研究性課題，讓學生自己根據產品的需求在多個方案中，進行可行性分析基礎上的討論，便于學生更加深刻地理解知識，同時講授企業中技術探討交流注意事項。另一方面，要求學生對所選擇的技術方案進行展示，將學生作為某些課堂上的中心。

（3）在傳統的講授模式的基礎上，強調學生的自學，在探索性課題的進行中教材知識遠遠不夠，不僅需要學生學會去收集和整理資料，還要求學習應用相關資料以及自學項目開發中需要的專業軟件。

3.3 運用現代化教學手段，輔助學生理解和掌握課堂教授內容

（1）充分利用智慧課堂、反轉課堂等形式，結合在線課程，調動學生主動學習積極性，激發學生對課程的學習興趣。

（2）利用現有的實驗室，讓學生進行參觀，并且可以進行一定的操作，對電動汽車的臺架實驗、軟件測試、硬件在環測試等有所了解，使得學生能夠對產業中的開發測試步驟有所認識。

（3）實現教學內容的可視性和形象性，充分利用模具、教具、動畫、虛擬現實等多種方式，突出動力部件的耦合工作方式、整車的能量流動、零部件特性的展示等。

（4）借助于網絡視頻資源或者教師自己錄制視頻，對課堂知識進行一定的補充和課程復現，讓學生能夠利用課外時間進行自主的補充學習。

3.4 產教融合校企合作，優化教學內容

（1）通過校企合作，在企業的技術開放日，組織學生進行參觀，了解汽車的文化、研發過程以及先進技術等。

（2）邀請資深工程師對教學大綱的內容提出建議，共同商討課程的教學內容、授課方式、教學手段等，同時可以邀請資深工程師對授課教師知識體系中所缺少的工程實踐經驗進行培訓，提升教師工程實踐經驗知識。

（3）在學生進行探索性課題時，邀請資深工程師進行一定的指導和答疑，同時可以增設學生與工程師的對話訪談活動。

（4）針對每個學生的實際情況，對學生的個人發展進行一定的指導，讓學生的發展學習中存在一定的自我獨特性，利于后續就業時脫穎而出。

3.5 多種評價方式，全面評價能力

采用平時成績、卷面考試及工程開發應用能力相結合的考核方式，使考核與能力培養結合起來，在評分上鼓勵學生的創新，傾向考核學生的工程應用能力、分析/解決實際問題的能力。

4? 結語

為了解決新工科背景下，傳統教學模式下學生無法滿足汽車產業快速發展需求的問題，本文從教材知識、教學手段、授課內容、課程側重點等角度論述當前教學存在的不足，進而從教學內容、教學模式、教學手段、產教融合以及評價體系等多個維度進行探索，提出課程中引入最新科學研究、產業發展動態、企業開發體系流程、資深工程師授課以及實驗室參觀等措施和方法，實現產業需求與課堂教學相結合的目的，從而讓學生掌握符合當今汽車發展潮流的知識。

參考文獻

[1] 操群，許騫.電動汽車發展與產業政策影響研究[J].產業經濟評論，2019（2）：20-46.

[2] 陳靜.汽車維修人才培養模式研究[D].重慶：重慶理工大學，2020.

[3] 龐海文，滕菲.新工科背景下的車輛工程專業創新型人才培養研究[J].長春大學學報，2020，30（2）：71-75.

[4] 施德華，季超.基于雨課堂的新能源汽車技術課程混合式教學方案研究[J].教育現代化，2019，6（5）：113-115.

[5] 耿國慶，朱茂桃，江浩斌，等.新工科理念下的新能源汽車專業人才培養探索[J].汽車實用技術，2019（11）：208-210.

[6] 王亞雄，陳士安，任志英.面向新工科建設的新能源汽車專業方向相關課程教學形成性評價探究[J].中國現代教育裝備，2021（3）：62-64.