新工科背景下面向產(chǎn)業(yè)需求的教學(xué)改革探索

詹森　崔曉璐　肖勇

摘? 要：新工科的重要理念是對(duì)傳統(tǒng)工科進(jìn)行升級(jí)改造，讓培養(yǎng)的學(xué)生能夠更好地符合當(dāng)前快速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)需求。本文以“電動(dòng)汽車原理與設(shè)計(jì)”課程為例，對(duì)新工科背景下面向產(chǎn)業(yè)需求的教學(xué)改革方法進(jìn)行探索，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)手段、產(chǎn)教融合以及評(píng)價(jià)體系等多個(gè)維度進(jìn)行探索，重點(diǎn)研究課堂教學(xué)與產(chǎn)業(yè)需求的結(jié)合方法，達(dá)到建立符合時(shí)代潮流的電動(dòng)汽車課程。

關(guān)鍵詞：新工科? 產(chǎn)業(yè)需求? 教學(xué)改革? 電動(dòng)汽車原理與設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(yè)的快速發(fā)展，資源環(huán)境問題顯得尤為重要，因此“碳達(dá)峰”和“碳中和”成為我國(guó)當(dāng)前發(fā)展的重要目標(biāo)，電動(dòng)汽車具有較好的節(jié)能減排效果，因此推動(dòng)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是我國(guó)的重要國(guó)家戰(zhàn)略。鑒于此，在開展新工科研究與實(shí)踐中，推進(jìn)電動(dòng)汽車相關(guān)的課程發(fā)展與改革，培養(yǎng)更符合當(dāng)前電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的人才，是支撐我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)升級(jí)、能源安全以及環(huán)境保護(hù)等國(guó)家戰(zhàn)略的重要舉措。

雖然電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展迅猛，但電動(dòng)汽車研發(fā)相關(guān)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(xué)體系下，人才的培養(yǎng)與市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)的契合程度較低。因此有必要對(duì)現(xiàn)有的“電動(dòng)汽車原理與設(shè)計(jì)”進(jìn)行教學(xué)改革，以產(chǎn)業(yè)需求為改革目標(biāo)，構(gòu)建更符合當(dāng)前電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，以及更能夠提升學(xué)生工程實(shí)踐能力的課程體系，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生為國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展助力的目的。

1? 目前“電動(dòng)汽車原理與設(shè)計(jì)”教學(xué)中存在的問題

1.1 教材知識(shí)陳舊，內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)脫節(jié)

第一，電動(dòng)汽車取代傳統(tǒng)燃油車已經(jīng)成為發(fā)展的必然趨勢(shì)，世界各國(guó)都在不斷加大對(duì)電動(dòng)汽車領(lǐng)域的投資力度[1]，因此當(dāng)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展極為迅速，而教材本身的編寫和出版需要較長(zhǎng)的時(shí)間，會(huì)導(dǎo)致教材內(nèi)容更新明顯滯后于當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。第二，由于各類新技術(shù)與電動(dòng)汽車的深度融合，電動(dòng)汽車的理論知識(shí)更新迭代速度加快，導(dǎo)致教材知識(shí)陳舊，與當(dāng)前實(shí)際情況存在脫節(jié)的問題[2]。第三，教材本身通常是由高校教師進(jìn)行編寫，但高校教師普遍缺乏產(chǎn)業(yè)化開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致教材知識(shí)點(diǎn)與實(shí)際工程開發(fā)存在一定偏差的問題。

1.2 教學(xué)手段單一，學(xué)生需求多樣化

目前的教學(xué)手段主要以PPT、板書為主，然而“電動(dòng)汽車原理與設(shè)計(jì)”需要學(xué)生對(duì)電動(dòng)汽車相關(guān)的知識(shí)有具體化的了解和認(rèn)識(shí)，僅通過PPT和板書難以表達(dá)出電動(dòng)汽車各子系統(tǒng)、零部件的工作狀態(tài)和過程，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不足，影響學(xué)生的知識(shí)掌握。同時(shí)教學(xué)中展示的通常為理論知識(shí)，缺乏對(duì)工程開發(fā)各個(gè)環(huán)節(jié)相關(guān)內(nèi)容的有效展示，學(xué)生無法直觀感受到電動(dòng)汽車的實(shí)際開發(fā)和生產(chǎn)等過程。

1.3 授課內(nèi)容局限，知識(shí)拓展性不足

課程講授內(nèi)容主要取決于教材的大綱范圍，而擴(kuò)展的內(nèi)容主要是教師的研究方向以及經(jīng)驗(yàn)積累，但教師研究方向和經(jīng)驗(yàn)積累存在一定的局限性，導(dǎo)致課程內(nèi)容一定程度上滯后于當(dāng)前的科學(xué)發(fā)展，對(duì)于擴(kuò)寬學(xué)生知識(shí)面存在一定的不足。當(dāng)學(xué)生的知識(shí)面僅限于教材，無法跟隨當(dāng)前汽車企業(yè)快速、全面的發(fā)展需求時(shí)，最終也導(dǎo)致學(xué)生的知識(shí)體系無法較好地契合產(chǎn)業(yè)的需求[3-4]。

1.4 課程側(cè)重理論，工程開發(fā)欠缺

第一，目前的教學(xué)內(nèi)容主要圍繞教材本身，然而教材主要是對(duì)電動(dòng)汽車相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行羅列，缺乏工程應(yīng)用的實(shí)際真實(shí)案例[5-6]。第二，目前本教材重點(diǎn)在電動(dòng)汽車的原理與設(shè)計(jì)，但是工程開發(fā)中更重要的是開發(fā)流程、管理體系，然而該部分書中僅僅是簡(jiǎn)單介紹，并不是教學(xué)要點(diǎn)，經(jīng)常容易被忽略，同時(shí)授課教師也對(duì)相關(guān)的開發(fā)體系、流程難以有清晰的認(rèn)識(shí)。第三，教學(xué)過程按照章節(jié)進(jìn)行，無法反映工程開發(fā)的過程，同時(shí)工程開發(fā)的很多知識(shí)點(diǎn)教材均未涉及。

2? 教學(xué)改革的基本目標(biāo)

針對(duì)上述問題，本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法、產(chǎn)教融合等多個(gè)維度進(jìn)行教學(xué)改革的探索，并且根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況，進(jìn)行不斷的優(yōu)化迭代更新教學(xué)體系，建立一個(gè)科學(xué)的、效果顯著的、契合市場(chǎng)需求的“電動(dòng)汽車原理與設(shè)計(jì)”的課程體系。努力探索適應(yīng)新工科背景下的學(xué)習(xí)培養(yǎng)和教學(xué)改革的機(jī)制、方法和手段，實(shí)現(xiàn)本課程框架下以面向產(chǎn)業(yè)需求的綜合改革實(shí)踐為目標(biāo)，為國(guó)家戰(zhàn)略提供緊缺的專業(yè)人才。

3? 教學(xué)改革措施及方法

3.1 教學(xué)內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn)，緊密結(jié)合當(dāng)今技術(shù)發(fā)展

（1）在教學(xué)內(nèi)容中增加電動(dòng)汽車相關(guān)的最新科研成果的介紹，增加汽車產(chǎn)業(yè)最新的技術(shù)發(fā)展知識(shí)介紹，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充，對(duì)教學(xué)內(nèi)容中與當(dāng)前實(shí)際差異較大的內(nèi)容進(jìn)行更換，保證教學(xué)內(nèi)容的實(shí)時(shí)性和正確性。同時(shí)授課教師需要根據(jù)當(dāng)前國(guó)家政策、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀等，對(duì)課本中的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行更新，保證課本知識(shí)與當(dāng)前的國(guó)家政策、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀更好地接軌。

（2）在教學(xué)內(nèi)容中增加電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)開發(fā)流程、管理體系等工程實(shí)際內(nèi)容，并且對(duì)電動(dòng)汽車的整體開發(fā)流程進(jìn)行較為詳細(xì)的介紹，借助于工程開發(fā)過程的介紹，讓學(xué)生將汽車相關(guān)的知識(shí)進(jìn)行有效的銜接。需要注意的是該部分可邀請(qǐng)企業(yè)中的資深工程師對(duì)設(shè)計(jì)開發(fā)流程、管理體系等教學(xué)內(nèi)容的編寫進(jìn)行指導(dǎo)和幫助。

（3）在教學(xué)內(nèi)容中引入與本課程相關(guān)的交叉技術(shù)信息，例如新能源汽車的大數(shù)據(jù)應(yīng)用情況、新能源汽車的車聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展、人工智能在新能源汽車的利用等信息，從而體現(xiàn)新工科背景下的學(xué)科交叉特點(diǎn)，利于學(xué)生的長(zhǎng)期發(fā)展。

（4）在教學(xué)內(nèi)容中，對(duì)產(chǎn)業(yè)實(shí)際過程中的開發(fā)過程以及交付物進(jìn)行一定的展示，讓知識(shí)變得更形象化，便于學(xué)生的學(xué)習(xí)和理解，也更好地對(duì)工程開發(fā)、產(chǎn)業(yè)需求進(jìn)行認(rèn)知。

（5）在教學(xué)內(nèi)容中，制定較為簡(jiǎn)單的工程開發(fā)項(xiàng)目，讓學(xué)生參與到整個(gè)工程開發(fā)環(huán)節(jié)以及管理體系，學(xué)生能夠較好地將所學(xué)的知識(shí)串聯(lián)起來，能夠形象地感受產(chǎn)業(yè)的工程開發(fā)，對(duì)產(chǎn)業(yè)的流程體系有所了解。

3.2 教學(xué)模式多樣化，重視與生產(chǎn)實(shí)際的結(jié)合

（1）在傳統(tǒng)的講授模式的基礎(chǔ)上，增加探究性的教學(xué)模式，在課程初期制定關(guān)于一個(gè)電動(dòng)汽車開發(fā)的探索性課題，明確整個(gè)課題開發(fā)的產(chǎn)品需求，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，需要結(jié)合講授的基礎(chǔ)知識(shí)與設(shè)計(jì)手冊(cè)等進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)的探究。通過一個(gè)電動(dòng)汽車產(chǎn)品開發(fā)的探索性課題，學(xué)生需要探討分析關(guān)鍵零部件性能特性，選擇適合產(chǎn)品的整車結(jié)構(gòu)選型，掌握零部件的匹配方法，制定符合產(chǎn)品定位的控制策略，最終消化掌握主要的知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)這種模擬參與產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)會(huì)使教學(xué)更貼近生產(chǎn)實(shí)際。

（2）在傳統(tǒng)的講授模式的基礎(chǔ)上，增加討論性的教學(xué)模式，結(jié)合制定的研究性課題，讓學(xué)生自己根據(jù)產(chǎn)品的需求在多個(gè)方案中，進(jìn)行可行性分析基礎(chǔ)上的討論，便于學(xué)生更加深刻地理解知識(shí)，同時(shí)講授企業(yè)中技術(shù)探討交流注意事項(xiàng)。另一方面，要求學(xué)生對(duì)所選擇的技術(shù)方案進(jìn)行展示，將學(xué)生作為某些課堂上的中心。

（3）在傳統(tǒng)的講授模式的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自學(xué)，在探索性課題的進(jìn)行中教材知識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，不僅需要學(xué)生學(xué)會(huì)去收集和整理資料，還要求學(xué)習(xí)應(yīng)用相關(guān)資料以及自學(xué)項(xiàng)目開發(fā)中需要的專業(yè)軟件。

3.3 運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段，輔助學(xué)生理解和掌握課堂教授內(nèi)容

（1）充分利用智慧課堂、反轉(zhuǎn)課堂等形式，結(jié)合在線課程，調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣。

（2）利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生進(jìn)行參觀，并且可以進(jìn)行一定的操作，對(duì)電動(dòng)汽車的臺(tái)架實(shí)驗(yàn)、軟件測(cè)試、硬件在環(huán)測(cè)試等有所了解，使得學(xué)生能夠?qū)Ξa(chǎn)業(yè)中的開發(fā)測(cè)試步驟有所認(rèn)識(shí)。

（3）實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的可視性和形象性，充分利用模具、教具、動(dòng)畫、虛擬現(xiàn)實(shí)等多種方式，突出動(dòng)力部件的耦合工作方式、整車的能量流動(dòng)、零部件特性的展示等。

（4）借助于網(wǎng)絡(luò)視頻資源或者教師自己錄制視頻，對(duì)課堂知識(shí)進(jìn)行一定的補(bǔ)充和課程復(fù)現(xiàn)，讓學(xué)生能夠利用課外時(shí)間進(jìn)行自主的補(bǔ)充學(xué)習(xí)。

3.4 產(chǎn)教融合校企合作，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

（1）通過校企合作，在企業(yè)的技術(shù)開放日，組織學(xué)生進(jìn)行參觀，了解汽車的文化、研發(fā)過程以及先進(jìn)技術(shù)等。

（2）邀請(qǐng)資深工程師對(duì)教學(xué)大綱的內(nèi)容提出建議，共同商討課程的教學(xué)內(nèi)容、授課方式、教學(xué)手段等，同時(shí)可以邀請(qǐng)資深工程師對(duì)授課教師知識(shí)體系中所缺少的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行培訓(xùn)，提升教師工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)知識(shí)。

（3）在學(xué)生進(jìn)行探索性課題時(shí)，邀請(qǐng)資深工程師進(jìn)行一定的指導(dǎo)和答疑，同時(shí)可以增設(shè)學(xué)生與工程師的對(duì)話訪談活動(dòng)。

（4）針對(duì)每個(gè)學(xué)生的實(shí)際情況，對(duì)學(xué)生的個(gè)人發(fā)展進(jìn)行一定的指導(dǎo)，讓學(xué)生的發(fā)展學(xué)習(xí)中存在一定的自我獨(dú)特性，利于后續(xù)就業(yè)時(shí)脫穎而出。

3.5 多種評(píng)價(jià)方式，全面評(píng)價(jià)能力

采用平時(shí)成績(jī)、卷面考試及工程開發(fā)應(yīng)用能力相結(jié)合的考核方式，使考核與能力培養(yǎng)結(jié)合起來，在評(píng)分上鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新，傾向考核學(xué)生的工程應(yīng)用能力、分析/解決實(shí)際問題的能力。

4? 結(jié)語

為了解決新工科背景下，傳統(tǒng)教學(xué)模式下學(xué)生無法滿足汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展需求的問題，本文從教材知識(shí)、教學(xué)手段、授課內(nèi)容、課程側(cè)重點(diǎn)等角度論述當(dāng)前教學(xué)存在的不足，進(jìn)而從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)手段、產(chǎn)教融合以及評(píng)價(jià)體系等多個(gè)維度進(jìn)行探索，提出課程中引入最新科學(xué)研究、產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)、企業(yè)開發(fā)體系流程、資深工程師授課以及實(shí)驗(yàn)室參觀等措施和方法，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)需求與課堂教學(xué)相結(jié)合的目的，從而讓學(xué)生掌握符合當(dāng)今汽車發(fā)展潮流的知識(shí)。

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