基于OBE理念的汽車構造課程教學改革與實踐

摘 要：汽車構造是車輛工程專業一門重要的專業基礎課，但由于當前汽車構造課時少和內容陳舊等原因，造成課堂教學質量不高。因此，針對當前傳統教學方式中存在的問題，文章提出利用以成果為導向的教學理念（OBE）實現教學方式的改革創新，以學生為中心，重新制定教學計劃，提出新的考核要求，以達到學生畢業的標準。通過將OBE教學理念融入汽車構造課程教學中，豐富教學方式，創新實踐形式，注重培養學生的自主學習與解決問題能力，學生同時收獲了論文，專利和學科競賽獲獎等百余項。實踐結果表明，經過以OBE為導向的課程教學改革，教師的教學水平和學生的專業綜合水平得到顯著提高，達到專業認證的核心要求。

關鍵詞：汽車構造 OBE理念 車輛工程 產教融合 教學改革

1 緒論

根據2019年《教育部關于深化本科教育教學改革全面提高人才培養質量的意見》指出，堅持立德樹人，以學生為中心，管理嚴起來，效果實起來，本科教育應進一步強化實踐育人，把理論學習與實踐教育進行有效對接[1]。對于工科類專業而言，基于OBE理念培養學生的實踐創新能力，使學生的綜合素質得到全面的提升。

汽車構造是車輛工程學科的專業基礎課程，是學好專業課程的基礎。傳統的汽車構造課程內容還是主要集中在發動機構造、底盤構造等內容上。隨著汽車產業的快速變革，以及國家戰略的推動，目前的汽車產業已經逐漸向電動化、網聯化、智能化和共享化轉變。因此，高等教育方式相應的也需要進行轉變，通過產教融合，實現汽車構造的教學改革。本文以汽車構造課程教學方式為背景，基于以學生為中心的成果導向教學理念，探討汽車構造課程的教學新方法，實現學生創新能力的提升。

2 傳統課堂的缺點

2.1 授課方式單一

目前汽車構造的授課方式主要還是以理論講授知識為主，后期再單獨開展拆裝實習，學生方面沒有真正達到理論與實踐相結合的效果。實踐是檢驗真理的唯一標準，單純地向學生傳授知識會導致學生課堂參與度不高，無法跟上教師授課的步伐，因此沒有真正融入到教師的講課過程。由于大部分學生課前沒有預習，且對于遇到的難題也沒及時進行復習，對知識點理解不透徹，僅靠教師主動講解很難吸引學生的注意力，因此很難激發出學生主動學習和創新設計的潛能[2]。

2.2 學時壓縮且知識點抽象離散

汽車構造主要由發動機、底盤構造等部分組成，授課內容多，學時少，學習時長被嚴重壓縮，課堂上教師不得不加快講課節奏，造成學生對較難的知識點無法及時消化。對于理論計算的部分，知識點不僅離散且比較抽象，由于實驗課時偏少等原因，學生更無法對知識點得到更深刻的理解，因此這也是傳統課堂的缺點之一[3]。

2.3 快速發展的產業與相對陳舊的教材內容

汽車行業已經向著電動化、智能化、網聯化、共享化的“新四化”快速轉變，因此汽車構造也發生了巨大的變化。而現在的汽車構造教材仍以傳統燃油發動機教學內容為主，略顯陳舊，學生在課堂上無法第一時間接收到當今“新四化”的相關知識。隨著電動汽車行業的快速崛起，汽車的引擎結構也發生顛覆性變化，目前大部分高校的汽車構造實驗室展臺樣品仍以傳統燃油發動機為主，造成學生無法當面直觀地了解新能源汽車的構造，缺乏對前沿新技術新結構的理解。

3 基于OBE理念的汽車構造課程改革

3.1 OBE理念與內涵

OBE理念（Outcome Based Education）是一種以學生為中心，基于成果產出的教育理念，也稱為成果導出教育，該理念是國際工程教育認證標準《華盛頓協議》的核心內容[4-7]，是一種在西方國家比較受歡迎的教育方式。OBE教育理念表明，在新工科教育背景下，要注重對學生教育的成果，結合“要取得什么樣的成果，如何取得相關成果以及取得成果后學生有何提升”三方面入手，提高教學質量和學生的綜合素養。

3.2 課程教學目標與方法改革

汽車構造作為車輛工程專業的核心課程之一，其中主要包含理論學習和實踐操作等內容，對于各零部件，不僅需要圖片視頻展示工作原理，還需學生擁有較強的想象能力，因此培養學生的抽象思維能力尤為重要。初級目標中的各項能力培養，有助于學生培養自身的創新與操作能力，最終達成教學中的高級目標，達到OBE教育理念的效果[8]。

為促進汽車構造課程教學效果，采取“學為根本、訓為基礎、賽為助力”三個方面改革。學為根本，線下課堂授課是基礎，課后學生通過慕課以及學校EOL平臺進行復習，結合線上線下結合的授課方式，實現基礎知識的全覆蓋式學習。訓為基礎，通過發動機拆裝等形式，將理論知識與實踐認知相結合，激發學生的學習樂趣，提高授課的整體水平。賽為助力，各類學科競賽是成果產出的重要方式之一，鼓勵學生積極參加競賽，例如發動機拆裝大賽和節能減排大賽等，真正達到以賽促學，學為己用的效果[9]。

3.3 OBE導向改革方法

3.3.1 發動機構造部分——拆裝大賽

結合“賽為助力”，在OBE理念引導下帶領學生參加發動機拆裝大賽，提升學生的動手操作能力。將課程學習與比賽相結合，培養學生在拆裝發動機過程中的分析問題和解決問題的能力，同時培養學生的團結協作能力。

3.3.2 發動機構造部分——燃料電池電堆

為開拓學生視野，突破傳統的局限于燃油發動機的刻板印象，引導學生對燃料電池進行研究探索。燃料電池是一種新興的能源動力裝置，因其高效、環保和零碳等優點，未來在商用車領域具有巨大應用潛力。為了更深入了解燃料電池的構造，指導學生對雙極板間接觸壓力進行測試。目前，通過參與該課程實踐模塊，學生已申請發明專利四項[10-13]，一作發表SCI論文一篇[14]?？梢姡Y合汽車構造知識，以成果為導向引導學生對燃料電池的組成及接觸壓力進行研究，進一步提升學生的觀察與創新思維能力。

3.3.3 底盤構造部分案例

傳統車輛采用液壓減震器，將底盤能量轉化為熱能耗散，存在能量浪費和油液泄露等問題。學生參與設計一種振動能量回收減振器[15-17]，該裝置可以對汽車底盤的振動能量進行回收利用，并采用虛擬樣機模擬其動態特性。通過該模塊的實施，學生先后在節能減排與社會實踐，“精雕杯”畢業設計等大賽獲獎多次。

3.3.4 產教融合實踐案例

以畢業設計等形式，使學生深入校外教學基地開展實踐。電液驅動繩構成型實踐中，學生基于顯示動力學方法，研究繩鉤加工過程中不同工位折彎力和鍛壓力隨時間的變化規律，合理選用不同工位液壓缸參數。對優化繩鉤加工機床的工藝節拍和提升機床生產效率具有工程指導意義[18]，該案例學生完成一作核心論文一篇。

4 實踐效果分析

4.1 學生自主學習能力的全面調動

根據以成果為導向的教學理念，轉變汽車構造教學方法，全面調動學生的自動學習能力。通過發動機拆裝大賽，掌握傳統發動機的基本結構，正確分析其作用。通過測試燃料電池電堆的接觸壓力和自主設計振動能量回收減振器，提升自身實踐操作、解決實際問題與改革創新的能力。

4.2 學生能力的全面培養與提升

在參加發動機拆裝大賽的過程中，全面地激發學生的主觀積極性，提高團隊協作的水平。同學之間相互合作和溝通能力得到極大的提升，培養了團隊合作意識。由于很多學生缺乏實踐經驗，同時對自己學習的課堂知識比較模糊，進而出現自信心不足、對課程存在疑惑的問題出現，通過以成果為導出的教學理念，鼓勵學生參加學科競賽，善于表現自己，增強自身信心，達到預期的教學效果。

4.3 OBE的徹底貫徹與實踐

在汽車構造改革后的教學方法中，全面貫徹實施OBE理念，強調實施過程中各個環節均需以成果為核心進行設計與實施。對于車輛工程專業來說，汽車構造的教學改革是一項長期的、需要堅持不懈的系統性工程，以培養學生的創新能力與實踐能力為目標，不斷提升人才培養質量。截至目前，堅持OBE理念為教學核心的成果有，學生一作論文10余篇[14， 18-24]，相關授權及公開專利十余項，大學生機械創新設計，節能減排等各類國省級學科競賽獲獎40余項，充分體現了以成果為導向的教學效果。

5 結語

圍繞OBE教育工程理念，對當前汽車構造教學的不足提出改革建議，打破傳統的單一課堂教學方式，以“學為根本，訓為基礎，賽為助力”三合一創新教學方法。以培養符合“新四化”產業要求的高級人才為目標，落實理論與實踐相結合的教育觀，全面貫徹OBE教學理念，以學生的發展和創新實踐效果為核心，深化汽車構造課程教學方法改革。通過改革，促進教學質量的提高，培養學生在工程實際應用中解決問題的能力，推動車輛工程一流專業的發展，為國家培養新型高精尖人才。

基金項目：國家自然科學基金項目（52005433）；教育部產學合作協同育人項目（230705862261834）；江蘇省產學研合作項目（BY20231480）；揚州大學教學改革項目（XKJS2023045， XKJS2023014）；揚州市校合作項目（YZ2023213）。

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