以能力培养为核心的汽车专业实验教学体系的探索与实践

李发宗, 徐忠朝, 崔仲华, 刘淑珍

(宁波工程学院 杭州湾汽车学院, 浙江 宁波 315336)

以能力培养为核心的汽车专业实验教学体系的探索与实践

李发宗, 徐忠朝, 崔仲华, 刘淑珍

(宁波工程学院 杭州湾汽车学院, 浙江 宁波 315336)

为了解决汽车专业实验教学中学生实践能力与创新能力培养不足等问题,通过搭建实验教学平台、优化专业实验内容、实施开放性实验教学以及改革实验考核方式,构建了以实践能力和创新能力培养为核心的汽车专业实验教学体系,并对新的汽车专业实验教学体系实践效果进行评价。实践证明,该实验教学体系能突显学生在实验教学中的主体地位,能充分调动学生的主观能动性,并能使学生的实践能力和创新能力得到显著提升,对应用型汽车专业人才的培养有着重要的借鉴意义。

能力培养； 汽车专业； 实验教学

在汽车专业人才培养体系中,实验教学是汽车专业教学体系的重要一环,对应用型汽车专业人才的培养有着至关重要的作用。实验教学不仅能培养学生的实践动手能力,而且能够锻炼学生的自主创新精神。然而,在汽车专业实验教学实施过程中,长期存在如下问题：一是在教学方法上，目前,许多学校汽车专业实验教学仍以教师实验演示为主,忽略了学生在实验教学过程中的参与性,也无法带动学生的主观能动性；二是实验教学形式上，验证性和演示性实验比重过大,设计性和研究性等综合性实验偏少,实验设计的路线和方案都事先由指导教师设定好，这极大地影响了学生创新性与实践性的培养；三是实验教学的内容比较零散,各实验环节作为理论教学的附属穿插于理论课程教学过程中,实验内容关联度不高,实验教学没有形成相对独立的教学体系；四是实验教学开放程度不高，实验教学一般安排在教学计划规定的上课时间,学生也只能在有限地上课时间才能参与实验，若平时需要做实验,需要经过层层审批,才能在教师的监督下参与实验，很不利于学生学习兴趣的培养；五是实验教学的考核机制不合理，当前实验教学主要是通过学生的实验报告给出学生实验成绩,忽略了学生在实验过程中的创新能力和综合素质考核[1]。

汽车专业实验教学中出现的这些问题已经影响到学生创新能力和实践能力的培养。为了培养具有现代工程意识的应用型汽车专业人才,对汽车专业实验教学体系进行改革与创新,刻不容缓。本文针对汽车专业实验教学中存在的问题,结合汽车专业实验教学的特点,构建以学生创新能力与实践能力为核心的汽车专业实验教学体系,通过新旧实验教学体系下学生能力评价结果的比较,论证了新的汽车专业实验教学体系的可行性,这对提升汽车专业学生的工程核心能力具有重要的现实意义[2]。

2 汽车专业“23452”实验教学体系构建

针对汽车专业实验教学面临的现实问题,经过近5年的探索与实践,我们探索出了以学生为中心、以实践能力和创新能力培养为核心的汽车专业“23452”实验教学体系，如图1所示,即2类专业,3层平台,4种模块，5个内容的结合,2个核心能力培养。“23452”汽车专业实验教学体系坚持以学生创新能力培养为核心,对汽车专业实验教学平台、实验教学模块和实验教学内容进行优化,以学生为中心,突出学生在专业实验教学中的主观能动性,激发学生对专业实践知识的学习热情,培养学生的创新能力、实践能力、分析和解决问题的能力[3]。

图1 汽车专业“23452”实验教学体系

2.1 依据汽车专业的知识结构,构建层次化的汽车专业实验教学平台

根据汽车的结构与性能特点,结合汽车专业人才培养目标,按照知识递进的关系,成立汽车工程技术中心,并构建汽车专业基础课实验、汽车专业课实验和汽车创新实验3个递进层次的实验平台，如图2所示。专业基础实验平台主要由汽车机械基础实验室、汽车电工电子实验室、工程力学实验室构成[4],为汽车专业基础课提供实验实训,以加强学生对汽车专业基础课程知识的掌握与理解。汽车专业课实验平台由汽车构造实验室、发动机实验室、汽车电器实验室、汽车性能实验室、汽车检测与诊断实验室以及汽车虚拟实验室等构成,以汽车专业课程的实验实训为主,重点培养学生汽车专业知识的实践能力[5]。汽车创新实验平台是要在基础实验和专业实验平台的基础上,注重学生创新能力的培养,学生主要通过自主网络实验教学与辅导、科研项目、工程训练大赛以及创新实验项目,锻炼自身课外科技创新和工程设计能力。“基础—专业—创新”三层次汽车实验平台逐层推进,互相支撑,为创新型汽车专业人才的培养提供保证。

图2 汽车专业三层次实验教学平台

2.2 优化实验内容,精炼实验项目,构建模块化的汽车专业实验项目

针对以往专业实验内容过于陈旧、实验结构单一、验证和演示性实验过多的特点,对汽车专业实验教学的内容进行优化,使汽车专业实验的结构更为合理,更加适合工程应用型人才的培养[6]。具体从以下几个方面着手：一是优化专业实验的结构,依据专业人才能力培养目标,结合专业课程,对实验内容进行合理配置,按照“厚基础、宽口径、重能力、高素质”的原则,保留以前专业实验好的项目,对以往的实验内容进行精简,结合社会对汽车专业人才能力的要求,开设以工程实践为主的实验项目，加大创新类、研究类实验的比重,着重培养学生的创新与实践动手能力[2]；二是优化汽车专业实验的内容,对汽车专业实验内容进行合理编制,力求做到实验教学内容易于学生掌握,促进学生实践综合能力的培养。

依据汽车专业实验的特点,结合汽车理论知识间的关联性,构建递进式的汽车专业实验模块，如图3所示。这4种模块分别为：验证性实验模块、综合性实验模块、设计性实验模块以及创新性实验模块。4种模块之间层层递进,互相关联,组成了汽车专业实验的核心内容[7]。第一层是验证性实验模块,它主要是通过实验验证,加深学生对汽车理论知识的感性认知,增强学生对专业知识学习的兴趣；第二层是综合性实验模块,它着重培养学生对专业知识的综合运用能力,实验模块将汽车专业的多门课程知识结合在一起来设计实验,通过综合性实验锻炼学生综合解决问题的能力；第三层是设计性实验模块,重点培养学生的工程设计能力,学生通过设计性实验,可以做到从资料查询、设计方案制定、作品的设计以及设计报告的撰写的全过程的训练,通过设计性实验可以提升学生的工程设计能力,培养学生分析问题和解决问题的能力；第四层是创新性实验模块,它主要是通过大学生工程训练大赛、大学生科技创新项目以及参与教师科研项目等,培养学生科学研究能力,创新性实验模块主要是面对学有余力的优秀学生,培养学生创新与科学探索能力[8]。

图3 汽车专业实验教学模块

2.3 以学生为中心,建立开放性汽车专业实验教学体系

以往的汽车专业实验教学以教师为中心，教师安排实验,学生按指定的时间和教师设计的实验流程完成实验,严重制约了学生学习的主动性和创新性[9]。为此,在汽车专业实验教学中实施实验室开放教学,坚持以学生为中心,给予学生在实验中的自主空间,自己设计实验,自己管理实验,充分挖掘学生的潜能,发挥其在实验过程中的主观能动性和创造性,确立学生在实验教学中的主体地位,将实验教师从过去以教为主的地位中解放出来,教师将精力重点放在对学生实验的引导、监督和检查上,以此促进提高实验教学的效率[10]。

开放汽车专业实验教学,秉承以学生自主实验为主,学生利用汽车专业实验网络教学平台,预约实验时间、自主选择实验模块、自主设计实验流程、自主完成实验项目,教师在整个过程中仅提供实验准备、指导,并对全程进行监控[11]。

根据汽车专业人才培养目标的要求,结合汽车课内实验教学的现实情况,建立汽车专业开放实验教学体系，如图4所示。从专业基本实验能力、专业应用实验能力和专业创新实验能力3个层次构建了汽车专业六大开放教学模块,即汽车结构认识模块、汽车使用技术模块、汽车性能检测模块、汽车故障诊断模块、汽车新能源利用模块和汽车创新开放模块。

图4 汽车专业开放性实验教学体系

汽车结构认识和汽车使用技术实验模块主要是通过实验室中陈列的汽车模型、结构挂图、多媒体动画、汽车拆装实验等模式让学生从感性上了解汽车的发展、汽车的结构以及原理等基础知识,培养学生对专业兴趣,这部分模块面向全校学生[11]。汽车检测与故障诊断模块,主要是针对汽车生产和使用过程中的实际问题进行设计的,学生面对汽车使用中出现的问题,正确地利用所学专业知识对汽车进行检测,发现问题,并解决问题,通过这一模块培养学生分析问题和解决实际问题的能力。汽车创新开发和新能源利用实验模块,主要是紧扣当前汽车发展的前沿,充分利用实验室资源,帮助学生跨越书本知识,探寻汽车专业的前沿知识,培养学生的探究能力。

开放性实验教学大大激发了学生专业学习的兴趣,促进了学生通过自主探索,去发现实验过程中的问题,并运用自己所学的专业知识去分析和解决问题,这极大培养了学生创新能力[12]。

2.4 突出学生能力的考核,改革实验考核形式

在汽车专业实验教学成绩考核方面,改变以往仅凭一纸实验报告来评定学生成绩的做法,将实验成绩的评定与平时实验过程中的动手能力、团队协作能力、实验卫生、文明纪律、实验预习以及创新能力评定结合起来[2]，并且在实验结果考核中将实操和答辩相结合。为了突显学生实践能力和创新能力的培养,加大实操和答辩成绩的比重,对于难度较大的综合性实验和设计性实验,鼓励创新,重点考核实验方案的可行性,对于具有创新性实验方案,可以加分。

汽车专业实验教学在原有课程实验教学考核方式上进行改革,如图5所示,彻底打破以实验结果或实验报告为依据的单一考核模式。新的实验考核方式大大提高了学生在实验过程中的积极主动性,培养了学生的团队合作精神,工程综合素质得到提升。

图5 汽车专业实验教学考核方式变化图

3 汽车专业实验教学的效果评价

实验教学体系的实施是否对学生的实践能力和创新能力提升有效,可以通过新的实验教学体系实施后,学生对实验教学效果的评价和学生科技创新成果来评价。通过本校汽车专业实施新旧的实验教学体系后的问卷调研数据进行分析。图6为汽车专业2011级和2012级两届学生分别对新旧实验教学体系对提升个人能力的评分的比较,这里选取学生评分的平均值,表1为我校汽车专业学生在新旧实验教学体系下,学生参与各类科研项目、发表科研论文、参加科技竞赛等成果情况表。

图6 新旧实验教学体系学生评分比较图

表1 新旧实验教学体系下学生科技创新成果比较表

通过图6和表1的数据比较发现,实施新的实验教学体系后,学生对对新的实验教学体系学习兴趣高,取得成绩明显，实践能力和创新能力得到显著提升,实验教学效果好,这也说明新的实验教学体系有助于学生核心能力的培养。

4 结语

以能力培养为核心的汽车专业实验教学体系,将汽车专业实验教学中的实验平台、教学模块、教学内容以及创新能力培养构成一个有机的体系,重点突出了在汽车专业实验教学中,培养学生的实践能力和创新能力,将学生置于实验教学的中心地位,充分体现了实验教学以学生为中心,充分调动学生实验中的主观能动性,通过实验平台和实验教学模块的结合,旨在培养学生适应不同岗位的能力和岗位变迁的能力,学生主动发现问题和独立解决问题能力得到提高,同时也使学生养成了在实验过程中自行思考、探索、设计、操作和总结习惯。对提高学生综合应用所学专业知识分析解决工程实际问题的能力、动手能力以及创新能力具有重要的作用,这也是本专业“卓越工程师教育培养计划”实施的具体体现,对提升汽车专业实验教学的质量具有积极借鉴和指导意义。

References)

[1] 周合兵,罗一帆,熊建文. 基于实践创新能力培养的文科实验教学体系的探索与实践[J]. 实验技术与管理,2013,30(10):155-157，178.

[2] 徐忠朝,张永武,陈建茵,等.汽车实验教学模式的改革与创新研究[J].宁波工程学院学报,2012(3):92-95.

[3] 孙爱民.深化高校实验教学改革的实践与思考[J].实验室研究与探索,2002,21(2):9-11.

[4] 胡宏伟,李岳林,刘志强,等.应用型本科汽车工程实践教学体系研究[J].教育教学论坛,2014(16):80-81.

[5] 李晶,任祖平.现代汽车教学实验室的构建[J].实验科学与技术,2007，5(6):135-136.

[6] 赵树恩,李玉玲,张慧玲.车辆工程专业模块课实验教学整合与优化[J].实验科学与技术,2012，10(4):114-116.

[7] 王亚玲,苟如虎. 四模块化学实验教学体系的探索与实践[J]. 实验技术与管理,2014，31(7):186-189.

[8] 肖利,李海波,姬树奇.普通物理实验教学改革探讨[J].吉林师范大学学报(自然科学版),2003(3):96-97.

[9] 李晓东,赵剑,侯文彬,等. 车辆工程专业多层次开放式实验教学体系的构建[J]. 实验技术与管理,2011，28(10):147-150.

[10] 蔡炳新.创新实验教学 培养创新人才[J].中国大学教学,2009(10):75-77.

[11] 宋力,柴俊霖,吉平,刘占峰.汽车类专业开放式实验教学模式探讨[J].实验室科学,2012，15(2):158-160.

[12] 邓小霞,谭明.地方本科院校实验教学改革中开放性实验教学模式的探索与实践[J].湖南科技学院学报,2012(8):166-168.

Exploration and practice on experimental teaching system of automobile specialty by taking cultivation of ability as core

Li Fazong, Xu Zhongchao, Cui Zhonghua, Liu Shuzhen

(Automobile School of Hangzhou Bay,Ningbo University of Technology, Ningbo 315336, China)

In order to solve the ability deficiency of the practical and innovative ability of students in the experimental teaching of automobile specialty,the experimental teaching system of automobile specialty, which takes the cultivation of practical and innovative ability as the core, was constructed by building the experimental teaching platform,optimizing the experiment content,implementing the open experimental teaching and reforming the examination methods of experiments,and evaluating the practice effect of the new experimental teaching systems of automobile specialty. The practice shows that the experimental teaching system can highlight the subject position of the students in the experimental teaching,mobilizing fully the subjective initiative of the students,and the practical and innovative ability of the students can be significantly raised, so it has a significance reference for the cultivation of applied automobile professional talents.

cultivation of ability; automobile specialty; experimental teaching

10.16791/j.cnki.sjg.2017.04.007

2016-10-08

浙江省“十二五”普通本科高校新兴特色专业建设项目(187)；浙江省2015年度高等教育课堂教学改革项目(KG2015451)；浙江省2015年度高等教育教学改革项目(2015YGH023)；2016年度宁波工程学院高教研究课题(jg2015192)

李发宗(1975—)，男，湖北孝感，硕士，副教授，研究方向为汽车专业教学与实验管理工作.

E-mail：fpaoli@163.com

G642.0

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1002-4956(2017)4-0024-05