面向新工科的《汽车电器与电子技术》教学改革与实践

罗颂荣 刘奇元 杨小高

湖南文理学院 湖南省常德市 415000

1 引言

新工科”成为了“当今世界高等工程教育领域的中国智慧和中国方案”，也是“中国工程教育在新时代新作为的重要发力点”[1]。相对传统工科，新工科需要的是工程实践能力强、创新能力强、具有国际竞争力的高素质复合型人才。目前，各高校以新工科建设为综合改革的“催化剂”，主动推进高等工程教育的理念创新、专业创新、模式创新、组织创新，积极探索新工科人才培养模式，以“新工科”建设引领高等工程教育变革[2-3]。

作为教育部首批应用型改革试点本科院校，我校以产业需求为导向，开设了汽车服务工程专业，旨在为汽车后市场培养“懂技术，会经营，善管理”、具有创新意识与创新能力的高级应用型复合人才。同时，“一带一路”战略为我国汽车产业带来了新的发展。在“一带一路”战略背景下，一些自主品牌汽车企业，如东风、比亚迪、奇瑞、宇通客车等，纷纷以自主建厂、海外并购和当地重组等方法布局海外市场。因此，高校对汽车服务工程专业开展适应“新工科”人才培养的课程改革势在必行。《汽车电器与电子技术》是汽车类专业的专业核心课程；文献[4]探讨了面向新工科人才应用能力、创新思维与创新能力培养的汽车电器与电子技术课程教学改革，但很多具体内容和措施还有待深入研究和实践。以应用型本科院校新工科人才培养为目标，以学科交叉融合为焦点优化课程教学内容，以学生为中心创新教学模式，以“一带一路”战略下汽车产业海外发展人才需求为契机探索双语教学，以多元评价改革考核评价模式，旨在培养学习创新意识与创新思维、锤炼学生工程实践应用能力和创新能力，扩展学生国际视野，促进学生综合素质的全面。

2 现状与存在的问题

《汽车电器与电子技术》是汽车服务工程专业的专业核心课程。它主要以汽车构造、电工电子学、计算机技术、控制技术等为基础，研究现代汽车电器、电子控制系统的构造、原理、特性、检测和使用维修等知识和技能。该课程大纲设置总共48个课时，其中理40课时，实验8课时。在传统的教学模式很难在有限的课时内达到新工科人才培养要求。主要存在以下问题：

（1）教学目标不符合新工科要求，需要修订教学目标。传统的教学方法主要是对教材知识点分章节讲授，很多章节内容相关性不大或者重复内容多，很难满足学科交叉融合教学需求，更谈不上考虑对创新型人才培养的需求。

（2）教学内容杂而不新。为提高汽车的性能，带给客户最新体验，各大汽车厂商热衷于将最新电子、信息、人工智能等“黑科技”应用于新上市的产品中，现代汽车电子技术越来越智能化、网络化。然而，教材往往落后于科技发展，导致传统的教学内容严重落后于工业实际应用。

（3）从教学理念上，传统的教学方法以教师讲授为主，学生被动接受知识，导致教学过程中学生学习的主动性缺乏，很难有效地培养学生的创新意识和创新思维；同时，信息化教学手段应用不够，在课时有效的情况下，教师不得不删减很多教学内容，教学效果很难保障。

（4）理论教学多，实践教学少，而且实践教学往往流于形式，学生动手动脑操作少，理论和实践联系不紧密。

（5）缺乏国际化教学思维与教学活动，目前应用型本科院校很少考虑对学生的国际化视野、国际交流能力的培养。

（6）工程训练少，导致很难学生应用所学知识解决工程实践问题的能力的培养不足。

（7）部分教师在授课过程中，课程思政意识淡薄或者思政教学能力不够，不能充分发挥“三全育人”功能。

（8）课程考核评价方法单一，不利于真正考察学生对知识和技能的掌握程度，更不利于学生创新能力和创新思维的培养。

3 总体方案

围绕新工科人才培养目标，团队交流太、讨论、反复论证后制订了以下总体方案：首先通过学情分析，掌握学生的知识结构、学习能力、个性品格等因素，结合新工科人才培养目标，课程特点，新科技发展以及产业人才需求，采用查阅文献，到兄弟院校考察调研等，确定符合我校特色与资源配备的新工科人才培养目标：包括理论知识、实践应用能力、创新能力、国际交流与工作能力以及综合素质的培养目标；然后，围绕培养目标，修订教学大纲，具体设计教学任务，并通过任务分解，从理论教学和实践教学两个方面对教学内容、教学方法、教学资源建设、考核评价模式等开展教学改革研究，并应用于教学实践；随后，根据学生成绩考核结果以及学生对课程的评价，反馈修订教学任务，调整和完善课程教学改革，最终形成适应新工科人才培养的教学模式和经验。

4 教学改革具体内容与实施

4.1 修订教学大纲

新工科需要应用型、创新型、复合型高素质工程科技人才，因此教学大纲中教学目标的设计和教学内容的选取均应符合新工科人才培养目标；在课时无法增加的情况下，首先将48学时分为三部分：理论教学32学时，实验8学时，工程训练8学时。将本课程与电工电子学课程排在同一一个学期，具体上课时间滞后电工电子学16学时，这样在理论教学部分讲授时，学生对相应的电子学知识比较熟悉，课程进度就可以加快很多。增加8学时的工程实训，实训教学，使学生能将多学科知识与本专业知识相结合，培养学生创新意识，启发创新思维，提升实践应用能力和创新能力，初步具备在多学科背景下解决复杂工程问题的能力。

4.2 选取、增补教学内容

《汽车电器与电子技术课程》具有多学科交叉融合特征。当前，相对快速发展科学技术，教材中许多理论教学内容较为陈旧，缺乏时代性；在实验教学中，使用传统的典型案例较多，很少涉及新技术，教学内容与人才市场需求脱节。所以教师要根据产业发展前沿及时更新教学内容，以学科交叉融合为焦点优化教学内容，略去陈旧的、重复的、相对简单的内容，选取学科知识交叉融合度高的内容做重点，及时引入汽车电子新技术[5]，增补蕴含新理念、新技术的教学内容，体现行业需求，培养工程创新意识和创新能力、培养解决复杂工程问题的实践应用能力。比如；对很少使用的电器或电子控制装置只做简略的介绍，增加电子控制制动力分配，电动助力转向，电动汽车的全时四轮驱动等内容。另外，教学内容设计需要扩大学生自主学习、自主探索知识的课时比例，培养学生自主学习能力，树立终身学习理念，适应新产业新经济的快速发展。

4.3 以学生为中心、融入课程思政改革教学方法

《汽车电器与电子技术》教学内容呈现多学科交叉融合的特征，内容多、抽象难懂，而教学学时少，教学任务十分艰巨，传统的灌输式教学方法不利于培养德才兼备的新工科人，需要选取典型教学内容，并有机地融入思政元素，精心制作教学资源，探索高效的教学方法。比如，为了提高学生的学习兴趣，提高教学效率，培养自主学习能力，启发学生思维。为此，采用理论与实践融合的线上线下混合式教学模式：教师根据教学需要，选取典型教学内容，完成教学设计，并建设线上教学资源，安排合适的任务引导学生进行线上自主学习；线下以学生为中心，将理论和实训融合开展线下讨论式、研究型教学。线上教学可以提高教学效率，线下理论和实训融合的讨论式、研究型教学可以培养学生创新意识、启发学生创新思维，培养学生分析问题、解决问题的能力；理论和实训融合在一个课堂，教师设计一些讨论问题，让学生围绕某一主题进行讨论，设计方案并用实训来验证方案，不但可以加深学生对理论的理解，而且理论与实践紧密联系可以培养学生解决复杂工程问题的能力。比如讲授发动机起动系统，点火系统理论知识后，教师可将起动机故障检测，点火系统检测以项目的形式设计为讨论主题，然后将学生分成若干小组，带学生在实训室开展讨论式教学，各学习小组分头设计检测方案，并利用仪器仪表验证方案。在这个过程中，以学生为中心，鼓励每一个学生参与其中，发表自己的观点、提供解决方案，从而培养创新意识和创新精神，启发创新思维以及分析问题、解决复杂工程问题的工程应用能力与创新能力。同时，教师要加强课程思政意识，一方面认识到“立德树人、德育为先”的重要性，另一方面加强中华传统文化、思想政治理论等学习，提高思政教学能力，充分发挥“三全育人”功能。

4.4 利用虚实结合、校企合作创新实践教学

实实践教学是理论教学的重要补充。学生通过动手实践的方式，更加深入地理解知识和创造知识，提升发现问题、解决问题的能力。然而，应用型本科院校一般实验设备资源短缺；而且往往忽略学生逻辑推理等思维能力的培养，轻视发现问题，分析问题，解决问题的工程应用能力的培养。因此在新工科背景下必须对实验教学体系和方法进行改革，使学生具有多维度、多学科的知识以及综合能力与素质。在整合现有实验资源的基础上，构建虚拟仿真平台，弥补实验设备资源不足；教师应本着“能实不虚，虚实结合”的原则开设实验项目，重点增开综合性、创新性实验项目，满足新工科人才培养要求。同时，产教融合是提高新工科人才培养质量的不可忽视的手段。学校应创造机会，积极与相关产业单位开展校企协同，联合培养等产教融合模式，有目的将教学融入企业实际工程问题，使学生获得实际的实训体验，提高实验教学的工程适应性，培养学生的综合素质。

4.5 探索双语教学，扩展学生国际视野和国际交流与工作能力

汽车服务工程专业人才培养必须适应我国汽车产业“一带一路”海外布局与发展对人才的需求，因此针对我校学生实际情况，教学团队精选双语教学内容，建设教学资源，积极探索双语教学，培养学生的国际视野、提高国际交流与工作能力，主动适应“一带一路”战略下汽车产业对人才培养的需求。

4.6 建设数字教学资源

建设适应新工科人才培养的数字教学资是教学活动高效有序的根本保障。在教学团队反复讨论交流后，精选了2-3种教材，重新优化教学内容，编写符合专业特色的实验实训指南，编写双语教学讲义。通过三年的努力，已建设有对应的数字资源，包括讲义、多媒体课件、视频资料、习题解答，课外阅读资料、实验指导资料，虚拟仿真实验应用软件等。

4.7 积极推进互联网+信息化教学

“互联网+”和教育信息化为新工科人才培养提供了新的手段。教师应打破传统教学模式，转变教学角色，充分利用已开发的数字化教学资源，合理设计教学内容，开展互联网+信息化教学，注重个性化教学，因材施教，激发学生的求知欲和创造力，以适应“新工科”背景下对学生具备知识能力、技术能力、学术能力、社会能力和个人效能的发展要求[6]。

4.8 改革课程考核评价方式

采用多元化的考核评价方式，强调学习过程评价，增加在线自主学习、课后查找阅读资料，课堂讨论与实训的成绩在总成绩中的占比；同时改变传统的作业布置方式，教师设计2-3个主题，要求学生在查阅大量相关资料后的完成2-3篇论文，论文成绩有学生互评和教师点评两部分组成，其占比不小于总成绩的20%。改革前课程评价为平时考勤作业成绩占20%，实验和实训成绩占10%，期末考试成绩占70%，而改革后平时考勤作业成绩占5%，实验和实训成绩占15%，文献查找和小论文占20%，课堂讨论网络学习占10%，期末考试占50%。通过这些考评方式的改革引导学生主动学习，积极思考，培养学生探索新知识，发现问题，解决问题等综合素质与能力。

5 教学改革效果和今后工作

目前，上述改革措施已经实施了三个教学学年，进行了两次反馈修改，取得了初步改革效果。学生参与线上与线下讨论积极性有很大的提高，约85%的同学全程参加交流讨论。新的评价方式下，课程及格率98%；多次组队参加工程训练、创新设计大赛等学科竞赛，获省级一等奖、二等奖5项；申请实用新型专利2项，软著1项。 可见学生工程创新意识和创新能力得到了很大的锻炼和提高。但是，目前双语教学有欠缺，接下来应积极探索如何开发数字化教学资源，提高双语教学水平，培养学生的国际视野、提高国际交流与工作能力。