论文部分内容阅读
摘 要：新工科的重要理念是对传统工科进行升级改造，让培养的学生能够更好地符合当前快速发展的产业需求。本文以“电动汽车原理与设计”课程为例，对新工科背景下面向产业需求的教学改革方法进行探索，从教学内容、教学模式、教学手段、产教融合以及评价体系等多个维度进行探索，重点研究课堂教学与产业需求的结合方法，达到建立符合时代潮流的电动汽车课程。
关键词：新工科 产业需求 教学改革 电动汽车原理与设计
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：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
随着科技和工业的快速发展，资源环境问题显得尤为重要，因此“碳达峰”和“碳中和”成为我国当前发展的重要目标，电动汽车具有较好的节能减排效果，因此推动电动汽车产业的发展是我国的重要国家战略。鉴于此，在开展新工科研究与实践中，推进电动汽车相关的课程发展与改革，培养更符合当前电动汽车产业发展需要的人才，是支撑我国汽车产业升级、能源安全以及环境保护等国家战略的重要举措。
虽然电动汽车产业的发展迅猛，但电动汽车研发相关的人才目前仍然较为短缺，其主要原因是目前车辆工程课程教学体系下，人才的培养与市场和产业的契合程度较低。因此有必要对现有的“电动汽车原理与设计”进行教学改革，以产业需求为改革目标，构建更符合当前电动汽车产业发展，以及更能够提升学生工程实践能力的课程体系，从而达到培养学生为国家战略发展助力的目的。
1 目前“电动汽车原理与设计”教学中存在的问题
1.1 教材知识陈旧，内容与现实脱节
第一，电动汽车取代传统燃油车已经成为发展的必然趋势，世界各国都在不断加大对电動汽车领域的投资力度[1]，因此当电动汽车产业发展极为迅速，而教材本身的编写和出版需要较长的时间，会导致教材内容更新明显滞后于当前的产业发展。第二，由于各类新技术与电动汽车的深度融合，电动汽车的理论知识更新迭代速度加快，导致教材知识陈旧，与当前实际情况存在脱节的问题[2]。第三，教材本身通常是由高校教师进行编写，但高校教师普遍缺乏产业化开发经验，导致教材知识点与实际工程开发存在一定偏差的问题。
1.2 教学手段单一，学生需求多样化
目前的教学手段主要以PPT、板书为主，然而“电动汽车原理与设计”需要学生对电动汽车相关的知识有具体化的了解和认识，仅通过PPT和板书难以表达出电动汽车各子系统、零部件的工作状态和过程，导致学生学习兴趣不足，影响学生的知识掌握。同时教学中展示的通常为理论知识，缺乏对工程开发各个环节相关内容的有效展示，学生无法直观感受到电动汽车的实际开发和生产等过程。
1.3 授课内容局限，知识拓展性不足
课程讲授内容主要取决于教材的大纲范围，而扩展的内容主要是教师的研究方向以及经验积累，但教师研究方向和经验积累存在一定的局限性，导致课程内容一定程度上滞后于当前的科学发展，对于扩宽学生知识面存在一定的不足。当学生的知识面仅限于教材，无法跟随当前汽车企业快速、全面的发展需求时，最终也导致学生的知识体系无法较好地契合产业的需求[3-4]。
1.4 课程侧重理论，工程开发欠缺
第一，目前的教学内容主要围绕教材本身，然而教材主要是对电动汽车相关知识点进行罗列，缺乏工程应用的实际真实案例[5-6]。第二，目前本教材重点在电动汽车的原理与设计，但是工程开发中更重要的是开发流程、管理体系，然而该部分书中仅仅是简单介绍，并不是教学要点，经常容易被忽略，同时授课教师也对相关的开发体系、流程难以有清晰的认识。第三，教学过程按照章节进行，无法反映工程开发的过程，同时工程开发的很多知识点教材均未涉及。
2 教学改革的基本目标
针对上述问题，本文从教学内容、教学模式、教学方法、产教融合等多个维度进行教学改革的探索，并且根据学生学习情况，进行不断的优化迭代更新教学体系，建立一个科学的、效果显著的、契合市场需求的“电动汽车原理与设计”的课程体系。努力探索适应新工科背景下的学习培养和教学改革的机制、方法和手段，实现本课程框架下以面向产业需求的综合改革实践为目标，为国家战略提供紧缺的专业人才。 3 教学改革措施及方法
3.1 教学内容与时俱进，紧密结合当今技术发展
（1）在教学内容中增加电动汽车相关的最新科研成果的介绍，增加汽车产业最新的技术发展知识介绍，对教学内容进行补充，对教学内容中与当前实际差异较大的内容进行更换，保证教学内容的实时性和正确性。同时授课教师需要根据当前国家政策、产业现状等，对课本中的相关知识进行更新，保证课本知识与当前的国家政策、产业现状更好地接轨。
（2）在教学内容中增加电动汽车的设计开发流程、管理体系等工程实际内容，并且对电动汽车的整体开发流程进行较为详细的介绍，借助于工程开发过程的介绍，让学生将汽车相关的知识进行有效的衔接。需要注意的是该部分可邀请企业中的资深工程师对设计开发流程、管理体系等教学内容的编写进行指导和帮助。
（3）在教学内容中引入与本课程相关的交叉技术信息，例如新能源汽车的大数据应用情况、新能源汽车的车联网融合发展、人工智能在新能源汽车的利用等信息，从而体现新工科背景下的学科交叉特点，利于学生的长期发展。
（4）在教学内容中，对产业实际过程中的开发过程以及交付物进行一定的展示，让知识变得更形象化，便于学生的学习和理解，也更好地对工程开发、产业需求进行认知。
（5）在教学内容中，制定较为简单的工程开发项目，让学生参与到整个工程开发环节以及管理体系，学生能够较好地将所学的知识串联起来，能够形象地感受产业的工程开发，对产业的流程体系有所了解。
3.2 教学模式多样化，重视与生产实际的结合
（1）在传统的讲授模式的基础上，增加探究性的教学模式，在课程初期制定关于一个电动汽车开发的探索性课题，明确整个课题开发的产品需求，学生在学习过程中，需要结合讲授的基础知识与设计手册等进行产品开发的探究。通过一个电动汽车产品开发的探索性课题，学生需要探讨分析关键零部件性能特性，选择适合产品的整车结构选型，掌握零部件的匹配方法，制定符合产品定位的控制策略，最终消化掌握主要的知识点，同时这种模拟参与产业项目开发的经验会使教学更贴近生产实际。
（2）在传统的讲授模式的基础上，增加讨论性的教学模式，结合制定的研究性课题，让学生自己根据产品的需求在多个方案中，进行可行性分析基础上的讨论，便于学生更加深刻地理解知识，同时讲授企业中技术探讨交流注意事项。另一方面，要求学生对所选择的技术方案进行展示，将学生作为某些课堂上的中心。
（3）在传统的讲授模式的基础上，强调学生的自学，在探索性课题的进行中教材知识远远不够，不仅需要学生学会去收集和整理资料，还要求学习应用相关资料以及自学项目开发中需要的专业软件。
3.3 运用现代化教学手段，辅助学生理解和掌握课堂教授内容
（1）充分利用智慧课堂、反转课堂等形式，结合在线课程，调动学生主动学习积极性，激发学生对课程的学习兴趣。
（2）利用现有的实验室，让学生进行参观，并且可以进行一定的操作，对电动汽车的台架实验、软件测试、硬件在环测试等有所了解，使得学生能够对产业中的开发测试步骤有所认识。
（3）实现教学内容的可视性和形象性，充分利用模具、教具、动画、虚拟现实等多种方式，突出动力部件的耦合工作方式、整车的能量流动、零部件特性的展示等。
（4）借助于网络视频资源或者教师自己录制视频，对课堂知识进行一定的补充和课程复现，让学生能够利用课外时间进行自主的补充学习。
3.4 产教融合校企合作，优化教学内容
（1）通过校企合作，在企业的技术开放日，组织学生进行参观，了解汽车的文化、研发过程以及先进技术等。
（2）邀请资深工程师对教学大纲的内容提出建议，共同商讨课程的教学内容、授课方式、教学手段等，同时可以邀请资深工程师对授课教师知识体系中所缺少的工程实践经验进行培训，提升教师工程实践经验知识。
（3）在学生进行探索性课题时，邀请资深工程师进行一定的指导和答疑，同时可以增设学生与工程师的对话访谈活动。
（4）针对每个学生的实际情况，对学生的个人发展进行一定的指导，让学生的发展学习中存在一定的自我独特性，利于后续就业时脱颖而出。
3.5 多种评价方式，全面评价能力
采用平时成绩、卷面考试及工程开发应用能力相结合的考核方式，使考核与能力培养结合起来，在评分上鼓励学生的创新，倾向考核学生的工程应用能力、分析/解决实际问题的能力。
4 结语
为了解决新工科背景下，传统教学模式下学生无法满足汽车产业快速发展需求的问题，本文从教材知识、教学手段、授课内容、课程侧重点等角度论述当前教学存在的不足，进而从教学内容、教学模式、教学手段、产教融合以及评价体系等多个维度进行探索，提出课程中引入最新科学研究、产业发展动态、企业开发体系流程、资深工程师授课以及实验室参观等措施和方法，实现产业需求与课堂教学相结合的目的，从而让学生掌握符合当今汽车发展潮流的知识。
参考文献
[1] 操群，许骞.电动汽车发展与产业政策影响研究[J].产业经济评论，2019（2）：20-46.
[2] 陈静.汽车维修人才培养模式研究[D].重庆：重庆理工大学，2020.
[3] 庞海文，滕菲.新工科背景下的车辆工程专业创新型人才培养研究[J].长春大学学报，2020，30（2）：71-75.
[4] 施德华，季超.基于雨课堂的新能源汽车技术课程混合式教学方案研究[J].教育现代化，2019，6（5）：113-115.
[5] 耿国庆，朱茂桃，江浩斌，等.新工科理念下的新能源汽車专业人才培养探索[J].汽车实用技术，2019（11）：208-210.
[6] 王亚雄，陈士安，任志英.面向新工科建设的新能源汽车专业方向相关课程教学形成性评价探究[J].中国现代教育装备，2021（3）：62-64.
关键词：新工科 产业需求 教学改革 电动汽车原理与设计
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：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
随着科技和工业的快速发展，资源环境问题显得尤为重要，因此“碳达峰”和“碳中和”成为我国当前发展的重要目标，电动汽车具有较好的节能减排效果，因此推动电动汽车产业的发展是我国的重要国家战略。鉴于此，在开展新工科研究与实践中，推进电动汽车相关的课程发展与改革，培养更符合当前电动汽车产业发展需要的人才，是支撑我国汽车产业升级、能源安全以及环境保护等国家战略的重要举措。
虽然电动汽车产业的发展迅猛，但电动汽车研发相关的人才目前仍然较为短缺，其主要原因是目前车辆工程课程教学体系下，人才的培养与市场和产业的契合程度较低。因此有必要对现有的“电动汽车原理与设计”进行教学改革，以产业需求为改革目标，构建更符合当前电动汽车产业发展，以及更能够提升学生工程实践能力的课程体系，从而达到培养学生为国家战略发展助力的目的。
1 目前“电动汽车原理与设计”教学中存在的问题
1.1 教材知识陈旧，内容与现实脱节
第一，电动汽车取代传统燃油车已经成为发展的必然趋势，世界各国都在不断加大对电動汽车领域的投资力度[1]，因此当电动汽车产业发展极为迅速，而教材本身的编写和出版需要较长的时间，会导致教材内容更新明显滞后于当前的产业发展。第二，由于各类新技术与电动汽车的深度融合，电动汽车的理论知识更新迭代速度加快，导致教材知识陈旧，与当前实际情况存在脱节的问题[2]。第三，教材本身通常是由高校教师进行编写，但高校教师普遍缺乏产业化开发经验，导致教材知识点与实际工程开发存在一定偏差的问题。
1.2 教学手段单一，学生需求多样化
目前的教学手段主要以PPT、板书为主，然而“电动汽车原理与设计”需要学生对电动汽车相关的知识有具体化的了解和认识，仅通过PPT和板书难以表达出电动汽车各子系统、零部件的工作状态和过程，导致学生学习兴趣不足，影响学生的知识掌握。同时教学中展示的通常为理论知识，缺乏对工程开发各个环节相关内容的有效展示，学生无法直观感受到电动汽车的实际开发和生产等过程。
1.3 授课内容局限，知识拓展性不足
课程讲授内容主要取决于教材的大纲范围，而扩展的内容主要是教师的研究方向以及经验积累，但教师研究方向和经验积累存在一定的局限性，导致课程内容一定程度上滞后于当前的科学发展，对于扩宽学生知识面存在一定的不足。当学生的知识面仅限于教材，无法跟随当前汽车企业快速、全面的发展需求时，最终也导致学生的知识体系无法较好地契合产业的需求[3-4]。
1.4 课程侧重理论，工程开发欠缺
第一，目前的教学内容主要围绕教材本身，然而教材主要是对电动汽车相关知识点进行罗列，缺乏工程应用的实际真实案例[5-6]。第二，目前本教材重点在电动汽车的原理与设计，但是工程开发中更重要的是开发流程、管理体系，然而该部分书中仅仅是简单介绍，并不是教学要点，经常容易被忽略，同时授课教师也对相关的开发体系、流程难以有清晰的认识。第三，教学过程按照章节进行，无法反映工程开发的过程，同时工程开发的很多知识点教材均未涉及。
2 教学改革的基本目标
针对上述问题，本文从教学内容、教学模式、教学方法、产教融合等多个维度进行教学改革的探索，并且根据学生学习情况，进行不断的优化迭代更新教学体系，建立一个科学的、效果显著的、契合市场需求的“电动汽车原理与设计”的课程体系。努力探索适应新工科背景下的学习培养和教学改革的机制、方法和手段，实现本课程框架下以面向产业需求的综合改革实践为目标，为国家战略提供紧缺的专业人才。 3 教学改革措施及方法
3.1 教学内容与时俱进，紧密结合当今技术发展
（1）在教学内容中增加电动汽车相关的最新科研成果的介绍，增加汽车产业最新的技术发展知识介绍，对教学内容进行补充，对教学内容中与当前实际差异较大的内容进行更换，保证教学内容的实时性和正确性。同时授课教师需要根据当前国家政策、产业现状等，对课本中的相关知识进行更新，保证课本知识与当前的国家政策、产业现状更好地接轨。
（2）在教学内容中增加电动汽车的设计开发流程、管理体系等工程实际内容，并且对电动汽车的整体开发流程进行较为详细的介绍，借助于工程开发过程的介绍，让学生将汽车相关的知识进行有效的衔接。需要注意的是该部分可邀请企业中的资深工程师对设计开发流程、管理体系等教学内容的编写进行指导和帮助。
（3）在教学内容中引入与本课程相关的交叉技术信息，例如新能源汽车的大数据应用情况、新能源汽车的车联网融合发展、人工智能在新能源汽车的利用等信息，从而体现新工科背景下的学科交叉特点，利于学生的长期发展。
（4）在教学内容中，对产业实际过程中的开发过程以及交付物进行一定的展示，让知识变得更形象化，便于学生的学习和理解，也更好地对工程开发、产业需求进行认知。
（5）在教学内容中，制定较为简单的工程开发项目，让学生参与到整个工程开发环节以及管理体系，学生能够较好地将所学的知识串联起来，能够形象地感受产业的工程开发，对产业的流程体系有所了解。
3.2 教学模式多样化，重视与生产实际的结合
（1）在传统的讲授模式的基础上，增加探究性的教学模式，在课程初期制定关于一个电动汽车开发的探索性课题，明确整个课题开发的产品需求，学生在学习过程中，需要结合讲授的基础知识与设计手册等进行产品开发的探究。通过一个电动汽车产品开发的探索性课题，学生需要探讨分析关键零部件性能特性，选择适合产品的整车结构选型，掌握零部件的匹配方法，制定符合产品定位的控制策略，最终消化掌握主要的知识点，同时这种模拟参与产业项目开发的经验会使教学更贴近生产实际。
（2）在传统的讲授模式的基础上，增加讨论性的教学模式，结合制定的研究性课题，让学生自己根据产品的需求在多个方案中，进行可行性分析基础上的讨论，便于学生更加深刻地理解知识，同时讲授企业中技术探讨交流注意事项。另一方面，要求学生对所选择的技术方案进行展示，将学生作为某些课堂上的中心。
（3）在传统的讲授模式的基础上，强调学生的自学，在探索性课题的进行中教材知识远远不够，不仅需要学生学会去收集和整理资料，还要求学习应用相关资料以及自学项目开发中需要的专业软件。
3.3 运用现代化教学手段，辅助学生理解和掌握课堂教授内容
（1）充分利用智慧课堂、反转课堂等形式，结合在线课程，调动学生主动学习积极性，激发学生对课程的学习兴趣。
（2）利用现有的实验室，让学生进行参观，并且可以进行一定的操作，对电动汽车的台架实验、软件测试、硬件在环测试等有所了解，使得学生能够对产业中的开发测试步骤有所认识。
（3）实现教学内容的可视性和形象性，充分利用模具、教具、动画、虚拟现实等多种方式，突出动力部件的耦合工作方式、整车的能量流动、零部件特性的展示等。
（4）借助于网络视频资源或者教师自己录制视频，对课堂知识进行一定的补充和课程复现，让学生能够利用课外时间进行自主的补充学习。
3.4 产教融合校企合作，优化教学内容
（1）通过校企合作，在企业的技术开放日，组织学生进行参观，了解汽车的文化、研发过程以及先进技术等。
（2）邀请资深工程师对教学大纲的内容提出建议，共同商讨课程的教学内容、授课方式、教学手段等，同时可以邀请资深工程师对授课教师知识体系中所缺少的工程实践经验进行培训，提升教师工程实践经验知识。
（3）在学生进行探索性课题时，邀请资深工程师进行一定的指导和答疑，同时可以增设学生与工程师的对话访谈活动。
（4）针对每个学生的实际情况，对学生的个人发展进行一定的指导，让学生的发展学习中存在一定的自我独特性，利于后续就业时脱颖而出。
3.5 多种评价方式，全面评价能力
采用平时成绩、卷面考试及工程开发应用能力相结合的考核方式，使考核与能力培养结合起来，在评分上鼓励学生的创新，倾向考核学生的工程应用能力、分析/解决实际问题的能力。
4 结语
为了解决新工科背景下，传统教学模式下学生无法满足汽车产业快速发展需求的问题，本文从教材知识、教学手段、授课内容、课程侧重点等角度论述当前教学存在的不足，进而从教学内容、教学模式、教学手段、产教融合以及评价体系等多个维度进行探索，提出课程中引入最新科学研究、产业发展动态、企业开发体系流程、资深工程师授课以及实验室参观等措施和方法，实现产业需求与课堂教学相结合的目的，从而让学生掌握符合当今汽车发展潮流的知识。
参考文献
[1] 操群，许骞.电动汽车发展与产业政策影响研究[J].产业经济评论，2019（2）：20-46.
[2] 陈静.汽车维修人才培养模式研究[D].重庆：重庆理工大学，2020.
[3] 庞海文，滕菲.新工科背景下的车辆工程专业创新型人才培养研究[J].长春大学学报，2020，30（2）：71-75.
[4] 施德华，季超.基于雨课堂的新能源汽车技术课程混合式教学方案研究[J].教育现代化，2019，6（5）：113-115.
[5] 耿国庆，朱茂桃，江浩斌，等.新工科理念下的新能源汽車专业人才培养探索[J].汽车实用技术，2019（11）：208-210.
[6] 王亚雄，陈士安，任志英.面向新工科建设的新能源汽车专业方向相关课程教学形成性评价探究[J].中国现代教育装备，2021（3）：62-64.