工程教育認(rèn)證下的車輛專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)教學(xué)改革探索

周淑輝 王軍年 李向瑜

摘? 要 依據(jù)中國工程教育專業(yè)認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)和補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合吉林大學(xué)車輛工程專業(yè)的特點(diǎn)，為培養(yǎng)高素質(zhì)、具有較強(qiáng)的研發(fā)能力和創(chuàng)新能力的人才，對汽車專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)這一實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革探索，通過幾年車輛工程卓越工程師班及今年對全體學(xué)生的普及推廣改革實(shí)踐，已取得明顯效果。

關(guān)鍵詞 汽車專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí);工程教育專業(yè)認(rèn)證;實(shí)踐教學(xué);教學(xué)改革;數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)

中圖分類號(hào)：G642.44? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2020）12-0128-05

Abstract It is based on the general standard and supplementary stan-dard of Chinese Engineering Education Professional Certification， combining the characteristics of Jilin University's Vehicle Engi-neering， to cultivate talents with high quality， strong research and development ability and innovation ability， this paper explores the reform of the practical teaching link of automobile professional cog-nition and practice. Through a few years of reform of the class of outstanding engineers in automotive engineering， and this years popularization and promotion among all students， remarkable results?have been achieved.

Key words automobile professional cognition and practice; profe-ssional certification in engineering education; practical teaching; tea-ching reform; digital teaching platform

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的全球化發(fā)展對工程教育提出了更高的要求，國內(nèi)工程類高等院校對工程教育的改革也逐步深入，我國的工程教育認(rèn)證體系已進(jìn)入國際工程教育聯(lián)盟。工程教育認(rèn)證體系標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生：掌握深入的工程技術(shù)基本原理，并能用于工程實(shí)踐;在創(chuàng)建和處理新產(chǎn)品、新過程、新系統(tǒng)中發(fā)揮主導(dǎo)作用;理解研究技術(shù)發(fā)展對社會(huì)的重要的戰(zhàn)略性的影響[1-4]。目前在世界各國工程和教育界，推崇工程教育認(rèn)證制度，對照認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和自身特色，發(fā)現(xiàn)和分析問題并制訂相應(yīng)對策持續(xù)改進(jìn)，以促進(jìn)人才培養(yǎng)質(zhì)量的全面提高。

為培養(yǎng)高素質(zhì)工程人才，強(qiáng)化其工程實(shí)踐能力和工程設(shè)計(jì)能力，實(shí)踐教學(xué)在整個(gè)工程教育中具有任何理論課教學(xué)不可替代的重要作用。在汽車工程院校中，汽車專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)（簡單概括為汽車拆裝實(shí)習(xí)）作為重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，涉及工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)學(xué)科的學(xué)習(xí)和利用，并通過實(shí)踐教學(xué)及對拆裝與調(diào)試等專項(xiàng)技能的運(yùn)用的教學(xué)模式，將理論知識(shí)和實(shí)踐能力有機(jī)結(jié)合，有利于人才素質(zhì)的培養(yǎng)[2-3]。如果此實(shí)踐環(huán)節(jié)不被重視，或者學(xué)生學(xué)習(xí)不夠透徹，無從談起后續(xù)的設(shè)計(jì)、科學(xué)研究及創(chuàng)新。

2 解析工程教育認(rèn)證的理念

解析工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)相關(guān)的主要有四方面教學(xué)要求：具有一定的識(shí)別表達(dá)能力和分析總結(jié)能力;解決復(fù)雜工程問題;研究、設(shè)計(jì)及開發(fā)新問題;要有團(tuán)隊(duì)合作能力及對外溝通能力。做到這四點(diǎn)的前提是具有廣泛、足夠的理論知識(shí)及實(shí)踐能力[1]。

應(yīng)該著重讓學(xué)生掌握怎樣用理論知識(shí)去解決實(shí)際問題，并對專業(yè)方向、科研著力點(diǎn)和熱點(diǎn)有一定的了解，體現(xiàn)“解決復(fù)雜工程問題”和“專業(yè)方向引導(dǎo)”的導(dǎo)向。要實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的雙向評價(jià)，跟蹤學(xué)習(xí)效果和反饋體系的建立，增強(qiáng)產(chǎn)出效果。

3 實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)現(xiàn)狀與不足：以吉林大學(xué)汽車工程系為例

教學(xué)模式? 以往的教學(xué)模式，理論與實(shí)踐教學(xué)互相獨(dú)立，導(dǎo)致理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)，甚至理論課還沒上，先進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)。這樣很難將課上所學(xué)理論與實(shí)踐有機(jī)聯(lián)系起來，無從談起用理論指導(dǎo)實(shí)踐。即使學(xué)生預(yù)習(xí)，也很難達(dá)到預(yù)想效果，更談不上激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性?；谶@種情況，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師只能多講理論知識(shí)，導(dǎo)致學(xué)生在有限的實(shí)習(xí)時(shí)間內(nèi)實(shí)踐能力不能夠得到很好的鍛煉和提高。

師資隊(duì)伍? 實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師既要有專業(yè)理論知識(shí)，又需要一定的專業(yè)技能。教師隊(duì)伍中教授這門課的教師多數(shù)是年輕的剛畢業(yè)留校的博士，理論知識(shí)較深，教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足;實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍動(dòng)手能力強(qiáng)，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較豐富，需不斷擴(kuò)充理論知識(shí)范圍，不斷更新先進(jìn)技術(shù)。

教學(xué)設(shè)備資源條件? 汽車實(shí)驗(yàn)室具有悠久的歷史，建立時(shí)間與建校時(shí)間相同，多年來積累了大量的寶貴財(cái)富，但隨著近幾十年我國汽車行業(yè)的快速發(fā)展，不斷出現(xiàn)先進(jìn)技術(shù)更新及取代原有的已顯落后的技術(shù)。然而，實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備更新要受到場地條件等各方面的限制，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備的更新速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上汽車實(shí)際發(fā)展的速度。

課程結(jié)束后的考核? 按照以前車輛工程專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)教學(xué)大綱要求，考試成績由兩部分組成：平時(shí)表現(xiàn)30%+現(xiàn)場考試70%。以往的做法是，只要滿勤，課上也參與動(dòng)手動(dòng)腦，平時(shí)成績30分幾乎全得;現(xiàn)場考試占的70分，由學(xué)生抽取題簽，每套題簽七道題，七道考題分別出自汽車構(gòu)造教材上、下冊不同章節(jié)內(nèi)容，考試教師根據(jù)學(xué)生實(shí)際答題情況給出成績。

這種考試方式的不足表現(xiàn)為：與工程教育認(rèn)證的出發(fā)點(diǎn)不能很好地契合，考試成績不能完全體現(xiàn)出學(xué)生參加專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)的達(dá)成度;平時(shí)表現(xiàn)的30分無法體現(xiàn)出學(xué)生之間能力的區(qū)別，包括動(dòng)手能力、分析問題與解決問題的能力、團(tuán)隊(duì)合作的能力、研究新問題的能力等;現(xiàn)場考試的這種考核方式也是偏向于對理論知識(shí)方面掌握程度的考核，對學(xué)生動(dòng)手和實(shí)踐創(chuàng)新能力等方面的評價(jià)欠缺。

4 實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)改進(jìn)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱中教學(xué)目標(biāo)的修訂? 根據(jù)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求，首先對實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱進(jìn)行部分修訂，制定出相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)與認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)相對應(yīng)，具體與專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)相關(guān)內(nèi)容見表1。

教學(xué)模式的改進(jìn)? 基于前面所述不足，對原有的教學(xué)模式進(jìn)行如圖1所示幾方面的改進(jìn)。

1）將理論課與實(shí)習(xí)課安排在較近的時(shí)間段，使理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐教學(xué)很好地銜接。指導(dǎo)教師的講授方式采取互動(dòng)式教學(xué)，由以往完全由教師灌輸式地講給學(xué)生，改為由教師啟發(fā)，學(xué)生自己通過觀察、分析及選用恰當(dāng)?shù)墓ぞ哌M(jìn)行實(shí)際拆裝后總結(jié)提煉出知識(shí)點(diǎn)，再與理論知識(shí)進(jìn)行對照，達(dá)到消化吸收的目的。這樣既能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)這門課的積極性，使學(xué)生的識(shí)別、表述能力得到鍛煉提高，也使學(xué)生能夠理解設(shè)計(jì)意圖，為提高設(shè)計(jì)、研發(fā)能力打下良好基礎(chǔ)。

2）由學(xué)生自主拆裝的初步嘗試。選擇拔尖學(xué)生建立卓越工程師班（以下簡稱“卓班”），在專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)這門課的教學(xué)內(nèi)容中比普通班加了一次自主拆裝實(shí)習(xí)，為學(xué)生提供一套教學(xué)大綱以外的使用新結(jié)構(gòu)和新技術(shù)的汽車關(guān)鍵總成，使學(xué)生在進(jìn)行廣泛文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上，自主設(shè)計(jì)認(rèn)知實(shí)習(xí)方案報(bào)告，并組織分工開展自主拆裝，完成典型零件的三維建模，了解關(guān)鍵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)特征，完成最終的自主拆裝設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告。報(bào)告中包括實(shí)習(xí)目的、所拆總成或部件適用車型相關(guān)參數(shù)信息、拆裝步驟、思考題回答及總結(jié)實(shí)習(xí)心得體會(huì)。經(jīng)過五個(gè)學(xué)年的實(shí)踐，教學(xué)效果顯著。因此，在今年的專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)中將這種教學(xué)模式改革的成功經(jīng)驗(yàn)在車輛工程專業(yè)全體普通班級予以推廣，切實(shí)提高全員教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，學(xué)生在總結(jié)心得體會(huì)時(shí)基本都感覺自主拆裝實(shí)習(xí)對他們的能力鍛煉有極大推進(jìn)作用。

3）開設(shè)開放創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。針對一些教學(xué)大綱以外的使用新結(jié)構(gòu)和新技術(shù)的汽車關(guān)鍵總成開設(shè)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，經(jīng)歷如圖2所示一系列自主學(xué)習(xí)過程。

在理解掌握工作原理的同時(shí)，研究學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)理念，總結(jié)實(shí)習(xí)體會(huì)，不僅調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，還能夠培養(yǎng)、提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力及解決復(fù)雜工程問題的能力。

師資隊(duì)伍中實(shí)踐指導(dǎo)教師之間的差異應(yīng)取長補(bǔ)短? 采取統(tǒng)一備課，相互提出改進(jìn)建議。這樣不僅能夠促進(jìn)教師認(rèn)真?zhèn)湔n，擴(kuò)展知識(shí)面，充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，而且能統(tǒng)一教學(xué)模式，使不同組的學(xué)生學(xué)到的知識(shí)點(diǎn)相同，體現(xiàn)公平性，也實(shí)現(xiàn)有更理想的學(xué)習(xí)效果產(chǎn)出。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備方面? 實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備的更新速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上汽車實(shí)際發(fā)展的速度，然而陳舊的教具有些也具有實(shí)用價(jià)值，許多傳統(tǒng)的教學(xué)設(shè)備不僅具有代表性，而且能夠起到和現(xiàn)在的先進(jìn)汽車技術(shù)之間的發(fā)展相關(guān)聯(lián)的作用。合理選擇教具，由淺入深，循序誘導(dǎo)。比如傳統(tǒng)的488發(fā)動(dòng)機(jī)，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)中屬于較典型的結(jié)構(gòu)，學(xué)生通過實(shí)體拆裝后，不僅可以掌握常用工具的使用，還能深入了解典型發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)組成，再通過分析傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不足，學(xué)習(xí)在基本結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展的增壓技術(shù)、電子控制燃油噴射系統(tǒng)、微型計(jì)算機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)，做到在理解的前提下加深記憶幾種結(jié)構(gòu)各自的優(yōu)缺點(diǎn)。這樣一來，學(xué)生既掌握了基本結(jié)構(gòu)，也掌握了在基本結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上改進(jìn)的先進(jìn)技術(shù)，從而強(qiáng)化了書本上的理論知識(shí)，把知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來學(xué)習(xí)，避免機(jī)械記憶，激發(fā)了學(xué)習(xí)積極性，提升了改進(jìn)創(chuàng)新意識(shí)。

此外，由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備始終難與汽車發(fā)展同步，開發(fā)汽車構(gòu)造三維多媒體數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)，提供一個(gè)人機(jī)互動(dòng)平臺(tái)。近幾年，車輛工程專業(yè)也開發(fā)了一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的虛擬拆裝實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，平臺(tái)通過虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備呈現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝的整個(gè)流程，極大優(yōu)化了人機(jī)交互體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)將理論知識(shí)教學(xué)和實(shí)際拆裝過程有機(jī)結(jié)合成一套完備的虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)體系[2]。讓學(xué)生用虛擬實(shí)驗(yàn)代替真實(shí)實(shí)驗(yàn)，用軟件代替部分或全部硬件實(shí)現(xiàn)各種虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，不僅填補(bǔ)了有些新技術(shù)結(jié)構(gòu)認(rèn)知教具的欠缺，還能夠開闊學(xué)生視野和知識(shí)面，同時(shí)也激發(fā)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代大學(xué)生對汽車機(jī)械結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的學(xué)習(xí)興趣[5-6]。

實(shí)習(xí)成績考核方面? 考核成績應(yīng)該是學(xué)生綜合能力的體現(xiàn)?；谶@點(diǎn)，進(jìn)行如下改變。

1）將平時(shí)的30分細(xì)分為兩部分，分別是出勤情況和實(shí)習(xí)過程中的表現(xiàn)，包括主動(dòng)動(dòng)手進(jìn)行拆裝、勤于動(dòng)腦觀察和分析問題、與同組同學(xué)的配合、主動(dòng)發(fā)言表述問題和知識(shí)點(diǎn)。

2）將現(xiàn)場考試的70分劃分為60分加10分，其中10分作為自主拆裝成績，根據(jù)學(xué)生撰寫的實(shí)習(xí)報(bào)告給出成績;60分由學(xué)生抽取題簽現(xiàn)場回答六道題，其中一道是關(guān)于拆裝技能方面的問題。這樣既能讓學(xué)生鞏固加深知識(shí)，也提高了總結(jié)和撰寫能力，為進(jìn)一步研究新問題打下扎實(shí)基礎(chǔ)。

信息反饋機(jī)制方面? 建立一套基于數(shù)據(jù)收集、整理和分析總結(jié)的反饋機(jī)制，對學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量和社會(huì)反響等方面的反饋信息，對其中與專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)有關(guān)的教學(xué)方面問題進(jìn)行分析，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，找出改進(jìn)措施，持續(xù)改進(jìn)，使專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)真正適應(yīng)社會(huì)需要。

5 教學(xué)改革實(shí)踐初見成效

在最初幾年設(shè)立卓越工程師班的專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)改革取得顯著效果后，今年對普通班級全體進(jìn)行改革成果普及，學(xué)生普遍反映收獲很大，將改革前后兩年普通班成績統(tǒng)計(jì)所得數(shù)值表繪制散點(diǎn)圖，如圖3～圖8所示，可以看出，自主拆裝實(shí)習(xí)在學(xué)生實(shí)踐能力獲得方面有明顯作用。

在今年普及改進(jìn)后的專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)課，效果也很顯著。個(gè)別學(xué)生嚴(yán)重缺勤，或者對該項(xiàng)實(shí)習(xí)一點(diǎn)兒也不感興趣，以致未達(dá)成。對2017—2019學(xué)年學(xué)生畢業(yè)要求達(dá)成度做了統(tǒng)計(jì)比較，具體數(shù)據(jù)見表2，可以看出，普及改進(jìn)后的普通班專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)畢業(yè)達(dá)成度雖然較“卓班”遜色些，但比以往的普通班有顯著提高。將對畢業(yè)生的綜合工作能力等信息進(jìn)行跟蹤，根據(jù)反饋結(jié)果對實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，揚(yáng)長避短，實(shí)現(xiàn)全體學(xué)生目標(biāo)達(dá)成。

6 結(jié)語

可以說，工程教育認(rèn)證制度是工程專業(yè)發(fā)展的重要推動(dòng)力之一，通過設(shè)定專業(yè)人才培養(yǎng)和管理等標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了工程專業(yè)人才和就業(yè)市場的無縫連接，在二者之間起著重要的橋梁作用[7]。

傳統(tǒng)的教學(xué)方式強(qiáng)調(diào)以教師教為主的知識(shí)傳授，而符合工程教育專業(yè)認(rèn)證體系的教學(xué)方式應(yīng)為強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的學(xué)為主的能力產(chǎn)出式教學(xué)方式。具體涉及專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)這門課的，是要設(shè)定目標(biāo)，針對存在問題持續(xù)改進(jìn)，包括教學(xué)模式、教學(xué)設(shè)備、師資情況等。通過持續(xù)幾年的專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)教學(xué)改革，使指導(dǎo)教師對于課程目標(biāo)的達(dá)成，即學(xué)生能力的獲得，有了更加清晰且可衡量的掌握。

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