新工科背景下“汽車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)”課程教學(xué)的思考與探索

摘?要：當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革方興未艾，汽車產(chǎn)品從其誕生至今，對人類社會的發(fā)展和人類文明的進(jìn)步發(fā)揮了巨大的作用，也經(jīng)歷了無數(shù)次變革的洗禮，汽車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)見證并忠實(shí)記錄了期間的技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新全過程，并正在引領(lǐng)著汽車行業(yè)向更高的目標(biāo)邁進(jìn)?！捌嚰夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)”作為高校車輛工程、交通運(yùn)輸及汽車服務(wù)工程等專業(yè)的限選課，在高校新工科建設(shè)的背景下，無論是在相關(guān)教學(xué)內(nèi)容或是教學(xué)模式方面都存在較大的改進(jìn)空間。本文結(jié)合高校汽車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)課程教學(xué)的特點(diǎn)，闡述了課程改革的必要性，同時對課程教學(xué)模式分享了個人的思考及建議。

關(guān)鍵詞：汽車;技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī);課程教學(xué)

一、課程改革的背景及必要性

改革開放以來，中國汽車工業(yè)經(jīng)歷了快速的發(fā)展階段，從汽車產(chǎn)銷量看，1978年僅14.9萬輛，2009年突破1000萬輛，2018年突破2800萬輛，占全球市場30.3%，成為當(dāng)之無愧的汽車消費(fèi)大國。

與此同時，中國政府支持出臺了大氣污染防治法、產(chǎn)品質(zhì)量法、消費(fèi)者權(quán)益保護(hù)法、對外貿(mào)易法、保險法、道路交通安全法、汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策等一系列與汽車相關(guān)的法律法規(guī)、政策和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并監(jiān)督執(zhí)行到位，確保汽車產(chǎn)業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展。

以環(huán)保節(jié)能方面為例，從1999年北京開始實(shí)施國一汽車排放標(biāo)準(zhǔn)，到2020年7月1日起全國開始實(shí)施國六排放標(biāo)準(zhǔn)，從排放限值看，國六a階段限值略嚴(yán)于歐洲第六階段排放標(biāo)準(zhǔn)限值水平，比美國Tier3限值略寬松。而2023年7月1日起實(shí)施的國六b階段限值基本相當(dāng)于美國Tier3排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的2020年車的平均限值，如果考慮到測試程序的差異等因素，可以說國六標(biāo)準(zhǔn)是目前世界上最嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)之一。汽車燃油消耗量方面，從限制單個車型的型式認(rèn)證油耗，到引入企業(yè)平均燃料消耗量目標(biāo)值，2021年1月1日起實(shí)施的我國乘用車第5階段燃料消耗量標(biāo)準(zhǔn)GB279992019，是貫徹落實(shí)《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》的重要舉措，旨在推動我國汽車先進(jìn)節(jié)能技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用，使我國乘用車平均燃料消耗量在2025年下降至4L/100km（NEDC工況），對應(yīng)二氧化碳排放約為95g/km（NEDC工況），該標(biāo)準(zhǔn)為“雙積分”管理辦法的實(shí)施提供了有效的技術(shù)支持，也是企業(yè)進(jìn)行戰(zhàn)略布局、產(chǎn)品規(guī)劃、技術(shù)研發(fā)的行動指南。相關(guān)法規(guī)的實(shí)施，大幅減少了汽車能源消耗和有害氣體排放，充分體現(xiàn)了大國擔(dān)當(dāng)。

隨著美國、日本、德國、法國、挪威、荷蘭等國家相繼出臺燃油車禁售時間表，新能源汽車發(fā)展機(jī)遇日益明顯。中國政府從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、產(chǎn)業(yè)開發(fā)、推廣應(yīng)用、資源回收利用五個方面進(jìn)行全產(chǎn)業(yè)鏈統(tǒng)籌;在產(chǎn)業(yè)布局、產(chǎn)業(yè)清理規(guī)范、投資項(xiàng)目門檻三個方面進(jìn)行科學(xué)謀劃;在安全法規(guī)、安全責(zé)任、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、技術(shù)支撐和運(yùn)行監(jiān)控五大體系進(jìn)行管理創(chuàng)新，在新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展、科技創(chuàng)新、財(cái)稅等方面建立了全方位的政策支持體系。

近年來，智能網(wǎng)聯(lián)汽車逐漸成為全球汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略方向和投資熱點(diǎn)。它是指搭載先進(jìn)的傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車與X（車、路、行人、云端等）（V2X）智能信息交換、共享，具備復(fù)雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能，可實(shí)現(xiàn)車輛安全、高效、舒適、節(jié)能地行駛，并最終可實(shí)現(xiàn)替代人類操作的新一代汽車。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的可靠商業(yè)運(yùn)用，可顯著改善交通安全、減輕交通擁堵、提高交通效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，并拉動汽車、電子、通信、服務(wù)以及社會管理等協(xié)同發(fā)展，對促進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級具有重大戰(zhàn)略意義。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系包括“基礎(chǔ)”“通用規(guī)范”“產(chǎn)品與技術(shù)應(yīng)用”以及“相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)”四個部分，同時根據(jù)各具體標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)容范圍、技術(shù)等級上的共性和區(qū)別，進(jìn)一步細(xì)分為14個如下圖所示的子類。

智能汽車安全性劃分為功能安全、預(yù)期功能安全（SOTIF，Safety?of?The?Intended?Functionality）、信息安全三大領(lǐng)域和智能汽車安全性開發(fā)流程研究、功能安全性研究、預(yù)期功能安全與安全責(zé)任研究、智能汽車信息安全性研究、駕駛智能化產(chǎn)品可靠性研究、智能汽車安全性測試與驗(yàn)證研究六大方面。其中，功能安全問題主要指電子電器失效造成的危害，預(yù)期功能安全問題則指的是在系統(tǒng)不失效的情況下，由功能不足或可合理預(yù)見的人員誤用所導(dǎo)致的危害。預(yù)期功能安全是自動駕駛汽車研發(fā)與商業(yè)化的最大課題。

智能車輛上應(yīng)用了大量的電氣電子安全相關(guān)系統(tǒng)監(jiān)視控制過程，在危險條件出現(xiàn)時采取相應(yīng)措施，防止事故發(fā)生。人們下意識認(rèn)為安裝了電氣電子安全相關(guān)系統(tǒng)就是安全的。但是，由于電氣電子安全相關(guān)系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)、硬件、軟件、周圍環(huán)境等因素影響，它們不可避免地存在安全問題。因此，為真正保障工業(yè)系統(tǒng)的安全可靠，不僅需要確定所設(shè)計(jì)的電氣電子安全相關(guān)系統(tǒng)是否已安裝和具有正確的安全功能，還必須確定其執(zhí)行安全功能的可靠程度，即電氣電子安全相關(guān)系統(tǒng)的安全性能或安全完整性等級（Safety?Integrity?Level，SIL）是否滿足要求。

歐美各國從20世紀(jì)70年代已開始嘗試用系統(tǒng)工程、可靠性等理論方法來研究解決電氣電子安全設(shè)備和系統(tǒng)的可靠性問題。2000年，國際電工委員會（IEC）頒布了功能安全的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)（IEC?61508），并針對核工業(yè)、機(jī)械制造業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域發(fā)布了系列標(biāo)準(zhǔn)，其中道路車輛相應(yīng)的功能安全標(biāo)準(zhǔn)為ISO?26262，其主要定位在汽車行業(yè)中特定的電氣器件、電子設(shè)備、可編程電子器件等專門用于汽車領(lǐng)域與安全相關(guān)的部件。ISO26262已于2011年11月正式頒布，成為國際標(biāo)準(zhǔn)，中國正在積極進(jìn)行相應(yīng)國標(biāo)的轉(zhuǎn)化與制定工作。

目前，ISO?26262的應(yīng)用方向包括安全氣囊（Airbag）、發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)（EMS）、電池管理系統(tǒng)（BMS）、電子控制單元（ECU）、汽車防抱死制動系統(tǒng)（ABS）、整車控制系統(tǒng)硬件及軟件（EV&HEV）、制動輔助系統(tǒng)（BAS）胎壓監(jiān)控系統(tǒng)（TPMS）、電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（ESP）、電子剎車力分配系統(tǒng)（EBD）、自適應(yīng)照明系統(tǒng)（AFS）、自動緊急剎車系統(tǒng)（AEBS）等。而根據(jù)國內(nèi)商用車主動安全標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，ESP、AEB、LKA等主動安全功能已列為或即將成為部分商用車的必備配置，詳見下表。

綜上所述，縱觀汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢，從技術(shù)層面看，汽車正由人工操控的機(jī)械產(chǎn)品逐步向電子信息系統(tǒng)控制的智能產(chǎn)品轉(zhuǎn)變;從產(chǎn)業(yè)層面看，汽車與相關(guān)產(chǎn)業(yè)全面融合，呈現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化、平臺化發(fā)展特征;從應(yīng)用層面看，汽車將由單純的交通運(yùn)輸工具逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芤苿涌臻g和應(yīng)用終端，成為新興業(yè)態(tài)重要載體。

2017年2月，教育部從貫徹國家推動創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、實(shí)施“一帶一路”“中國制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”等重大戰(zhàn)略，促進(jìn)以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)為代表的新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的根本目的出發(fā)，決定加快工程教育改革創(chuàng)新，開展新工科研究和實(shí)踐。

“汽車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)”作為高校車輛工程、交通運(yùn)輸及汽車服務(wù)工程等專業(yè)的限選課，該課程主要研討與汽車產(chǎn)業(yè)投資、生產(chǎn)、消費(fèi)、流通、報(bào)廢回收等產(chǎn)品全壽命過程相關(guān)的法律、政策、技術(shù)法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)，要求學(xué)生通過學(xué)習(xí)本課程，對我國汽車相關(guān)的技術(shù)法規(guī)和法律體系有一個全面的認(rèn)識，并能較好地運(yùn)用于汽車設(shè)計(jì)、制造、檢測、貿(mào)易、營銷等行業(yè)服務(wù)中。文章通過對該課程教學(xué)體驗(yàn)的總結(jié)和分析，認(rèn)為現(xiàn)有的課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式已不能適應(yīng)新工科背景下創(chuàng)新工程教育的要求。

二、課程改革思路及教學(xué)實(shí)踐體會

在新工科和一流專業(yè)建設(shè)背景下，現(xiàn)有課程教學(xué)主要存在以下問題：需更新課程教學(xué)內(nèi)容;需改革教學(xué)模式;需改革課程學(xué)習(xí)和考核方式。以下結(jié)合2020年春季學(xué)期授課經(jīng)歷總結(jié)一些具體做法與體會，該課程當(dāng)時采用網(wǎng)上授課方式進(jìn)行，但一些做法也可推廣應(yīng)用于線下教學(xué)。

從課程定位和課程主要內(nèi)容可知，本課程所涉及的知識面較廣，知識點(diǎn)相對分散。授課內(nèi)容涵蓋汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關(guān)的重點(diǎn)法律法規(guī)解讀;汽車貿(mào)易政策、金融政策、消費(fèi)政策剖析、發(fā)展新能源汽車的政策導(dǎo)向;汽車技術(shù)法規(guī)體系分析及基本內(nèi)容詮釋;汽車消費(fèi)的法律對策及消費(fèi)者合法權(quán)益保護(hù);汽車出口貿(mào)易與跨國經(jīng)營的法律問題、WTO法律規(guī)則與貿(mào)易爭端解決機(jī)制;知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)與糾紛解決辦法等。同時，出于人、車、環(huán)境和諧發(fā)展的需要，汽車技術(shù)法規(guī)的時效性日益增強(qiáng)，而現(xiàn)有教材的部分內(nèi)容更新速度相對滯后，要求授課教師除了具備綜合性的知識結(jié)構(gòu)和專業(yè)素養(yǎng)之外，還必須實(shí)時關(guān)注行業(yè)發(fā)展動態(tài)，以保持課件常備常新，課前資料準(zhǔn)備工作量大。

針對課程涉及面廣、綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)，備課時采用思維導(dǎo)圖方式對課程總體內(nèi)容進(jìn)行關(guān)聯(lián)性梳理，力求在授課前期使學(xué)生能清晰了解課程主要內(nèi)容及其關(guān)聯(lián)性。在重點(diǎn)法律法規(guī)解讀時，采用以時間為主軸的魚骨圖方式，列出相關(guān)法規(guī)的關(guān)聯(lián)變更沿革關(guān)系。對于時效性較強(qiáng)而教材相關(guān)內(nèi)容更新相對滯后的技術(shù)法規(guī)（如汽車安全、環(huán)保、節(jié)能相關(guān)內(nèi)容），通過全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化委員會和國家相關(guān)主管部委官網(wǎng)等資源進(jìn)行信息查詢更新，力求授課內(nèi)容與時俱進(jìn)，并具有一定的學(xué)術(shù)前瞻性。

該課程目前一般采用跨專業(yè)大班上課方式，班級人數(shù)100人左右。同時上課的學(xué)生數(shù)量較多，并且跨專業(yè)，已有知識背景差異較大，給課堂管理上帶來一定壓力。另外，課時相對較少，由于是專業(yè)限選課，一般為16學(xué)時，教學(xué)組織方面有一定挑戰(zhàn)性。

在課堂管理方面，利用雨課堂掃碼登錄、隨機(jī)點(diǎn)名功能，解決人工點(diǎn)名耗時長及極少數(shù)學(xué)生冒名頂替代掃碼的問題。

考慮到課程受眾的差異性，在開課前期，通過在課件中嵌入問卷等多種方式，了解學(xué)生對課程有關(guān)知識的了解范圍和程度、學(xué)習(xí)興趣和思維特點(diǎn)等，以便及時調(diào)整教學(xué)方法。

針對課時相對較少，而課程知識點(diǎn)較多且較為分散的特點(diǎn)，將課前準(zhǔn)備的微課、慕課資源及公共媒體相關(guān)案例、可自學(xué)的基礎(chǔ)知識點(diǎn)等制作成預(yù)習(xí)課件，通過雨課堂發(fā)送到學(xué)生手機(jī)端，根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)反饋，在課堂教學(xué)過程中對共性問題進(jìn)行有針對性的講解。

在具體的教學(xué)過程中，應(yīng)避免一言堂和滿堂灌，可在課件中預(yù)設(shè)單選、多選、投票及主觀題等，通過雨課堂隨機(jī)點(diǎn)名方式抽問學(xué)生，能起到活躍課堂氣氛和及時測試授課效果的作用。對較為抽象的概念問題，盡可能結(jié)合實(shí)例進(jìn)行講解。

另外，考慮到班級人數(shù)較多，主觀題可采用雨課堂中的分組答題方式，答題結(jié)束后，可將答題統(tǒng)計(jì)情況投屏，并對共性問題進(jìn)行講解，期間學(xué)生可通過彈幕等方式參與互動，教師也可發(fā)起小組互評，進(jìn)一步調(diào)動學(xué)生的參與積極性。

在課程考核與評價方面，該課程考核通常采用考查方式，綜合評分結(jié)果中終結(jié)性考核占60%，過程考核占40%。由于過程考核所占比重較大，需考慮采取措施，使過程考核做到可量化、可比對，以保證評價的客觀性和公平性。

期末考核可以采用集中綜合測試或采用大作業(yè)方式進(jìn)行。如采用大作業(yè)方式，可結(jié)合學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)或簡單依據(jù)學(xué)號尾數(shù)將學(xué)生分成若干小組，完成不同主題的大作業(yè)。以往此類課程的綜合成績是以期末成績、平時成績各按一定權(quán)重簡單計(jì)算得到，較難全面而準(zhǔn)確地體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度及課堂參與程度，現(xiàn)在有了雨課堂、學(xué)習(xí)通等智慧教學(xué)工具，教師可以利用其教學(xué)過程數(shù)據(jù)記錄功能，十分方便地掌握學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課堂參與程度、課中測試成績、課后作業(yè)完成情況等一手?jǐn)?shù)據(jù)，課程評價的客觀性和工作效率大為提高。

結(jié)語

汽車工業(yè)目前已成為我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，隨著和諧社會可持續(xù)發(fā)展理念逐漸深入人心，汽車產(chǎn)品逐漸向更加安全、環(huán)保、節(jié)能以及網(wǎng)聯(lián)化、智能化方向發(fā)展，汽車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)在協(xié)調(diào)和解決發(fā)展期間出現(xiàn)的法律及技術(shù)層面問題中正發(fā)揮著不可或缺的作用，相關(guān)研究對工科高校汽車相關(guān)專業(yè)的課程改革、學(xué)科能力建設(shè)等方面也有積極的引導(dǎo)作用，有關(guān)領(lǐng)域?qū)θ瞬判枨笠泊嬖谳^大缺口，高校應(yīng)以新工科建設(shè)為契機(jī)，結(jié)合學(xué)校定位，調(diào)整和完善相應(yīng)專業(yè)人才培養(yǎng)方案及相關(guān)學(xué)科能力建設(shè)計(jì)劃。在課程資源開發(fā)上，充分發(fā)揮專業(yè)教研團(tuán)隊(duì)的集體智慧，同時加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，合理利用外部資源。在具體教學(xué)上，充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”與相關(guān)智慧教學(xué)平臺融合優(yōu)勢，不斷改革與創(chuàng)新教學(xué)模式，向建設(shè)一流學(xué)科目標(biāo)堅(jiān)實(shí)邁進(jìn)。

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基金項(xiàng)目：2012年廣西壯族自治區(qū)教育廳廣西高等學(xué)?！疤厣珜I(yè)及課程一體化項(xiàng)目”（項(xiàng)目編號：GXTSZY234）

作者簡介：周偉（1966—?），男，漢族，廣東開平人，本科，教授級高級工程師，主要從事汽車工程相關(guān)課程教學(xué)研究。