工程认证标准下《汽车电器与电子控制技术》课程教学改革研究*

王伟　杨浩东（常熟理工学院 电气与自动化学院，江苏 常熟 215500）

工程认证标准下《汽车电器与电子控制技术》课程教学改革研究*

王伟杨浩东
（常熟理工学院 电气与自动化学院，江苏 常熟 215500）

以工程教育认证为契机，针对《汽车电器与电子控制技术》课程进行教学改革，采用成果导向，反向设计的方法，修订教学大纲，明确课程教学目标和学习成果，设计了工程项目驱动的教学过程，在教学过程中以学生为导向，教师指导的基本原则，实时监控教学过程，对学生的学习成果进行合理评价，并以评价结果作为持续改进的指导，形成从目标到实施再到改进的闭环课程教学质量管理的闭环系统。

工程教育认证；成果导向；项目驱动教学；持续改进；自动化测试技术

自2013年6月，中国成为《华盛顿协议》协议签约成员以来，说明了我国工程教育已经具备较好的基础，人才培养的层次结构、类型和质量在一定程度上得到了国际上的认可。而工程教育认证有助于进一步提高专业工程人才的培养质量、教学质量，加强高校和企业的联系和合作，因此国内很多高校和各个专业都积极参与到其中。

我校自动化专业在2010年下半年开始启动“卓越工程师培养计划”，与相关企业建立了校企合作的人才培养模式，在学生的工程能力培养和教师的工程教育水平方面取得了一定的成效，在此基础上，2013年底开始启动工程教育工作。《汽车电器与电子控制技术》作为自动化专业的核心课程之一，紧贴地方产业特点和行业优势，展开符合工程教育认证的本科教学改革。

一、制定符合工程教育认证要求的教学大纲

工程教育的基本要求是成果导向（Outcome Based Educa原tion，OBE）教育，指教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果［1］。具体包括学习成果、学习过程的实施方法和成果评价。

在此基础上，根据《汽车电器与电子控制技术》的课程特点和专业认证的要求，重新制定了符合自动化专业工程教育认证中所提出的相关毕业要求的教学大纲，大纲中明确规定了经过本课程的学习，学生应具备的解决复杂工程问题的能力，提出了要保证这些能力所采用的教学内容和方案以及学习成果的评价方法。

二、教学目标

既然工程教育以结果为导向，在教学过程中的目标就需要落实到学生在完成学习过程后能达成的学习成果上，因此在教学中采用反向设计方法。本课程所对应的毕业要求主要是针对汽车电子零部件测控的行业背景，结合工程实践和行业需求，通过实际工程案例，培养学生解决复杂工程问题的能力。

三、教学设计

确定教学目标的前提下，反向进行教学设计。教学设计中的关键问题在于，教学过程中的实践案例应具备复杂工程问题的特征要求。只有在实际工程问题具有高度复杂性的前提下，才能对学生解决复杂工程问题的能力进行培养和锻炼。

课程采用基于工程项目教学的理实一体化教学方法［2］。在与相关行业的企业进行了详细的分析讨论后，以企业的实际生产案例为背景，制定了“汽车电器与电子控制部件综合测试系统设计”这一项目。该项目针对汽车零部件生产的在线检测过程中，普遍存在零部件自动分料、堆料、排序等流程，需对零部件进行合格性测试，然后要对其电气特性、零部件之间的匹配特性、零部件生产日期、生产线或操作员编号、档案编号等采用标签（或二维码）进行标识，以便于分类和和产品质量的追溯。该项目符合工程认证标准下复杂工程问题的特征，项目具有涉及多个学科、多种技术、解决方案具有综合性的特点。

涉及的学科主要有，（员）仪器仪表，包括多种数字量和模拟量传感器、工业摄像头和扫码枪等；（圆）电机工程，主要是XYZ三维平台的运动控制；（猿）计算机、控制，包括信号与图像的采集处理、通信、软件开发。

采用的技术主要包括传感器检测技术、控制技术、虚拟仪器技术、图像处理技术等。

需掌握多种现代工具。前期电路设计，采用电气设计软件Eplan进行电气图纸设计；中期硬件调试，需要调试监控工具、打印机设计标签工具、运动控制卡调试工具GalilTools等，对打印机、扫描枪、Galil运动控制卡、伺服电机进行参数设置及功能验证；后期采用面向对象的图形化编程工具LabVIEW实现软件综合控制。

项目设计过程如图1所示。项目的设计过程是一个不断分析、解决、验证和修改的闭环过程，有助于学生针对各种问题和结果，运用所学的知识进行分析和总结，直到达到系统的功能要求。

图1　项目设计基本流程

四、学习过程实施

学习过程是教学目标和教学设计的具体实施，学习过程的特点从教师导向型转换为学生导向型，学生的角色从被动的知识接受转换为以学习结果为目标，主动的对知识进行理解和掌握，进而运用并解决实际工程问题。

在教学过程中教师需要突出引导作用，尊重学生的学习规律，循序渐进的引导学生进行学习基础理论知识、分析问题的特点、提出解决问题方案和进行结果验证。项目完成采用由浅入深，首先将项目分成四个关联的子问题，针对每个子问题，指导学生查阅相关技术手册和资料，总结分析各部件的功能特点和使用方法，设计硬件电路并进行编程调试，培养学生的学习能力。在完成子问题的学习之后，学生对课程中所涉及的各学科中的相关内容和技术手段有了一定的了解，再进行最后的综合系统设计。综合系统设计可以前面的子问题为基础，指导学生需考虑各个子问题在集成时可能出现的情况，为保证整个系统的功能，可能需要对之前设计的子问题的方案进行修改甚至重新设计，培养学生系统性的解决工程问题的能力。

五、学习成果评价

学习成果评价主要是针对学生过项目设计所能获得的知识、技能行为，评价学生的知识应用能力、目分析和方案设计能力、设计系统部件的能力、团队协作和交流能，并使学生认识到终身学习能力的重要性［3，4］。学习成果评价基于以下内容，（1）调研现代自动化检测技术在汽车零部件生产线上的应用，了解行业的技术背景、发展趋势和相关技术标准。（2）针对系统相关的4个子问题，分别进行各子问题的软硬件设计、调试、结果分析。（3）针对综合测试系统，制定解决问题的技术方案、实施、系统调试、运行和结果分析。（4）在设计测试系统过程中，对所涉及的人员分工、任务调配、项目的经济成本和时间成本的管理、系统的性能指标和安全操作规程等方面问题的分析和解决。

此外，还考查项目设计中，学生的团队分组协作，之间的分工、交流和对接等方面的内容。学生在项目设计过程中，主动的学习并思考可能出现的问题，以及解决问题的方案，学生撰写规范的技术报告的能力。评价结果则基于对毕业要求的达成度，达成度越高则表明学生在该项毕业要求所对应的能力培养方面效果越好。

六、持续改进

持续改进是完整的课程教学质量管理的反馈环节，由此可构成闭环系统，通过对学习过程的监控和学习成果评价的分析，找出与表征学生能力培养的各个结果毕业要求之间的偏差，确定并总结其产生原因，找出解决方法，并在之后的教学过程中进行改进。改进包括教学设计、学习过程和具体的评价方法等方面，使之与教学目标相一致。

七、结束语

以学习结果为导向的工程教育理念在国际上一些工程教育发达国家已经经历了多年的应用，有了广泛的理论积累，并已被认为是一种切实有效的教育手段。采用该方法进行的《汽车电器与电子控制技术》课程的教学改革已实施两轮教学，在教学过程中，以工程教育认证为标准，不断在教学中尝试新方法，思考新的教学思路，在培养学生的工程能力和提高学生的学习能力方面取得了较好的效果，增强了教师进行持续改革的信心和动力。

［1］李志义，朱泓，等.用成果导向教育理念引导高等工程教育教学改革［J］.高等工程教育研究，2014，2：29-34.

［2］袁少强，郭艳玲，张平，等.基于工程项目教学法的控制实验平台建设［J］.实验室研究与探索，2013，11：425-428.

［3］汪明霞，马涛，朱军文.美国工程认证委员会《工程类本科专业2005-2006年度认证标准》解读［J］.化工高等教育，2006，1：16-20.

［4］朱永东，叶玉嘉.美国工程教育专业认证标准研究［J］.现代大学教育，2009，3：46-50.

The engineering education accreditation is an opportunity to higher education reform.In process of “automotive electrical and electronic control technology”teaching，result oriented was treated as basic rule.With the rule，Teaching program has been revised by the reverse design.After determining teaching objectives and learning outcomes，teaching process was driven by real industrial project.The course was based on a basis of student orient原ed and teachers'guidance，while monitored and adjusted the teaching.The learning result has been reasonably eval原uated，and as a guidance of continuous improvement.All of these processes form a closed-loop system of teaching quality management.

engineering education accreditation；outcome based education；project driven learning；continuous improvement；automated testing

G642

A

2096-000X（2016）17-0156-02

“江苏高校品牌专业建设工程资助项目”（编号：PPZY2015C215）

王伟（1973-），男，甘肃金昌人，硕士，讲师，研究方向：流程工业控制及优化。