新工科背景下“车辆工程专业”实验教学体系优化

牛文莉，马跃林，崔立堃，施绍宁，梁 杨

(陕西理工大学 机械工程学院，陕西 汉中 723000)

0 引言

我国是一个制造业大国，汽车工业是我国的支柱制造产业，是在许多相关联的工业和先进制造技术的基础上发展起来的综合性产业。中国汽车产销量早在2009年已跃居世界第一，在国民经济中占据重要的地位。车辆工程专业作为汽车工业的人才基地，承担着相应的重要角色。

新工科建设的六大理念是：问产业需求建专业，问技术发展改内容，问学校主体推改革，问学生志趣变方法，问内外资源创条件，问国际前沿立标准。

陕西理工大学车辆工程专业2014年获批招生，是在2003年获批的热能与动力工程专业(汽车工程方向)的基础上成立的，先后经过十多年时间的建设和发展，从硬件到软件都已经形成一定规模。

1 陕西理工大学车辆工程专业实验教学概况

目前，陕西理工大学车辆工程专业有实验室建筑面积920 m2，教学仪器设备总价值370余万元。车辆工程专业实验目前分3类：专业基础课、专业课实验和专业实验模块课，含有实验的课程共有15门，开设实验学时220 h。专业基础课有7门含实验共130 h，专业课有6门含实验共52 h。

2 车辆工程专业实验课程设置优缺点分析

车辆工程专业所开设实验项目和实验内容是依据理论课程内容进行实验设定，多为基础验证性实验，并且教学大纲固定，学生没有根据兴趣爱好进行选择的余地，对本专业全部学生来说没有区别，忽视了学生的主观意愿，这与以学生为中心的专业认证核心思想不相一致，已经无法满足对学生综合创新实践能力培养的需求。

3 国际工程教育专业认证体系要求

国际工程教育专业认证体系，围绕学生的毕业要求和指标点导向教学，使用这套体系，加入华盛顿协议，意味着我国与其他国家学历互认，中国的工程专业工程师就可以走出国门，成为被外国认可的工程师。基于“学习产出”的工程教育理念(Outcome-Based Education，OBE)，中国工程教育认证协会提出了工程教育专业认证的质量标准要求，强调3个中心理念：产出导向的课程设计、学生为中心、持续改进的质量保障体系。持续改进是《华盛顿协议》工程教育专业认证工作的核心理念和重要环节之一[1]。

高等教育应该“以学生为中心”，采用新工科和专业认证理念共同引领校园专业建设，在人才培育计划、课程建造、监控体系等方面进行积极探究、实践和创新。

以学生为中心，充分发挥学生在教育教学活动中的主体作用；充分发挥学生的主观能动性，以人才培养成效为导向，让学生主动地有目的地投入学习，培养学生的自我学习能力、实践动手能力和开拓创新能力；同时，建立持续的纠错改进机制，对教学过程进行全程监控对教学质量进行全面评价，并通过反馈机制进行及时改进，从而达到培养目标的实现，并持续有效改进的良性循环，使得培养对象更加适应汽车电动化新时代背景下的人才需求[2]。为陕西理工大学车辆工程专业进行国际工程教育专业认证，实现从以学科为导向向以经济产业需求为导向转变，同时考虑学生发展志趣，建立满足行业发展需要的实践课程资源，探索一条适应国家新工科相关新能源汽车产业专业创新人才培养的有效路径[3]。

4 针对专业认证背景下“车辆工程专业”的实验教学体系实践与改革

针对目前专业认证的要求，必须从教学观念、教学模式、开放实验以及各类大赛着手，深化实践教学环节的改革与创新。为了体现以学生为中心的理念，需要对专业实验进行改革，让学生根据自身特长和兴趣爱好，在现有实验项目范围内有选择权，只要达到大纲规定的学时和学分即可。

4.1 教学观念思考：教学大纲严格死板

传统教学观念比较死板，紧紧围绕教学大纲实施教学任务，这样做规范了教学秩序，但也使得教学观念有所束缚。教学大纲是教学的依据文件，制定时应具有一定的灵活性，让学生和教师在教学过程中有一定的可选择性，充分激发学生的学习兴趣，学生学习主动性提高了，学习质量自然也得到了充分保障。

4.2 改革教学模式：实验项目实行选修制

在以学生为中心理念思想指导下，可将现有专业实验模块课分成两个大类供学生自主选择：传统汽车技术体系，新能源汽车技术体系。这两个大类只是提供参考，具体的实验项目可任意选修，从而充分调动学生的主观能动性，达到提高实践教学质量的目的。

传统汽车技术体系：在由传统汽车发动机、底盘、变速器及电器系统为主的传统汽车实践教学体系基础上，结合目前最新发展起来的新能源汽车电工电子控制相关技术知识，使现有实践教学课程体系更趋完善，以达到教学内容连贯、学习知识系统，全方位锻炼学生分析、解决问题的能力，提升科研兴趣及团队协作能力，促进跨学科交流，让学生既能对传统汽车技术知识熟练掌握，又丰富了新能源与智能汽车技术相关的前沿知识，使学生的专业水平和视野得到进一步扩宽。

新能源汽车技术体系：充分利用车辆实验室近两年新进的混合动力汽车系统、纯电动汽车系统实验平台，新能源汽车技术平台、新能源汽车电机性能实验平台等实验仪器设备，使学生对混合动力汽车技术的动力电池、电机控制器系统及其混合动力驱动耦合系统有充分了解和认识，对纯电动汽车电池管理系统，主要部件构造及工作原理，电机工作性能测试方法等知识加深理解和研究，并对新能源汽车发展方向-智能汽车最新技术也有所涉猎。

本专业通识教育共有12门课，756 h(必修38学分，选修6学分)；专业教育30门课，1 370 h(必修60学分，选修23.5学分)；综合实践(必修41.5学分，选修6学分)。实验课可开出实验项目共计62学时，每14学时为1学分，每生修够3学分即可完成专业实验教学要求。

4.3 鼓励学生参与开放实验项目

积极开发新的实验项目，以开放实验项目的形式向学生开放，并以课外学分作为突破口，进一步吸引学生积极主动进入实验室。充分利用实验中心新进设备，开发分析研究型综合实验项目，并作为开放实验项目向学生开放，鼓励学生参与开放实验项目，完成实验项目内容任务，并形成实验报告作为成果，也可以引导学生发表论文和专利，培养学生的学术研究精神。学生达到开放实验学时要求并提交实验报告，即可获得相应的课外学分。

4.4 充分利用虚拟仿真实验项目

车辆工程专业由于其自身的特殊性，车辆的一些测试性实验需要专业的设备、场地和跑道，这给专业的发展带来了挑战和发展瓶颈。为了弥补这方面的不足，可以利用机械学院虚拟仿真实验教学中心平台机械补充，让学生在虚拟仿真平台上进行一些现有实验条件无法满足的实验，从而使这方面的实验内容得到补充和加强。

学生远程参与虚拟仿真实验，自主选择虚拟仿真实验项目，完成实验任务，达到12学时并提交实验报告，即可获得课外学分1分。

4.5 引导学生积极参加各类大赛

各类大赛是促进各高校工程实践教学改革以及学生工程素质培养的重要载体。在工训大赛与工程素质培养的基础上，积极推行“以赛带课”“以课带学”“以学助赛”的三位一体的“干中学”人才培养模式，鼓励和加强创新实践活动，以开放性综合实验项目和参加各类大赛项目为依托，逐步培养和引导学生对汽车新技术的兴趣。在进行实践环节设置时，根据传统汽车和新能源汽车侧重点的不同，对实践内容进行合理调配[4]。

在本学院组织新能源汽车硬件项目的开发，开展校级汽车节能大赛，鼓励不同学科背景学生共同组建各类竞赛团队，积极参加全国无碳小车大赛，中国大学生电动方程式大赛及中国大学生无人驾驶方程式大赛，全国飞思卡尔智能车大赛，全国挑战杯大学生竞赛等全国性大赛。通过以上各类课题、竞赛的实践创新活动，提高学生实践动手能力，培养分析解决实际问题能力，同时也增进了学生的跨学科学术研究和交流。

4.6 建立毕业生反馈机制

校外评价是教学改进中很重要的一环，主要包括往届毕业生和用人单位。每次修订培养方案时，以座谈、问卷调查的形式向用人单位征求意见和建议。评价内容可包含：对车辆工程专业毕业要求的认同度、培养目标的认同度、毕业生基础与专业知识能力、毕业生工程设计与工程实践能力、本专业课程设置等[5]。通过毕业生和用人单位的反馈，并在教学中进行持续改进，进一步提高学生的培养水平。

5 实验教学改革创新及难点

(1)实验教学内容模式：把固定统一的实验项目向多元化转变，把呆板固定的实验教学模式向学生自主选择实验项目转变，这与教学大纲及教务处的管理会产生冲突，需要职能部门予以政策支持。

(2)实验教学环节：学生自主选择的教学模式，体现了以学生为中心的专业认证核心思想，但同样也给实验教学的具体实施带来了挑战，由于学生人数和实验项目较多，增加了学生选课和教师排课的难度。

(3)实验成绩评定方式：实验成绩评定方式采用学术论文新模式，让学生将每个实验项目实验数据及结论汇总在一个报告里，并让学生通过实验对理论知识、实验项目设定、实验仪器及方法提出自己的观点。

6 结语

通过对车辆工程专业实践体系的教学内容和教学模式进行改革创新，更大地提高了学生对实践教学环节的兴趣，最大限度地调动了学生学习的主观能动性，进一步完善了实践教学的保障体系，改进和提高了实践教学质量，培养基本的工程素养，使“以学生为中心”的专业认证核心思想得到充分践行。