新工科背景下“汽车技术标准与法规”课程教学的思考与探索

摘 要：当今世界正经历百年未有之大变局，新一轮科技革命和产业变革方兴未艾，汽车产品从其诞生至今，对人类社会的发展和人类文明的进步发挥了巨大的作用，也经历了无数次变革的洗礼，汽车技术标准与法规见证并忠实记录了期间的技术创新和管理创新全过程，并正在引领着汽车行业向更高的目标迈进。“汽车技术标准与法规”作为高校车辆工程、交通运输及汽车服务工程等专业的限选课，在高校新工科建设的背景下，无论是在相关教学内容或是教学模式方面都存在较大的改进空间。本文结合高校汽车技术标准与法规课程教学的特点，阐述了课程改革的必要性，同时对课程教学模式分享了个人的思考及建议。

关键词：汽车;技术标准与法规;课程教学

一、课程改革的背景及必要性

改革开放以来，中国汽车工业经历了快速的发展阶段，从汽车产销量看，1978年仅14.9万辆，2009年突破1000万辆，2018年突破2800万辆，占全球市场30.3%，成为当之无愧的汽车消费大国。

与此同时，中国政府支持出台了大气污染防治法、产品质量法、消费者权益保护法、对外贸易法、保险法、道路交通安全法、汽车产业发展政策等一系列与汽车相关的法律法规、政策和技术标准，并监督执行到位，确保汽车产业健康稳定发展。

以环保节能方面为例，从1999年北京开始实施国一汽车排放标准，到2020年7月1日起全国开始实施国六排放标准，从排放限值看，国六a阶段限值略严于欧洲第六阶段排放标准限值水平，比美国Tier3限值略宽松。而2023年7月1日起实施的国六b阶段限值基本相当于美国Tier3排放标准中规定的2020年车的平均限值，如果考虑到测试程序的差异等因素，可以说国六标准是目前世界上最严格的排放标准之一。汽车燃油消耗量方面，从限制单个车型的型式认证油耗，到引入企业平均燃料消耗量目标值，2021年1月1日起实施的我国乘用车第5阶段燃料消耗量标准GB279992019，是贯彻落实《汽车产业中长期发展规划》的重要举措，旨在推动我国汽车先进节能技术发展和应用，使我国乘用车平均燃料消耗量在2025年下降至4L/100km（NEDC工况），对应二氧化碳排放约为95g/km（NEDC工况），该标准为“双积分”管理办法的实施提供了有效的技术支持，也是企业进行战略布局、产品规划、技术研发的行动指南。相关法规的实施，大幅减少了汽车能源消耗和有害气体排放，充分体现了大国担当。

随着美国、日本、德国、法国、挪威、荷兰等国家相继出台燃油车禁售时间表，新能源汽车发展机遇日益明显。中国政府从基础研究、应用研究、产业开发、推广应用、资源回收利用五个方面进行全产业链统筹;在产业布局、产业清理规范、投资项目门槛三个方面进行科学谋划;在安全法规、安全责任、标准规范、技术支撑和运行监控五大体系进行管理创新，在新能源汽车产业发展、科技创新、财税等方面建立了全方位的政策支持体系。

近年来，智能网联汽车逐渐成为全球汽车产业发展的战略方向和投资热点。它是指搭载先进的传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与X（车、路、行人、云端等）（V2X）智能信息交换、共享，具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能，可实现车辆安全、高效、舒适、节能地行驶，并最终可实现替代人类操作的新一代汽车。智能网联汽车的可靠商业运用，可显著改善交通安全、减轻交通拥堵、提高交通效率，实现节能减排，并拉动汽车、电子、通信、服务以及社会管理等协同发展，对促进汽车产业转型升级具有重大战略意义。

智能网联汽车标准体系包括“基础”“通用规范”“产品与技术应用”以及“相关标准”四个部分，同时根据各具体标准在内容范围、技术等级上的共性和区别，进一步细分为14个如下图所示的子类。

智能汽车安全性划分为功能安全、预期功能安全（SOTIF，Safety of The Intended Functionality）、信息安全三大领域和智能汽车安全性开发流程研究、功能安全性研究、预期功能安全与安全责任研究、智能汽车信息安全性研究、驾驶智能化产品可靠性研究、智能汽车安全性测试与验证研究六大方面。其中，功能安全问题主要指电子电器失效造成的危害，预期功能安全问题则指的是在系统不失效的情况下，由功能不足或可合理预见的人员误用所导致的危害。预期功能安全是自动驾驶汽车研发与商业化的最大课题。

智能车辆上应用了大量的电气电子安全相关系统监视控制过程，在危险条件出现时采取相应措施，防止事故发生。人们下意识认为安装了电气电子安全相关系统就是安全的。但是，由于电气电子安全相关系统自身结构、硬件、软件、周围环境等因素影响，它们不可避免地存在安全问题。因此，为真正保障工业系统的安全可靠，不仅需要确定所设计的电气电子安全相关系统是否已安装和具有正确的安全功能，还必须确定其执行安全功能的可靠程度，即电气电子安全相关系统的安全性能或安全完整性等级（Safety Integrity Level，SIL）是否满足要求。

欧美各国从20世纪70年代已开始尝试用系统工程、可靠性等理论方法来研究解决电气电子安全设备和系统的可靠性问题。2000年，国际电工委员会（IEC）颁布了功能安全的基础标准（IEC 61508），并针对核工业、机械制造业、交通运输等领域发布了系列标准，其中道路车辆相应的功能安全标准为ISO 26262，其主要定位在汽车行业中特定的电气器件、电子设备、可编程电子器件等专门用于汽车领域与安全相关的部件。ISO26262已于2011年11月正式颁布，成为国际标准，中国正在积极进行相应国标的转化与制定工作。

目前，ISO 26262的應用方向包括安全气囊（Airbag）、发动机管理系统（EMS）、电池管理系统（BMS）、电子控制单元（ECU）、汽车防抱死制动系统（ABS）、整车控制系统硬件及软件（EV&HEV）、制动辅助系统（BAS）胎压监控系统（TPMS）、电子稳定性控制系统（ESP）、电子刹车力分配系统（EBD）、自适应照明系统（AFS）、自动紧急刹车系统（AEBS）等。而根据国内商用车主动安全标准法规，ESP、AEB、LKA等主动安全功能已列为或即将成为部分商用车的必备配置，详见下表。

综上所述，纵观汽车产业发展态势，从技术层面看，汽车正由人工操控的机械产品逐步向电子信息系统控制的智能产品转变;从产业层面看，汽车与相关产业全面融合，呈现智能化、网络化、平台化发展特征;从应用层面看，汽车将由单纯的交通运输工具逐渐转变为智能移动空间和应用终端，成为新兴业态重要载体。

2017年2月，教育部从贯彻国家推动创新驱动发展、实施“一带一路”“中国制造2025”“互联网+”等重大战略，促进以新技术、新业态、新模式、新产业为代表的新经济蓬勃发展的根本目的出发，决定加快工程教育改革创新，开展新工科研究和实践。

“汽车技术标准与法规”作为高校车辆工程、交通运输及汽车服务工程等专业的限选课，该课程主要研讨与汽车产业投资、生产、消费、流通、报废回收等产品全寿命过程相关的法律、政策、技术法规及标准，要求学生通过学习本课程，对我国汽车相关的技术法规和法律体系有一个全面的认识，并能较好地运用于汽车设计、制造、检测、贸易、营销等行业服务中。文章通过对该课程教学体验的总结和分析，认为现有的课程教学内容和教学模式已不能适应新工科背景下创新工程教育的要求。

二、课程改革思路及教学实践体会

在新工科和一流专业建设背景下，现有课程教学主要存在以下问题：需更新课程教学内容;需改革教学模式;需改革课程学习和考核方式。以下结合2020年春季学期授课经历总结一些具体做法与体会，该课程当时采用网上授课方式进行，但一些做法也可推广应用于线下教学。

从课程定位和课程主要内容可知，本课程所涉及的知识面较广，知识点相对分散。授课内容涵盖汽车产业发展相关的重点法律法规解读;汽车贸易政策、金融政策、消费政策剖析、发展新能源汽车的政策导向;汽车技术法规体系分析及基本内容诠释;汽车消费的法律对策及消费者合法权益保护;汽车出口贸易与跨国经营的法律问题、WTO法律规则与贸易争端解决机制;知识产权保护与纠纷解决办法等。同时，出于人、车、环境和谐发展的需要，汽车技术法规的时效性日益增强，而现有教材的部分内容更新速度相对滞后，要求授课教师除了具备综合性的知识结构和专业素养之外，还必须实时关注行业发展动态，以保持课件常备常新，课前资料准备工作量大。

针对课程涉及面广、综合性强的特点，备课时采用思维导图方式对课程总体内容进行关联性梳理，力求在授课前期使学生能清晰了解课程主要内容及其关联性。在重点法律法规解读时，采用以时间为主轴的鱼骨图方式，列出相关法规的关联变更沿革关系。对于时效性较强而教材相关内容更新相对滞后的技术法规（如汽车安全、环保、节能相关内容），通过全国汽车标准化委员会和国家相关主管部委官网等资源进行信息查询更新，力求授课内容与时俱进，并具有一定的学术前瞻性。

该课程目前一般采用跨专业大班上课方式，班级人数100人左右。同时上课的学生数量较多，并且跨专业，已有知识背景差异较大，给课堂管理上带来一定压力。另外，课时相对较少，由于是专业限选课，一般为16学时，教学组织方面有一定挑战性。

在课堂管理方面，利用雨课堂扫码登录、随机点名功能，解决人工点名耗时长及极少数学生冒名顶替代扫码的问题。

考虑到课程受众的差异性，在开课前期，通过在课件中嵌入问卷等多种方式，了解学生对课程有关知识的了解范围和程度、学习兴趣和思维特点等，以便及时调整教学方法。

针对课时相对较少，而课程知识点较多且较为分散的特点，将课前准备的微课、慕课资源及公共媒体相关案例、可自学的基础知识点等制作成预习课件，通过雨课堂发送到学生手机端，根据学生的预习反馈，在课堂教学过程中对共性问题进行有针对性的讲解。

在具体的教学过程中，应避免一言堂和满堂灌，可在课件中预设单选、多选、投票及主观题等，通过雨课堂随机点名方式抽问学生，能起到活跃课堂气氛和及时测试授课效果的作用。对较为抽象的概念问题，尽可能结合实例进行讲解。

另外，考虑到班级人数较多，主观题可采用雨课堂中的分组答题方式，答题结束后，可将答题统计情况投屏，并对共性问题进行讲解，期间学生可通过弹幕等方式参与互动，教师也可发起小组互评，进一步调动学生的参与积极性。

在课程考核与评价方面，该课程考核通常采用考查方式，综合评分结果中终结性考核占60%，过程考核占40%。由于过程考核所占比重较大，需考虑采取措施，使过程考核做到可量化、可比对，以保证评价的客观性和公平性。

期末考核可以采用集中综合测试或采用大作业方式进行。如采用大作业方式，可结合学生专业特点或简单依据学号尾数将学生分成若干小组，完成不同主题的大作业。以往此类课程的综合成绩是以期末成绩、平时成绩各按一定权重简单计算得到，较难全面而准确地体现学生学习态度及课堂参与程度，现在有了雨课堂、学习通等智慧教学工具，教师可以利用其教学过程数据记录功能，十分方便地掌握学生课前预习、课堂参与程度、课中测试成绩、课后作业完成情况等一手数据，课程评价的客观性和工作效率大为提高。

结语

汽车工业目前已成为我国国民经济的支柱产业，随着和谐社会可持续发展理念逐渐深入人心，汽车产品逐渐向更加安全、环保、节能以及网联化、智能化方向发展，汽车技术标准与法规在协调和解决发展期间出现的法律及技术层面问题中正发挥着不可或缺的作用，相关研究对工科高校汽车相关专业的课程改革、学科能力建设等方面也有积极的引导作用，有关领域对人才需求也存在较大缺口，高校应以新工科建设为契机，结合学校定位，调整和完善相应专业人才培养方案及相关学科能力建设计划。在课程资源开发上，充分发挥专业教研团队的集体智慧，同时加强产学研合作，合理利用外部资源。在具体教学上，充分利用“互联网+”与相关智慧教学平台融合优势，不断改革与创新教学模式，向建设一流学科目标坚实迈进。

参考文献：

[1]庄继德.汽车技术法规与法律服务[M].机械工业出版社，2018.

[2]崔胜民.智能网联汽车技术[M].机械工业出版社，2021.

[3]中国电子信息产业發展研究院.智能网联汽车测试与评价技术[M].中国工信出版集团人民邮电出版社，2017.

[4]GB 18352.62016，《轻型汽车污染物排放限值及测量方法》（中国第6阶段）.

[5]GB 279992019，《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》.

基金项目：2012年广西壮族自治区教育厅广西高等学校“特色专业及课程一体化项目”（项目编号：GXTSZY234）

作者简介：周伟（1966— ），男，汉族，广东开平人，本科，教授级高级工程师，主要从事汽车工程相关课程教学研究。