新能源汽车技术专业新型人才培养模式改革与实践——基于CDIO理念

程 颖，张传俊

(安徽工商职业学院 应用工程学院，合肥 231131)

新能源汽车作为一种战略新兴产业,因其低碳、节能、环保的优势受到国家的高度重视和大力扶持,被划入“中国制造2025”的重点领域。新能源汽车的市场占比越来越大,越来越多的汽车企业开始向新能源汽车转型,导致新能源汽车技术专业人才缺口很大,新能源汽车技术高技能型人才的培养成为职业院校的重要办学方向。由于新能源汽车技术专业传统的人才培养模式没有统一的指导思想和办学标准,造成人才培养过程中目标不够明确、课程体系和实践教学不够系统、评价体系不够完善等多方面问题。针对传统人才培养模式存在的缺陷,本文以高职院校为对象,以CDIO理念为依据,结合汽车专业1+X证书制度构建新型的新能源汽车技术专业人才培养模式。

一、CDIO理念下新能源汽车人才培养模式改革的重点领域

随着社会的不断进步和对人才需求的不断变化,培养人才的教育理念也发生了改变,CDIO工程教育理念应时而生。CDIO理念分别代表着构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)的含义,以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以一种主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习[1]。

CDIO理念强调培养学生的综合素质和能力,学生不应该只会“死”读书,除系统掌握专业知识外,还应在实践能力、创新能力、团队协作能力等多方面达到预期目标[2]。该理念在传统教育理念基础上进行了优化和革新,更适合工程技术人才的发展需求。

专业人才培养模式主要由培养目标、课程体系、实践教学体系、教学模式与方法、评价体系等核心组成。CDIO理念下新能源汽车技术专业人才培养模式改革的重心在于:建立能够实现CDIO理念的综合能力的新能源汽车人才培养目标,形成融合学生综合能力培养要求的课程体系,构建符合工程实践能力培养需求的实践教学体系,设计CDIO理念下的有效教学模式和教学方法,建立契合CDIO理念与人才培养实际的评价体系。

二、CDIO理念下新能源汽车人才培养模式的构建过程

(一)树立多元化人才培养目标

CDIO理念的宗旨是培养具备工程实践和实际操作能力的人才,在其指引下,新能源汽车技术专业人才应能够满足新能源汽车生产企业、售后技术服务企业和相关配套企业的用人需要,适应新能源汽车性能测试与故障维修、新能源汽车销售与评估、新能源汽车后市场企业管理等相关岗位[3]。

根据CDIO能力大纲要求,培养的学生应具有三个阶段的能力:第一阶段是职业基础能力,包括良好的职业道德素养、团队协作精神和交流能力等。需要具备基本的文化知识和素养,即掌握必备的思想政治素质与人文素养、计算机应用与分析运算技能、英语阅读和写作能力等;第二阶段是专业岗位能力,学生应具备扎实的专业技术知识和职业技能,即掌握汽车专业基础知识和新能源汽车电池及管理系统、电机及驱动系统、整车电控系统等专业核心知识和技能,掌握相关设备和诊断仪器及工具的使用方法;第三阶段是工程实践能力,通过企业导师指导、学生企业实践,使学生掌握企业岗位任务中新能源汽车整车拆装与检测、故障诊断与维修、车身保养与维护等技能,帮助学生快速适应岗位,完成身份转换。

(二)重构契合培养目标的课程体系

依据新能源汽车技术专业的人才需求定位,结合人才培养目标、按照CDIO理念要求重新构建专业课程体系。在CDIO构建的课程体系中,在构思(C)阶段,根据新能源汽车企业的岗位需求,明确培养的人才应具备的具体能力,包括职业素养、创新能力、专业能力、工程实践能力等[4]。在设计(D)阶段,课程体系的编制融入智能新能源汽车1+X证书要求,证书以中级为主、高级为辅,按照不同的职业技能等级标准对学生进行分层教学,根据等级证书中不同的技能模块融入相应的课程。在实现(I)阶段,对学生新能源汽车岗位能力的培养,指向对新能源汽车的装配与调试、检测与维修、市场运作等工程实践能力的提升。在运作(O)阶段,通过企业实践检验学生的知识储备和动手能力,包括校内课程教学过程中的企业实践和校内课程结束后的企业实习,学生在企业实操过程中实现“学中做,做中学”。

对应新能源汽车技术专业的人才培养目标,职业基础能力的培养通过开设思政、心理健康教育、就业指导与创新创业、实用英语、高等数学、计算机文化基础等类课程实现,培养学生的综合素养、团队协作能力、基础知识应用能力等,课程开设于第一至第二学期;专业岗位能力的培养通过开设新能源汽车各类认知、检测、维修等课程,培养学生的专业职业技能等类课程实现,课程开设于第一至第五学期;工程实践能力的培养方面,通过新能源汽车技术综合实训、毕业设计和顶岗实习等实践环节进一步增强学生的实操技能和工程应用能力,实践课程开设于第五至第六学期。

在专业岗位能力的培养过程中,以电力控制、汽车电器、汽车拆装等项目培养学生的专业基本能力,典型课程包括电工技术、电子技术基础、汽车拆装与调整等;以新能源汽车电子控制、新能源汽车电池及管理系统检测、电机及传动系统检测等项目培养学生的专项专业能力,典型课程包括汽车电子电路系统检测与维修、新能源汽车电池及管理系统拆装与检测、新能源汽车电机及传动系统拆装与检测等;以新能源汽车整车故障诊断、新能源汽车整车维修等项目提高学生的专业综合能力,典型课程包括新能源汽车整车电路分析与检测、新能源汽车整车故障诊断与维修等。在该部分课程体系的设计过程中,紧紧围绕培养“懂车强电”的专业人才特质,对接新能源汽车装配、调试、检测、维修等核心技能,结合智能新能源汽车1+X职业技能等级标准,将专业课程分为专业基础模块、智能新能源汽车1+X证书中级模块和选修拓展模块。在智能新能源汽车1+X证书模块中,培养的学生满足“新能源汽车动力驱动电机电池技术”“新能源汽车悬挂转向制动安全技术”“新能源汽车电子电气空调舒适技术”模块的职业技能等级要求。在选修拓展模块中,一方面开设汽车服务类课程,帮助学生扩大就业面;另一方面开设专升本课程,为学生提升学历提供服务,如图1所示。

图1 新能源汽车技术专业课程体系

(三)优化专业课程实践教学体系

CDIO理念模式下的人才培养方式要求以项目式教学完成专业课程的学习,实践教学显得尤为重要。需要以项目为导向,展示完整的课程知识体系,引入行业企业新技术、新方法、新工艺、新规范,将工程项目内容与企业实际工作任务紧密结合,将实训考核标准与职业资格认证相对接,学生能够快速将所学知识应用到工作中去,符合“课岗对接、书证融通、项目递进、平台共享”的人才培养模式[5]。以智能新能源汽车1+X证书模块要求划分主体实践项目,如图2所示。

图2 新能源汽车技术专业实践教学体系

根据智能新能源汽车1+X证书标准要求对课程项目原有的知识点、技能点进行深度优化。如:按照“新能源汽车动力驱动电机电池技术”模块中级标准,新能源汽车电机及传动系统拆装与检测课程优化后的实践项目包括驱动电机部件、电机减速机构、电机冷却系统、电机控制系统和电机控制器的检测维修;新能源汽车电池及管理系统拆装与检测课程优化后的实践项目包括逆变转换系统、动力电池控制、电池管理系统、车载充电系统和动力电池性能的检测维修;汽车发动机电控技术课程优化后的实践项目包括动力机械部件、润滑冷却系统、动力综合性能、燃油蒸发部件、排放控制系统的检测维修;将变速箱内容从原来的汽车底盘电控技术课程中分离出来,单独设置汽车变速箱控制技术课程,将知识点不断细化,优化后的实践项目包括电控变矩系统、变速换挡元件、动力分配系统、双离合器系统和无级变速系统的检测与维修。按照相同的方法对标“新能源汽车悬挂转向制动安全技术”和“新能源汽车电子电气空调舒适技术”模块职业技能等级要求优化其他相关课程实践内容。

在实践项目的具体实施过程中,仍然采用CDIO工程教育理念,培养学生的动手能力以及分析问题、解决问题的能力,帮助学生提高就业竞争力。以“新能源汽车电子电气空调舒适”项目为例,在构思(C)阶段,调研企业涉及该项目的岗位有哪些,结合该项目1+X证书要求,将其包含的4个子项目进行任务分解,确定每个任务的教学内容和教学目标。在设计(D)阶段,帮助学生掌握电子控制电路、起动与充电系统、电器与控制部件、空调与舒适系统的电路分析方法和电路检测方法,针对常见的故障类型提出问题,引导学生思考,自行找到解决问题的方法。在实现(I)阶段,由教师在整车或实训台架上对应各个任务设置检测点和故障点,学生操作完成任务。如空调与舒适系统检测维修子项目中,需要学生掌握制冷系统、暖风系统、通风系统部件的检修以及空调控制电路的检测。在运作(O)阶段,强化实操能力,模拟企业岗位场景,对标企业岗位标准培养学生的工程实践能力,并对操作结果进行评价反馈和修正。

(四)改革教学模式和教学方法

顺应CDIO教育理念要求,新能源汽车技术专业需要改变传统的教学模式和方法,实施能力本位培训模式,形成工程化职业技能教学体系。教师在课堂上起到引导作用,充分发挥学生主体作用,让学生由聆听者变为实施者,积极参与到课堂活动中,激发学生学习兴趣[6]。

课程教学过程要具有新能源汽车技术专业要求的独特性,在实施项目式教学过程中,每节课解决1～2个问题,三分讲、七分练,引导学生思考,学会举一反三,掌握解决问题的思路和方法。注重实践教学环节,注重培养学生的5S规范,将教学过程与企业实践对接,以企业实际案例为任务,分小组教学,在学生掌握专业知识技能、提高工程实践能力的同时,也培养了学生团队精神和协作能力。同时,在班级选取优异的学生培养几名班级助教,在教学过程中起到良好的辅助作用,几名助教也能够获得乐趣和成就感,大大提高学生的学习兴趣和积极性。

在课堂教学中融入CDIO理念,引导学生做好学习规划和职业规划。在课程教学中,明确告知学生本门课程学习需要解决的问题和对应的相关职业岗位要求,带领学生学习了解新能源汽车产业的新技术、新知识等,帮助学生主动地、积极地、有目的性地学习。

校企合作在CDIO理念工程教学中也起着至关重要的作用。教师通过参加新能源汽车企业实践提升专业素养、专业技能,掌握新能源汽车的新技术、新规范,在课堂教学中引入企业新能源汽车的相关培训内容,在学生和企业之间搭建知识的桥梁;同时聘请企业专业技术人员、技能大师入校授课,或以讲座等形式面对面向学生传授知识。教学形式的多样化提高了人才培养的灵活性,进一步提升了培养质量。

充分利用信息化教学手段,在网络平台以工程项目的任务为导向建设立体化教学资源,尤其是专业核心课程的教学资源,提升学生的工程实践能力。平台的教学资源包括教材、教案、课件、教学视频、教学软件、实训指导书、项目式工单、题库等,学生可在线上完成课前预习、课中检验、课后复习,配合线下的课堂教学,达到更好的学习效果。

(五)完善考核评价体系

在CDIO训练模式下,学生是否在职业素养、专业技能、综合能力方面达到预期效果,需要建立完善的考核评价体系。为确保培养工程实践型人才质量提供重要保障,在此过程中,还需结合1+X证书制度标准实现人才培养质量监测。在新型评价体系下,一纸化考试不再是主要形式,评价内容不仅仅是学生的理论知识掌握情况,更重要的是学生的技能应用能力;评价主体不仅包括教师,还包括企业导师和学生。结合企业需求,以项目为载体,以知识点、技能点的完成过程和效果为主要考核对象,过程评价与效果评价相结合[7]。同时,建立可调节的过程评价与考核体系,通过评价体系得到反馈信息,为后续考核评价不断调整、改进提供参考。

以新能源汽车电池及管理系统拆装与检测课程为例,传统的考核方式主要是试卷考试,无法全面反映学生的职业技能水平。改变评价体系后,采用过程性考核方式,以实训室与维修车间相结合、学生与企业员工相对比的模式进行真实项目考核,从职业技能和职业素养两个方面展开评价。其中,职业技能评价占70%,包括理论认知评价、拆装检测技能评价、故障维修技能评价、1+X考核评价;职业素养评价占30%,包括出勤考核评价、安全规程评价、团队任务评价、创新能力评价等。教师评价、企业评价、学生自评、学生互评相结合。该考核评价体系符合CDIO教育模式要求,符合智能新能源汽车1+X证书中“电池系统功能检测与维修”标准要求,符合企业工程实际要求,对学生的综合素质进行了客观、真实地评估。

三、CDIO理念下新能源汽车人才培养模式的实践成效

基于CDIO理念指导下的新能源汽车技术专业人才培养模式符合当前高职院校人才培养的特色,在高职院校的实践中具有显著成效。以安徽工商职业学院为例,前述专业人才培养模式应用后,学校培养的新能源汽车技术专业学生在技能竞赛、1+X证书考核、就业等方面均获得良好效果。

(一)技能竞赛

在新型人才培养模式下,学生课堂参与度显著提升,实践动手能力全面提升。多样化的教学资源、工程化的教学模式、课堂教学与企业真实场景相结合的教学手段激发学生对新技术的探索热情。学校组织学生多次参加省级汽车类专业技能竞赛,获得省级职业院校技能大赛(高职组)奖项。

(二)1+X证书考核

按照《国家职业教育改革实施方案》要求,从2019年开始,在职业院校、应用型本科高校启动1+X证书制度试点工作[8]。1+X证书制度打破了原有职业教育模式,使人才培养更加具有特色化和针对性。我校第一批证书试点专业,将主要培养目标聚焦在智能新能源汽车1+X中级证书所要求的知识点和技能点上。

改革后的新型人才培养模式融合智能新能源汽车1+X证书标准要求,使得人才培养目标更为明确,1+X证书考核也成为检验学生专业知识学习效果和工程实践能力的标准之一。将该模式应用于新能源汽车技术专业学生的人才培养过程中,2021年智能新能源汽车1+X中级证书考核通过率达到91.4%,相比人才培养模式改革前约85%的通过率,提升效果明显。

(三)毕业生就业

改革后的新型人才培养模式更加注重学生技术技能的提升,培养的学生职业技能符合企业岗位需求,注重知识与工程实践相结合,强化实践性和职业性。学生通过到企业的实习拓展,顺利完成院校学习到企业工作的过渡。从2019级新能源汽车技术专业学生的就业情况来看,毕业生广泛分布在全省乃至整个长三角新能源汽车企业,比亚迪、蔚来、江淮等诸多车企对学生均具有较高的认可度和满意度,如图3所示。同时,多家车企有意向与学校合作建设汽车产业学院,服务“三地一区”建设,实现校企“双主体”育人机制。

图3 企业对学生评价反馈

四、结语

当前高职院校新能源汽车技术专业培养模式下的学生工程实践能力不足、专业综合素质偏弱,传统模式下的教育理念不再能够很好地匹配高职院校高素质技能型人才的培养需求。本研究借鉴的CDIO教育理念是近年来国际工程教育改革的最新成果,通过该教育理念为引导,结合新能源汽车技术专业的专业特色和1+X证书制度,重新构建了高职院校新能源汽车技术专业人才培养目标、课程体系、实践教学体系、教学方式方法和考核评价体系,形成一种新型的符合新能源汽车产业需求的人才培养模式。改革后的人才培养模式强化了学生的工程实践能力,提高了学生的综合素质,使新能源汽车产业对人才岗位需求有较好的契合度,更好地推动了新能源汽车产业发展。