基于專業認證的汽車理論課程教學方法的研究

（河北農業大學機電工程學院，河北 保定 071000）

我國于2013 年6 月加入國際工程教育互認協議，成為《華盛頓協議》的預備會員。在我國高等教育的發展過程中，為了大力推進工業化發展，培養創新型、高素質人才，與國際教育接軌，實現高等工程教育的新模式，發展專業認證勢在必行。

車輛工程專業的汽車理論課程為重要核心課程。從運動學和動力學角度分析汽車各項性能的評價方法，會受到汽車結構參數、使用參數的影響，提高汽車行駛性能的方法。通過掌握汽車行駛性能指標和評價方法，研究影響汽車行駛性能的結構參數、使用參數的相關規律，從而為汽車零部件的設計提供理論基礎和設計方法。該課程的綜合性、理論性很強，具有抽象性、不易理解等問題。

一、汽車理論課程課堂教學的現狀

國內外學者采取了很多教學方法進行嘗試，但是教學質量還是差強人意，具體原因包括：

1、汽車理論課程理論性較強，與實踐不易結合。

該課程的理論性強，涉及面廣，尤其是力學公式較多，抽象性強，計算復雜，學生感到難學；教學對象層次差異大，來自不同地區的學生水平參差不齊，教師感到難教；隨著汽車工業的發展，新方法、新矛盾、新問題層出不窮，迫使汽車理論的教與學必須跟上時代的要求，不斷更新內容；基于以上問題，該課程難教難學，不易與實踐結合，教學中存在一定困難。

2、課程教學與認證工作中“畢業要求”脫節，缺乏科學與合理的課程考核標準和措施。教師通常根據個人的經驗、興趣和愛好進行課堂理論教學設計，組織相關的教學活動，從而忽略了課堂教學與“畢業要求”之間在專業認證過程中的關聯，無法實現預期的課堂教學目標，不能有效對“畢業要求”起到支撐作用。存在課程教學與專業認證要求的考核內容聯系不緊密，不能很好的問畢業設計提供課程基礎的問題。

二、車輛工程專業認證背景下汽車理論課堂教學方法的改革和實踐

針對課程教學過程中存在的以上問題，通過對汽車理論課程教學方法的改革和實踐，在專業課程認證過程中，形成以學生為中心的教育理念，促進成果導向為教育取向，建立持續改進的質量文化，形成“課程教學—畢業要求—考核評價—持續改進”的教學機制，促進專業的發展，滿足車輛工程專業認證標準，起到相應的支撐作用。

1、建設線上、線下混合式課程。首先設定教學目標，通過學生的課前預習，課上學習討論，課后思考等方法實現教學目的。設計合理的教學知識點，對教學內容的優化，將汽車理論課程的最新研究成果相結合，根據車輛工程專業認證所需培養的素質、能力、知識要求，優化汽車理論課程教案、教學視頻、課程PPT 和教學日歷等教學資源，安排和設計教學內容、教學設計、教學組織等教學措施，合理選擇教學內容進行微課和翻轉課堂等教學手段，增加學生的學習興趣和體驗，激發該專業學生的學習積極性；完善汽車理論課程教學日歷，以汽車各項性能為單元，具體設計每周的教學安排，明確汽車理論課程的教學內容和知識點。

2、理論講授與實踐相結合。提高實踐課時比例，適當增減汽車理論課程學習課時。現采用的大課堂教學手段，學生與教師很難發揮各自的積極性和主觀能動性，減少汽車理論學習課時對學生的幾乎沒有影響。通過實踐課時的增加，促進學生將理論與實踐相結合，掌握汽車相關領域的新概念、新技術、新創新，從而擴展學生的視野，保持學生對本專業新技術和新概念的關注，把握該領域發展動向。學生對實踐課程更感興趣，學生更容易掌握，可以顯著的調高課上的效率。

3、采用計算機模擬建立汽車模型的教學方法。MATLAB軟件是研究工作中常用的編程語言仿真軟件，課程中利用該軟件與理論推導相結合。在汽車轉向特性對汽車操縱穩定性影響的教學過程中，首先建立車輛的線性二自由度模型，推導其運動微分方程后，利用MATLAB 軟件進行編程計算，得到車輛的操作穩定性的響應曲線；然后進一步分析其中的參數（輪胎側偏剛度）的影響，利用計算機教學的特性，可以方便地對包含在模型中參數進行更改，更加方便直觀的觀察理論效果，更加方便地以圖形曲線的形式展示MATLAB 軟件汽車理論課程中的模擬結果，進行直觀的對比，加強學生對該部分教學內容的理解和掌握。

4、將汽車理論課程與創新創業結合。通過教師給出一定的相關題目或者學生感興趣的自選課題，根據自己的興趣結合教學內容自己設計創新課題，每個模塊有6-8 位同學指定每人1 個課題，通過多個同學合作的形式，在每一模塊教學的最后2-3 學時，讓優秀學生在課堂上匯報研究成果，演示創新內容，通過同學討論的形式，教師給出合理性建議，加強學生對知識點的理解和掌握更加深刻。

三、教學方法改革的專業認證成果

在專業認證的前提下，結合課程的能力培養目標和理解模式，在掌握汽車理論教學大綱目標的基礎上，將單元目標的要求具體化，分解單元目標為具體的汽車理論課時目標。首先劃分“汽車理論”課程為六個教學單元，包括汽車動力性單元、汽車燃油經濟性單元、汽車制動性單元、汽車操縱穩定性單元、汽車平順性單元和汽車通過性單元；然后依據汽車理論課程的教學結構，合理設計各單元教學的環節，即確定教學目標、激發學習興趣、探究單元主題、反思學習過程和展示學習內容。

1、汽車理論課程對畢業設計要求。通過專業認證，本專業學生應具備相應的車輛專業工程知識：能夠利用數學、自然科學、工程基礎和專業知識等方法解決復雜的車輛工程專業問題；應具備使用車輛工程專業知識分析解決問題的能力：能夠應用車輛工程的汽車理論原理，研究分析相關專業文獻獲得有效結論，從而剖析、表述復雜車輛工程問題；認證專業的學生應具備車輛的開發、設計、解決實際問題的能力：在解決工程問題的過程中，能夠提出合理的解決方案，具有運用汽車理論和技術等方式方法進行開發、設計的能力，能體現創新、創業意識，并能充分考慮車輛工程專業的安全、經濟、倫理、環境、法律、健康等相關制約因素；該專業學生應能夠基于車輛工程相關理論背景知識分析其合理性，將專業知識應用于車輛工程專業工程實踐，解決車輛工程的專業問題，分析其對文化、安全以及社會的影響，并理應承擔有關的責任。

2、汽車理論課程需滿足的畢業設計分解指標點。汽車理論課程需要滿足畢業設計所提出的指標點，指標點1.3 具有車輛理論、設計、制造、檢測等車輛工程專業基礎知識；指標點2.3 能夠利用科學和工程知識，進行問題的抽象，創造性地建立合適的模型；指標點3.1 綜合運用車輛專業基本理論和技術手段，針對車輛產品設計/開發、制造、檢測過程中的復雜工程問題提出解決方案，并體現創新意識；知道點6.1 理解并掌握車輛工程專業相關的方針、政策和法律法規。

3、課程考核方案的制定。課程考核需滿足認證指標點3.2的要求，即對技術問題解決方案進行技術分析、論證，同時考慮經濟、環境、法律、安全、健康、倫理等因素，確定方案的合理性；其教學目標為從運動學和動力學角度分析汽車各項性能的評價方法，會受到汽車結構參數、使用參數的影響，提高汽車行駛性能的方法。通過掌握汽車行駛性能指標和評價方法，研究影響汽車行駛性能的結構參數、使用參數的相關規律，從而為汽車零部件的設計提供理論基礎和設計方法。

4、汽車理論課程專業認證評價。2017 屆畢業生汽車理論課程評價結果為：考核環節樣本中支撐該指標點考核內容的目標分值為45 分，所有學生平均得分為29.7 分，實際達成度評價值為：課程評價值=0.3×（29.7/45）=0.198。

課程評價值=0.198＞目標值×65%=0.3×65%=0.195，判定本課程目標“達成”。

2018 屆畢業生汽車理論課程評價結果為：考核環節樣本中支撐該指標點考核內容的目標分值為52 分，所有學生平均得分為38.1 分，實際達成度評價值為：課程評價值=0.3×（38.1/52）=0.219。

課程評價值=0.219＞目標值×65%=0.3×65%=0.195，判定本課程目標“達成”。

結論

通過對汽車理論課程的教學方法和實踐的改革，提高學生對該課程的興趣，將理論與實踐相結合，采用多種教學方法相結合的模式和互動式教學環節、理論與實踐相結合的教學改革新思路，最終形成以學生為中心的教育理念，促進成果導向為教育取向，建立持續改進的質量文化。從而加強專業認證的意識，加強學生的自學能力，促進學科專業的發展。