新工科背景下“汽車技術標準與法規”課程教學的思考與探索

摘?要：當今世界正經歷百年未有之大變局，新一輪科技革命和產業變革方興未艾，汽車產品從其誕生至今，對人類社會的發展和人類文明的進步發揮了巨大的作用，也經歷了無數次變革的洗禮，汽車技術標準與法規見證并忠實記錄了期間的技術創新和管理創新全過程，并正在引領著汽車行業向更高的目標邁進。“汽車技術標準與法規”作為高校車輛工程、交通運輸及汽車服務工程等專業的限選課，在高校新工科建設的背景下，無論是在相關教學內容或是教學模式方面都存在較大的改進空間。本文結合高校汽車技術標準與法規課程教學的特點，闡述了課程改革的必要性，同時對課程教學模式分享了個人的思考及建議。

關鍵詞：汽車;技術標準與法規;課程教學

一、課程改革的背景及必要性

改革開放以來，中國汽車工業經歷了快速的發展階段，從汽車產銷量看，1978年僅14.9萬輛，2009年突破1000萬輛，2018年突破2800萬輛，占全球市場30.3%，成為當之無愧的汽車消費大國。

與此同時，中國政府支持出臺了大氣污染防治法、產品質量法、消費者權益保護法、對外貿易法、保險法、道路交通安全法、汽車產業發展政策等一系列與汽車相關的法律法規、政策和技術標準，并監督執行到位，確保汽車產業健康穩定發展。

以環保節能方面為例，從1999年北京開始實施國一汽車排放標準，到2020年7月1日起全國開始實施國六排放標準，從排放限值看，國六a階段限值略嚴于歐洲第六階段排放標準限值水平，比美國Tier3限值略寬松。而2023年7月1日起實施的國六b階段限值基本相當于美國Tier3排放標準中規定的2020年車的平均限值，如果考慮到測試程序的差異等因素，可以說國六標準是目前世界上最嚴格的排放標準之一。汽車燃油消耗量方面，從限制單個車型的型式認證油耗，到引入企業平均燃料消耗量目標值，2021年1月1日起實施的我國乘用車第5階段燃料消耗量標準GB279992019，是貫徹落實《汽車產業中長期發展規劃》的重要舉措，旨在推動我國汽車先進節能技術發展和應用，使我國乘用車平均燃料消耗量在2025年下降至4L/100km（NEDC工況），對應二氧化碳排放約為95g/km（NEDC工況），該標準為“雙積分”管理辦法的實施提供了有效的技術支持，也是企業進行戰略布局、產品規劃、技術研發的行動指南。相關法規的實施，大幅減少了汽車能源消耗和有害氣體排放，充分體現了大國擔當。

隨著美國、日本、德國、法國、挪威、荷蘭等國家相繼出臺燃油車禁售時間表，新能源汽車發展機遇日益明顯。中國政府從基礎研究、應用研究、產業開發、推廣應用、資源回收利用五個方面進行全產業鏈統籌;在產業布局、產業清理規范、投資項目門檻三個方面進行科學謀劃;在安全法規、安全責任、標準規范、技術支撐和運行監控五大體系進行管理創新，在新能源汽車產業發展、科技創新、財稅等方面建立了全方位的政策支持體系。

近年來，智能網聯汽車逐漸成為全球汽車產業發展的戰略方向和投資熱點。它是指搭載先進的傳感器、控制器、執行器等裝置，并融合現代通信與網絡技術，實現車與X（車、路、行人、云端等）（V2X）智能信息交換、共享，具備復雜環境感知、智能決策、協同控制等功能，可實現車輛安全、高效、舒適、節能地行駛，并最終可實現替代人類操作的新一代汽車。智能網聯汽車的可靠商業運用，可顯著改善交通安全、減輕交通擁堵、提高交通效率，實現節能減排，并拉動汽車、電子、通信、服務以及社會管理等協同發展，對促進汽車產業轉型升級具有重大戰略意義。

智能網聯汽車標準體系包括“基礎”“通用規范”“產品與技術應用”以及“相關標準”四個部分，同時根據各具體標準在內容范圍、技術等級上的共性和區別，進一步細分為14個如下圖所示的子類。

智能汽車安全性劃分為功能安全、預期功能安全（SOTIF，Safety?of?The?Intended?Functionality）、信息安全三大領域和智能汽車安全性開發流程研究、功能安全性研究、預期功能安全與安全責任研究、智能汽車信息安全性研究、駕駛智能化產品可靠性研究、智能汽車安全性測試與驗證研究六大方面。其中，功能安全問題主要指電子電器失效造成的危害，預期功能安全問題則指的是在系統不失效的情況下，由功能不足或可合理預見的人員誤用所導致的危害。預期功能安全是自動駕駛汽車研發與商業化的最大課題。

智能車輛上應用了大量的電氣電子安全相關系統監視控制過程，在危險條件出現時采取相應措施，防止事故發生。人們下意識認為安裝了電氣電子安全相關系統就是安全的。但是，由于電氣電子安全相關系統自身結構、硬件、軟件、周圍環境等因素影響，它們不可避免地存在安全問題。因此，為真正保障工業系統的安全可靠，不僅需要確定所設計的電氣電子安全相關系統是否已安裝和具有正確的安全功能，還必須確定其執行安全功能的可靠程度，即電氣電子安全相關系統的安全性能或安全完整性等級（Safety?Integrity?Level，SIL）是否滿足要求。

歐美各國從20世紀70年代已開始嘗試用系統工程、可靠性等理論方法來研究解決電氣電子安全設備和系統的可靠性問題。2000年，國際電工委員會（IEC）頒布了功能安全的基礎標準（IEC?61508），并針對核工業、機械制造業、交通運輸等領域發布了系列標準，其中道路車輛相應的功能安全標準為ISO?26262，其主要定位在汽車行業中特定的電氣器件、電子設備、可編程電子器件等專門用于汽車領域與安全相關的部件。ISO26262已于2011年11月正式頒布，成為國際標準，中國正在積極進行相應國標的轉化與制定工作。

目前，ISO?26262的應用方向包括安全氣囊（Airbag）、發動機管理系統（EMS）、電池管理系統（BMS）、電子控制單元（ECU）、汽車防抱死制動系統（ABS）、整車控制系統硬件及軟件（EV&HEV）、制動輔助系統（BAS）胎壓監控系統（TPMS）、電子穩定性控制系統（ESP）、電子剎車力分配系統（EBD）、自適應照明系統（AFS）、自動緊急剎車系統（AEBS）等。而根據國內商用車主動安全標準法規，ESP、AEB、LKA等主動安全功能已列為或即將成為部分商用車的必備配置，詳見下表。

綜上所述，縱觀汽車產業發展態勢，從技術層面看，汽車正由人工操控的機械產品逐步向電子信息系統控制的智能產品轉變;從產業層面看，汽車與相關產業全面融合，呈現智能化、網絡化、平臺化發展特征;從應用層面看，汽車將由單純的交通運輸工具逐漸轉變為智能移動空間和應用終端，成為新興業態重要載體。

2017年2月，教育部從貫徹國家推動創新驅動發展、實施“一帶一路”“中國制造2025”“互聯網+”等重大戰略，促進以新技術、新業態、新模式、新產業為代表的新經濟蓬勃發展的根本目的出發，決定加快工程教育改革創新，開展新工科研究和實踐。

“汽車技術標準與法規”作為高校車輛工程、交通運輸及汽車服務工程等專業的限選課，該課程主要研討與汽車產業投資、生產、消費、流通、報廢回收等產品全壽命過程相關的法律、政策、技術法規及標準，要求學生通過學習本課程，對我國汽車相關的技術法規和法律體系有一個全面的認識，并能較好地運用于汽車設計、制造、檢測、貿易、營銷等行業服務中。文章通過對該課程教學體驗的總結和分析，認為現有的課程教學內容和教學模式已不能適應新工科背景下創新工程教育的要求。

二、課程改革思路及教學實踐體會

在新工科和一流專業建設背景下，現有課程教學主要存在以下問題：需更新課程教學內容;需改革教學模式;需改革課程學習和考核方式。以下結合2020年春季學期授課經歷總結一些具體做法與體會，該課程當時采用網上授課方式進行，但一些做法也可推廣應用于線下教學。

從課程定位和課程主要內容可知，本課程所涉及的知識面較廣，知識點相對分散。授課內容涵蓋汽車產業發展相關的重點法律法規解讀;汽車貿易政策、金融政策、消費政策剖析、發展新能源汽車的政策導向;汽車技術法規體系分析及基本內容詮釋;汽車消費的法律對策及消費者合法權益保護;汽車出口貿易與跨國經營的法律問題、WTO法律規則與貿易爭端解決機制;知識產權保護與糾紛解決辦法等。同時，出于人、車、環境和諧發展的需要，汽車技術法規的時效性日益增強，而現有教材的部分內容更新速度相對滯后，要求授課教師除了具備綜合性的知識結構和專業素養之外，還必須實時關注行業發展動態，以保持課件常備常新，課前資料準備工作量大。

針對課程涉及面廣、綜合性強的特點，備課時采用思維導圖方式對課程總體內容進行關聯性梳理，力求在授課前期使學生能清晰了解課程主要內容及其關聯性。在重點法律法規解讀時，采用以時間為主軸的魚骨圖方式，列出相關法規的關聯變更沿革關系。對于時效性較強而教材相關內容更新相對滯后的技術法規（如汽車安全、環保、節能相關內容），通過全國汽車標準化委員會和國家相關主管部委官網等資源進行信息查詢更新，力求授課內容與時俱進，并具有一定的學術前瞻性。

該課程目前一般采用跨專業大班上課方式，班級人數100人左右。同時上課的學生數量較多，并且跨專業，已有知識背景差異較大，給課堂管理上帶來一定壓力。另外，課時相對較少，由于是專業限選課，一般為16學時，教學組織方面有一定挑戰性。

在課堂管理方面，利用雨課堂掃碼登錄、隨機點名功能，解決人工點名耗時長及極少數學生冒名頂替代掃碼的問題。

考慮到課程受眾的差異性，在開課前期，通過在課件中嵌入問卷等多種方式，了解學生對課程有關知識的了解范圍和程度、學習興趣和思維特點等，以便及時調整教學方法。

針對課時相對較少，而課程知識點較多且較為分散的特點，將課前準備的微課、慕課資源及公共媒體相關案例、可自學的基礎知識點等制作成預習課件，通過雨課堂發送到學生手機端，根據學生的預習反饋，在課堂教學過程中對共性問題進行有針對性的講解。

在具體的教學過程中，應避免一言堂和滿堂灌，可在課件中預設單選、多選、投票及主觀題等，通過雨課堂隨機點名方式抽問學生，能起到活躍課堂氣氛和及時測試授課效果的作用。對較為抽象的概念問題，盡可能結合實例進行講解。

另外，考慮到班級人數較多，主觀題可采用雨課堂中的分組答題方式，答題結束后，可將答題統計情況投屏，并對共性問題進行講解，期間學生可通過彈幕等方式參與互動，教師也可發起小組互評，進一步調動學生的參與積極性。

在課程考核與評價方面，該課程考核通常采用考查方式，綜合評分結果中終結性考核占60%，過程考核占40%。由于過程考核所占比重較大，需考慮采取措施，使過程考核做到可量化、可比對，以保證評價的客觀性和公平性。

期末考核可以采用集中綜合測試或采用大作業方式進行。如采用大作業方式，可結合學生專業特點或簡單依據學號尾數將學生分成若干小組，完成不同主題的大作業。以往此類課程的綜合成績是以期末成績、平時成績各按一定權重簡單計算得到，較難全面而準確地體現學生學習態度及課堂參與程度，現在有了雨課堂、學習通等智慧教學工具，教師可以利用其教學過程數據記錄功能，十分方便地掌握學生課前預習、課堂參與程度、課中測試成績、課后作業完成情況等一手數據，課程評價的客觀性和工作效率大為提高。

結語

汽車工業目前已成為我國國民經濟的支柱產業，隨著和諧社會可持續發展理念逐漸深入人心，汽車產品逐漸向更加安全、環保、節能以及網聯化、智能化方向發展，汽車技術標準與法規在協調和解決發展期間出現的法律及技術層面問題中正發揮著不可或缺的作用，相關研究對工科高校汽車相關專業的課程改革、學科能力建設等方面也有積極的引導作用，有關領域對人才需求也存在較大缺口，高校應以新工科建設為契機，結合學校定位，調整和完善相應專業人才培養方案及相關學科能力建設計劃。在課程資源開發上，充分發揮專業教研團隊的集體智慧，同時加強產學研合作，合理利用外部資源。在具體教學上，充分利用“互聯網+”與相關智慧教學平臺融合優勢，不斷改革與創新教學模式，向建設一流學科目標堅實邁進。

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[5]GB?279992019，《乘用車燃料消耗量評價方法及指標》.

基金項目：2012年廣西壯族自治區教育廳廣西高等學校“特色專業及課程一體化項目”（項目編號：GXTSZY234）

作者簡介：周偉（1966—?），男，漢族，廣東開平人，本科，教授級高級工程師，主要從事汽車工程相關課程教學研究。