面向工程教育認(rèn)證的車輛工程方向課程改革與實(shí)踐＊

李 媛，宰文潔，馮 理，高金玲，杜妮絲

（武漢華夏理工學(xué)院智能制造學(xué)院，湖北 武漢 430000）

工程教育認(rèn)證核心理念是成果導(dǎo)向教育（OBE——Outcome Based Education），如何將OBE理念恰到好處地應(yīng)用到每一門課程建設(shè)之中，是建好工程教育認(rèn)證“最后一公里”的關(guān)鍵問題[1-3]。車輛工程方向課程是學(xué)生獲得專攻方向能力的重要課程，在傳統(tǒng)教學(xué)過程普遍存在“以教材的理論知識(shí)為重點(diǎn)，以教師講授為中心，與行業(yè)發(fā)展聯(lián)系不緊密，與職業(yè)能力弱相關(guān)”等問題。工程教育認(rèn)證體系下的課程建設(shè)秉持OBE理念下的“以產(chǎn)出為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心，持續(xù)改進(jìn)”三大原則[4-5]，為武漢華夏理工學(xué)院智能制造學(xué)院車輛工程方向課程改革提供了一條切實(shí)可行的思路。鑒于工程教育認(rèn)證的自愿原則，武漢華夏理工學(xué)院智能制造學(xué)院成立課題組，按照工程教育認(rèn)證的OBE理念，針對(duì)車輛工程專業(yè)的方向課程進(jìn)行了改革和實(shí)踐。

1 面向工程教育認(rèn)證的車輛工程方向課程改革

1.1 課程特性和職業(yè)崗位定課程目標(biāo)

結(jié)合武漢華夏理工學(xué)院智能制造學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)定位和車輛工程專業(yè)特點(diǎn)，確定了車輛工程專業(yè)高級(jí)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，制定了工程知識(shí)、問題分析、設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具、服務(wù)與管理、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個(gè)人與團(tuán)隊(duì)、項(xiàng)目管理、寫作溝通、終身學(xué)習(xí)等12條畢業(yè)要求。在工程教育認(rèn)證體系下，基于OBE的課程體系對(duì)畢業(yè)要求的達(dá)成起關(guān)鍵支撐作用。落實(shí)到每一門課程即：明確課程目標(biāo)和畢業(yè)要求的關(guān)系，細(xì)化每門課的課程目標(biāo)與畢業(yè)要求相對(duì)應(yīng)的二級(jí)指標(biāo)，形成課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐矩陣。這個(gè)細(xì)化需要充分考慮每門課程的特性及學(xué)生就業(yè)后應(yīng)具備的職業(yè)能力。考慮課程特性時(shí)要明確課程是低階課程（產(chǎn)出記憶、理解、應(yīng)用等低階能力），還是高階課程（產(chǎn)出分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)新等高階能力）[1，6]，確定課程主要產(chǎn)出哪類能力。如同樣是汽車設(shè)計(jì)方向的核心課程，“汽車自動(dòng)變速技術(shù)”是以理解和應(yīng)用為主的低階課程，而“汽車CAD/CAE”則是以分析和創(chuàng)新為主的高階課程，這2門課程在指定課程目標(biāo)時(shí)應(yīng)有所區(qū)分。另外車輛工程專業(yè)方向課的課程目標(biāo)也需要與未來就業(yè)的職業(yè)崗位相聯(lián)系，需要細(xì)化課程相關(guān)工作崗位應(yīng)具備的能力，找到與畢業(yè)要求相對(duì)應(yīng)的二級(jí)指標(biāo)的契合點(diǎn)，形成課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐矩陣。每門課程依據(jù)支撐矩陣下的課程目標(biāo)進(jìn)行課程改革。因此，在設(shè)置課程目標(biāo)時(shí)需要充分考慮課程性質(zhì)和職業(yè)崗位。

1.2 將主線問題和職業(yè)角色融入教學(xué)過程

1.2.1 將主線問題貫穿理論教學(xué)環(huán)節(jié)

車輛工程方向課程中所用教材的各個(gè)章節(jié)多為汽車各類總成的結(jié)構(gòu)、原理或測(cè)試方法等內(nèi)容的介紹，存在知識(shí)點(diǎn)較零散、章節(jié)內(nèi)容連續(xù)性不強(qiáng)等特點(diǎn)，“以教材的理論知識(shí)為重點(diǎn)，以教師講授為中心”的教學(xué)方法過于強(qiáng)調(diào)學(xué)生低階的記憶和理解能力，然而學(xué)生在學(xué)習(xí)課程之后很難形成自身的知識(shí)體系并獲得課程目標(biāo)需要的能力。課題組分析了專業(yè)方向課程的章節(jié)內(nèi)容，調(diào)研了課程在企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中所解決的實(shí)際問題后，以產(chǎn)出課程目標(biāo)所要求的低階能力和高階能力為導(dǎo)向，為課程的理論教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)主線問題。圍繞主線問題重構(gòu)專業(yè)方向課程的知識(shí)體系，在相應(yīng)的章節(jié)內(nèi)容上加入支線問題，讓學(xué)生帶著主線問題進(jìn)入課堂，每節(jié)課中通過分析支線問題來理解和記憶工程知識(shí)，一門課程解決一個(gè)主線問題。主線問題的設(shè)置將學(xué)生由“無目的被動(dòng)聽課”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皫е鴨栴}進(jìn)入課堂，分析問題找到答案”，提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，在訓(xùn)練低階能力的同時(shí)產(chǎn)出高階能力。

1.2.2 將職業(yè)角色融入實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

改革前的實(shí)驗(yàn)課程中，學(xué)生只是被動(dòng)地聽教師講授結(jié)構(gòu)、原理和方法，并按照教師總結(jié)的步驟進(jìn)行拆卸或檢測(cè)等實(shí)驗(yàn)操作。此外，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程的任務(wù)與學(xué)生未來從事工作相脫節(jié)。課題組分析了相應(yīng)職業(yè)角色應(yīng)具備的能力和課程目標(biāo)契合點(diǎn)，在改革后的實(shí)驗(yàn)課中以產(chǎn)出課程相關(guān)職業(yè)能力為導(dǎo)向，賦予學(xué)生如“機(jī)械設(shè)計(jì)工程師”“工藝工程師”等職業(yè)角色，將職業(yè)角色融入課堂，為學(xué)生布置如零部件設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)等任務(wù)，使學(xué)生在完成職業(yè)角色相關(guān)任務(wù)的訓(xùn)練中習(xí)得相應(yīng)的能力。

1.3 細(xì)化對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)的考核指標(biāo)形成教學(xué)評(píng)價(jià)體系

教學(xué)評(píng)價(jià)體系不僅要具體真實(shí)地反映學(xué)生的各項(xiàng)能力，還需要為“持續(xù)改進(jìn)”提供依據(jù)。傳統(tǒng)的專業(yè)方向課中教師根據(jù)其課堂表現(xiàn)、紙質(zhì)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量、試卷等考核指標(biāo)評(píng)定成績(jī)，但課堂表現(xiàn)成績(jī)較為抽象，紙質(zhì)作業(yè)反饋時(shí)效性差，實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量也不能反映學(xué)生具體能力，這些考核指標(biāo)不能作為“持續(xù)改進(jìn)”的參考依據(jù)。改革后在課程評(píng)價(jià)體系中細(xì)化與課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)的考核指標(biāo)，并且合理設(shè)置考核比例。與此同時(shí)，考核結(jié)果也通過在線平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)課復(fù)盤等方式及時(shí)反饋給學(xué)生，讓學(xué)生根據(jù)考核指標(biāo)和結(jié)果快速了解對(duì)應(yīng)能力的掌握情況，及時(shí)改進(jìn)。

2 課程教學(xué)改革實(shí)例

課題組在本校車輛工程2017級(jí)和2018級(jí)“汽車自動(dòng)變速技術(shù)”等專業(yè)方向課程中進(jìn)行了教學(xué)改革。本文以“汽車自動(dòng)變速技術(shù)”為例，從課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求支撐矩陣的確定、課程教學(xué)改革和教學(xué)評(píng)價(jià)體系改革等方面介紹面向工程教育認(rèn)證的車輛工程專業(yè)方向課程改革方法和實(shí)踐過程。

2.1 課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求支撐矩陣的確定

“汽車自動(dòng)變速技術(shù)”作為車輛工程專業(yè)核心方向課程，在課程體系之中起到連接專業(yè)基礎(chǔ)課程和綜合應(yīng)用課程的作用。因此，該課程是以記憶、理解和應(yīng)用為主的低階課程，不著重考查學(xué)生的高階能力，但本課程教學(xué)過程中仍需要加入以分析為主的高階能力訓(xùn)練，以鞏固低階能力[1]。

該課程涉及機(jī)械、電子、控制、液壓等多學(xué)科，需要學(xué)生應(yīng)用機(jī)械、電子、控制等工程基礎(chǔ)知識(shí)，理解自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)、原理、選型方法等專業(yè)理論知識(shí)。因此該課程設(shè)置了應(yīng)用工程基礎(chǔ)知識(shí)和理解專業(yè)理論知識(shí)等2項(xiàng)“工程知識(shí)”的課程目標(biāo)。

通過調(diào)研得出，學(xué)生就業(yè)后主要從事自動(dòng)變速器的研發(fā)、質(zhì)檢、采購、展銷等工作。設(shè)置課程目標(biāo)時(shí)還考慮了工作應(yīng)具備的能力，包括“問題分析”能力（了解檢索及查閱文獻(xiàn)的方法，通過分析多種方案，為復(fù)雜技術(shù)問題提供合適解決方案的專業(yè)能力）和“寫作溝通”能力（與同行交流和匯報(bào)的能力及正確書寫報(bào)告的非專業(yè)能力）。綜合考慮本課程的課程性質(zhì)和職業(yè)能力等因素，得到工程知識(shí)、問題分析和寫作溝通等“汽車自動(dòng)變速技術(shù)”的3大課程目標(biāo)，結(jié)合工程教育認(rèn)證背景下的車輛工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案和應(yīng)用型人才畢業(yè)要求，形成了如表1所示的“汽車自動(dòng)變速技術(shù)”課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐矩陣。

表1“汽車自動(dòng)變速技術(shù)”課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐矩陣

2.2 面向工程教育認(rèn)證的課程教學(xué)改革

“汽車自動(dòng)變速技術(shù)”課程在教學(xué)過程中針對(duì)課程目標(biāo)的能力產(chǎn)出，設(shè)計(jì)了主線問題貫穿課堂、閉環(huán)混合式教學(xué)、職業(yè)角色融入實(shí)驗(yàn)課等3種模式逐步提升學(xué)生問題分析、工程知識(shí)和寫作溝通的能力。

2.2.1 主線問題貫穿課堂，提升問題分析能力

“汽車自動(dòng)變速技術(shù)”是以不同類型的自動(dòng)變速器為對(duì)象，介紹各類自動(dòng)變速技術(shù)的課程。傳統(tǒng)教學(xué)過于強(qiáng)調(diào)自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)及自動(dòng)變速原理等工程知識(shí)的講解，而忽略了對(duì)學(xué)生問題分析能力的訓(xùn)練。為訓(xùn)練學(xué)生問題分析能力，課題組梳理了課程的知識(shí)體系，設(shè)置了“適合家鄉(xiāng)環(huán)境使用的自動(dòng)變速器選型問題”作為課程的主線問題，并在相應(yīng)章節(jié)中加入了如“AT適用何種特點(diǎn)的車型”“CVT適用于何種道路條件”“DCT相較于AT和CVT有何優(yōu)勢(shì)”等支線問題。這些問題既聯(lián)系了不同自動(dòng)變速器對(duì)象，還聯(lián)系每個(gè)對(duì)象的技術(shù)要點(diǎn)。課堂中師生針對(duì)支線問題和主線問題開展討論。主線問題貫穿課堂，讓學(xué)生能夠結(jié)合家鄉(xiāng)的道路條件、氣候條件等因素及自動(dòng)變速器的適用條件，提出自動(dòng)變速器選型的多種方案，利用所學(xué)工程知識(shí)分析比較方案并選擇最適合自動(dòng)變速器類型，達(dá)到了提升學(xué)生問題分析能力的訓(xùn)練目的。

2.2.2 閉環(huán)混合教學(xué)模式，夯實(shí)工程知識(shí)能力

本課程既是完成人文社科課、工程基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課的后續(xù)課程，也是綜合應(yīng)用課程的前修課程。這意味著本課程需要在鞏固前修課程的機(jī)械、液壓、電子、控制等工程基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，理解自動(dòng)變速技術(shù)相關(guān)的專業(yè)理論知識(shí)。改革后的課程圍繞主線問題增加知識(shí)點(diǎn)，加入各型自動(dòng)變速器的適用車型、使用條件、性能等內(nèi)容。此外，自2014年以來國家相繼出臺(tái)《關(guān)于進(jìn)一步做好新能源汽車推廣應(yīng)用工作的通知》《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等文件，大力發(fā)展新能源汽車，與之匹配的變速器也與傳統(tǒng)自動(dòng)變速器有一定差別。為緊密聯(lián)系汽車行業(yè)發(fā)展和順應(yīng)新能源汽車發(fā)展趨勢(shì)，加入新能源汽車變速器的教學(xué)內(nèi)容。

改革后的“汽車自動(dòng)變速技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容如圖1所示。受課時(shí)限制無法在課堂上講解所有相關(guān)的工程基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)理論知識(shí)。課題組除課堂教學(xué)圖1中的工程知識(shí)之外，還篩選國內(nèi)外文獻(xiàn)中與課程強(qiáng)相關(guān)的工程基礎(chǔ)知識(shí)（如行星齒輪機(jī)構(gòu)特征公式推導(dǎo)方法、液壓控制基礎(chǔ)等）以及課程延伸的專業(yè)理論知識(shí)（自動(dòng)變速器零部件設(shè)計(jì)方法及實(shí)驗(yàn)方法等），搭建了超星爾雅課程平臺(tái)供學(xué)生課后學(xué)習(xí)。本課程的教學(xué)過程也由原有單一的課堂講解轉(zhuǎn)變?yōu)椤罢n前線上預(yù)習(xí)及測(cè)試，課上現(xiàn)場(chǎng)分析討論+在線搶答，課后線上測(cè)練”的閉環(huán)混合教學(xué)模式，達(dá)到夯實(shí)學(xué)生工程知識(shí)的目的。

圖1 改革后“汽車自動(dòng)變速技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容

2.2.3 職業(yè)角色融入實(shí)驗(yàn)課，訓(xùn)練寫作溝通能力

課題組充分調(diào)研“汽車自動(dòng)變速技術(shù)”的相關(guān)工作崗位及任務(wù)后，在“自動(dòng)變速器認(rèn)知實(shí)驗(yàn)”中設(shè)計(jì)了“汽車自動(dòng)變速器展覽會(huì)”的環(huán)節(jié)，安排學(xué)生扮演職業(yè)角色完成展頁制作、產(chǎn)品布展和同行交流等任務(wù)。實(shí)驗(yàn)課具體內(nèi)容包括：①課前通過虛擬拆裝演示系統(tǒng)鞏固理論課中所學(xué)的自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)與原理。學(xué)生分組制作特定類型自動(dòng)變速器產(chǎn)品的宣傳展頁，展示產(chǎn)品的性能和參數(shù)、適用車型等內(nèi)容，充分達(dá)到提高寫作能力的目的。②課中除分組進(jìn)行產(chǎn)品布展之外，還設(shè)計(jì)了同行交流的環(huán)節(jié)，模擬展覽過程。布展學(xué)生結(jié)合課內(nèi)所建立的知識(shí)體系有針對(duì)性地對(duì)該組自動(dòng)變速器進(jìn)行產(chǎn)品展示和介紹，師生圍繞變速器的結(jié)構(gòu)、性能、成本、應(yīng)用車型等多方面的問題展開交流。③課程結(jié)尾復(fù)盤布展和參展過程。改革后的實(shí)驗(yàn)課摒棄了傳統(tǒng)的“教師講原理，學(xué)生認(rèn)結(jié)構(gòu)”教學(xué)方法，職業(yè)角色地融入充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，訓(xùn)練了其寫作和溝通的能力。

2.3 教學(xué)評(píng)價(jià)體系改革

課題組經(jīng)充分討論后，依據(jù)課程教學(xué)環(huán)節(jié)及“問題分析、工程知識(shí)、寫作溝通”等3大能力重新設(shè)置了考核指標(biāo)，形成了新的教學(xué)評(píng)價(jià)體系。改革前后的課程和實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)評(píng)價(jià)體系分別如表2和表3所示。

表2 改革前后“汽車自動(dòng)變速技術(shù)”課程教學(xué)評(píng)價(jià)體系

表3 改革前后“汽車自動(dòng)變速技術(shù)”實(shí)驗(yàn)課教學(xué)評(píng)價(jià)體系

改革前后的教學(xué)評(píng)價(jià)體系均含有過程考核和終極考核這2項(xiàng)內(nèi)容。改革后的過程考核比例由30%提高到50%，過程考核中增加了在線學(xué)習(xí)的考核指標(biāo)，并提高了實(shí)驗(yàn)和測(cè)練的比例。實(shí)驗(yàn)課程的評(píng)價(jià)體系降低了實(shí)習(xí)報(bào)告質(zhì)量的比例，并將原有的實(shí)習(xí)表現(xiàn)細(xì)化為預(yù)習(xí)、展頁制作、同行交流、實(shí)際操作等指標(biāo)。

新的教學(xué)評(píng)價(jià)體系梳理了課程考核指標(biāo)和學(xué)生能力的對(duì)應(yīng)關(guān)系，師生可根據(jù)考核結(jié)果有針對(duì)性地進(jìn)行改進(jìn)。例如，過程考核中測(cè)練成績(jī)通過超星爾雅平臺(tái)雙向反饋給教師和學(xué)生，學(xué)生根據(jù)成績(jī)了解自身對(duì)工程知識(shí)的掌握情況，在課后與教師溝通以解答問題，教師了解學(xué)生工程知識(shí)的掌握程度后及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容；實(shí)驗(yàn)課中復(fù)盤環(huán)節(jié)讓學(xué)生充分了解哪項(xiàng)細(xì)分能力需要進(jìn)一步改進(jìn)。改革后的教學(xué)評(píng)價(jià)體系為課程的持續(xù)改進(jìn)提供了重要依據(jù)。

3 結(jié)語

武漢華夏理工學(xué)院智能制造學(xué)院基于工程教育認(rèn)證理念對(duì)車輛工程專業(yè)方向課進(jìn)行了改革，學(xué)生的專業(yè)能力和非專業(yè)能力得到了一定的提升，形成了“課程特色和職業(yè)崗位定課程目標(biāo)，主線問題和職業(yè)角色融入教學(xué)過程，細(xì)化對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)的考核指標(biāo)形成教學(xué)評(píng)價(jià)體系”的課程改革方法，為高級(jí)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)和一流專業(yè)建設(shè)提供有力支撐，為同類應(yīng)用型本科院校課程改革提供了新思路。