面向新能源汽車的電工與電子技術理虛實一體化課程設計

任 春，楊雪峰，劉升

（鄂爾多斯應用技術學院，內蒙古鄂爾多斯 017010）

《“十四五”時期教育強國推進工程實施方案》指出，應用型本科高校面向經濟社會發展需求。加強產教融合實訓基地建設，創新培養模式，優化培養結構，提升學生創新精神、實踐水平和就業創業能力，更好地服務實體經濟發展[1]。鄂爾多斯應用技術學院是我國高等教育轉型發展中教育部批準成立的第一批以“應用技術”命名的本科院校，學院致力于培養學生的知識應用能力和解決實際問題的綜合能力，以滿足經濟社會轉型發展的需求。新能源汽車產業發展作為國家的戰略性新興產業，是實現我國汽車產業結構調整、轉型升級和完成“碳達峰、碳中和”任務的重要途徑。電工與電子技術作為工科院校非電類本科專業的重要專業基礎課程，在學生綜合能力和工程素養培養中起著極其重要的作用[2]。然而，面對新能源汽車領域，傳統的電工與電子技術課程已無法適應應用型人才培養要求。為適應高等教育新形勢，落實立德樹人根本任務，實現面向新能源汽車領域的應用型人才培養要求，針對地方應用型高校人才培養中普遍存在的問題，通過以產業技術為基礎重構教學內容、以學生需求為導向開發教學資源、以信息技術為依托創新教學模式和以培養目標為引領構建考核體系，形成以學生為中心的電工與電子技術“理虛實結合，線上線下一體”一流課程建設方案。

一 電工與電子技術課程定位

電工與電子技術是面向高等院校非電類工科專業設置的一門專業必修課[3]，主要學習電路分析、電工技術、數字電子技術和模擬電子技術的基本理論、基本知識和基本分析方法，使學生掌握電路、電機、模擬電子電路、數字電子電路、電氣控制技術的基本理論和基本分析方法，掌握電工與電子技術的基本應用，并注重培養學生的知識應用能力和創新能力，為學習后續專業課程及從事與汽車有關的電氣技術工作打下一定的基礎。

二 電工與電子技術課程教學中存在的問題

應用型本科教育的基本特征是服務性，其辦學成效根本上取決于同社會經濟產業的融合程度。2020 年11 月2 日，國務院辦公廳印發的《新能源汽車產業發展規劃（2021—2035 年）》為推動我國汽車產業的高質量發展，加快建設汽車強國指明了方向[4]。因此，應用型本科院校的汽車專業必須瞄準未來汽車的發展方向，及時制訂與汽車產業發展相融合的人才培養方案，建立與新能源汽車發展規劃相適應的課程體系，以更好地為汽車產業發展培養所需人才。然而，隨著汽車電動化、網聯化和智能化的不斷推進，電工與電子技術課程已經無法滿足新能源汽車相關課程的理論和實踐需求，具體表現在以下幾個方面。

（一）教學內容與產業技術脫節的問題

應用技術型人才定位為能夠把成熟的技術和理論應用到實際的生產、生活中的技術技能型人才[5]。要想培養出高素質的應用型人才，必須堅持厚基礎、重實踐的教學原則。電工與電子技術作為工科非電類專業的一門專業基礎課，其教學內容是基于該課程本身知識體系的科學性和完備性制訂的，目前可以滿足大部分工科非電類專業的需求。從應用型本科院校的人才培養目標來看，電工與電子技術課程針對于不同的專業方向，其授課的側重點也應該有所不同。因此，面向應用型本科院校的新能源汽車方向，當前電工與電子技術的教學內容設置存在過度注重“知識化、體系化”導致學時數過多且專業針對性和應用性不強的問題，部分知識點僅僅是“為知識的完整性而講授”，而非面向具體崗位應用所設，難以體現應用型本科的“應用取向”。

（二）教學資源與學生需求失衡的問題

從狹義的教學活動角度來看，教學資源是學生與教師之間知識傳遞的唯一媒介。從教學改革的角度分析，教學資源改革是實施現代新型課堂教學改革的基礎和提升學生學習自主性的有力措施[6]。然而，目前傳統的電工與電子技術課程的教學資源還是基于傳統的“灌輸式”教育方式和“言聽計從”的教學對象設計的，難以滿足當前學生的多樣化需求，不利于充分利用現代信息技術開展線上教學，也無法保證當前網絡教學環境下學生的學習質量。首先，現有的電工與電子技術理論教學資源形式單一，僅包含PPT、圖片和動畫等常規教學資源，無法滿足被稱為“網絡原住民”的新時代學生的要求，不利于調動學生的學習積極性；其次，現有的電工與電子技術實驗高度依賴硬件實驗設備，且對實驗臺套數有著嚴格的要求，這不僅給新建應用型本科院校的轉型發展帶來了很大的經濟壓力，而且這些設備大多數僅具有實驗驗證功能，只能在線下通過部分學生實際操作、部分學生配合的方式集中開展，難以達到實驗教學的目的，且不具備線上交互式開展實驗教學的能力，也無法為學生開展探索性、創新性實驗提供“容錯”和安全保護，不利于培養學生的知識應用能力和創新能力；最后，對于已開放的網絡教學資源，由于專業方向、教學目標和課堂節奏的不一致，無法直接利用這些教學資源開展線上線下混合教學。

（三）教學模式與信息技術脫節的問題

在應試教育思想的深刻影響下，面對當前高等教育發展受互聯網和現代信息技術影響的新常態，傳統的電工與電子技術課程教學沒有充分利用先進的信息化教學管理手段，還是通過傳統的基于PPT+板書形式開展的以教師和教材為中心的授課模式傳授知識，其最大優點在于以最少的時間傳遞最大的信息量，在大班教學盛行、知識記憶為重的時代被廣泛采用，但是這種教學模式沒有高效合理運用現代信息技術輔助教學，不能很好地融合教育教學的實際內容來展開高效課堂教學。此外，由于傳統的教學模式過于重視知識傳授，忽視了學生在自主學習、應用能力、創新思維和合作交流等方面的綜合素質培養，所學的知識很容易遺忘，也不利于學生的個人能力和綜合素質的提升。

（四）考核體系與培養目標錯位的問題

當前高校的課程考核體系普遍存在過度知識化、標準化和絕對化的問題。考核內容過于重視教材和書本知識，這種方式可以考核學生對知識的積累和儲備情況，但如果學生通過臨時學習和突擊記憶的方式應付，這種方式就變成對學生短時記憶能力和知識遷移能力的考查。考核方式標準化在一定程度上提高了考核的公平性和公正性，但同時也抹殺了學生的個性，不利于培養和提高學生思維分析能力、創新能力和知識的運用能力。考核結果絕對化，可謂“一考定乾坤”，這樣做的好處是學生成績易評判，但結果導致學生考試違紀作弊現象日益嚴重。總之，當前的考核體系僅僅是為了區分學生對知識的掌握情況，沒能充分發揮教師是主導、學生是主體的優勢，沒有達到考核學生的綜合知識應用能力的目的，也不利于訓練學生的創新思維，無法達到應用型本科院校培養學生應用所學知識分析問題和解決問題的能力，更無法保證考核體系和人才培養目標的一致性和教師的綜合育人效果。

三 電工與電子技術一流課程設計

受到高等教育普及化、互聯網技術的發展及知識的快速傳播等因素的影響，教師必須主動吸納新的教學內容，以新型教學理念構建新的教學模式，以新型教學模式主導對新技術的合理利用，通過打造一流課程、建設一流專業，實現高等教育的內涵式發展。

（一）以產業技術為基礎，重構教學內容

2019 年教育部出臺了《關于一流本科課程建設的實施意見》，引導不同類型高校“因地制宜、因校制宜、因課制宜”建設適應區域發展所需的創新型、復合型和應用型人才培養的一流課程。面向應用型本科院校的人才培養目標，根據實用主義學習理論，有必要按照新能源汽車的專業特點和應用型的人才培養要求，有機整合產教融合之路，整合優化課程教學內容，補充汽車專業面向新能源汽車相關崗位所需的新知識，提高綜合應用性、設計性和創新性實踐訓練項目比例，使得課程內容與新能源汽車相關產業技術緊密結合。

為滿足課程體系設計的基本要求，達到應用型人才培養的基本目標，首先針對電工與電子技術課程的教學內容與產業需求融合度不高的問題，通過對用人單位、畢業生和在校師生開展多種形式的調查，確定面向新能源汽車領域相關工作崗位的能力需求；其次，依據學校辦學定位、學生特點和產業發展需求，構建以需求為導向的課程教學內容；最后，通過考慮電工與電子技術課程知識體系的科學性和完備性，以及專業內知識點的聯系與后續其他課程的銜接，重構課程面向新能源汽車的電工與電子技術課程教學內容。

（二）以學生需求為導向，開發教學資源

從狹義的教學活動角度來看，教學資源是學生與教師之間知識傳遞的唯一媒介，從廣義的教學活動分析，教學資源的開發是提升教學質量的決定性因素。可見，開發教學資源既體現在其是當前課程謀求發展的核心要求，也是教師利用現代信息技術開展創新教學模式的基礎。在當前這個信息化普及的時代，大學生被稱為網絡的“原住民”，他們擁有眾多的可獲取教學資源的輔助學習手段，如何在現有優質慕課教學資源基礎上開發能夠滿足學生需求的理虛實一體化教學資源，是推進線上線下混合式教學水平和提高學生學習主動性的必要條件，也是促進有效教學、提高教學效率的推進劑。面向應用型人才培養定位和未來新能源汽車領域就業方向，結合學生需求和現代信息技術，針對電工與電子技術課程的實際特點，可從下述幾個方面開發教學資源。

1 引進與自建相結合開發線上教學資源

對于電工與電子技術課的線上教學資源，目前有成熟優質的慕課資源可以利用。由于這些優質課程資源的提供者以研究型大學為主，所以課程內容的設置全面系統且十分注重理論推導，可供大部分非電類工科專業使用。如果能夠有效利用這類教學資源中所包含的基礎理論和基本原理教學部分，會極大豐富學生的理論學習資源，有利于更好地實現應用型人才“厚基礎”的培養目標。然而，由于這些已有的優質教學資源并未全面覆蓋新能源汽車領域的全部電學知識內容，也沒有針對應用型本科特點開展深入的知識應用教學，無法實現培養學生把成熟的技術和理論應用到實際的生產、生活中的能力。因此，在進行電工與電子技術課程線上教學資源建設的過程中，應強調引進與自建相結合，在現有優質慕課資源的基礎上，結合應用型本科的人才培養目標和新能源汽車領域的崗位需求，增加必要的自建線上教學資源，重新組織構建電工與電子技術教學內容，以更好地實現應用型人才“重實踐”的培養目標。

2 項目與任務相結合設計線下教學資源

為實現項目驅動式教學，全方位提升學生的應用能力和學習主動性，項目與任務內容的設計必須加強企業人員與專業教師之間的合作，以應用型人才培養為主線，將崗位所必須具備的能力要求與課程必備知識要求結合起來，確保教學資源設計既有利于將來更方便對接就業崗位，又有助于學生后續課程的學習。具體設計流程是先由行業真實案例轉化成課程資源，然后依據具體知識點轉化為多組項目任務，延展更多的案例分析內容，以此來削弱抽象知識的理解難度，增強專業知識之間串聯應用。在設計面向新能源汽車的電工與電子技術課程教學任務時，將新能源汽車發展中“三橫三縱”所涉及的相關行業和企業作為課程教學資源建設主體，先由行業和企業的真實案例轉化成若干相互聯系的項目，然后將這些項目結合具體的電工與電子技術知識點形成若干具體任務，形成項目和任務式教學資源。這些教學資源不僅要用于學生的線下教學，而且還要將這些教學資源作為新能源汽車企業和行業職工培訓的資源，通過保障各方的使用權利，以利益驅動教學資源的補充更新，從而構建多方聯動的長效教學資源建設環境。

3 仿真與實驗相結合構建實驗教學資源

應用型本科院校的實驗教學資源開發，不僅要對已有技能和知識進行應用，而且還要求學生運用新知識和技能解決其他一些實際問題，將各單元知識進行交叉綜合，促進學生知識綜合應用能力和創新能力的發展[7]。虛擬仿真實驗教學具有實驗內容可創新、實驗過程可容錯、實驗開設時間和地點無限制等優點，通過開設虛擬仿真實驗，既可以為學生開展綜合性和創新型實驗提供經驗積累，又有利于提高學生的主動性，達到更好的實驗教學效果。雖然虛擬仿真實驗存在諸多的優勢，但在培養工科學生的實際動手能力和知識應用能力方面無法與實物實驗媲美。因此，虛擬仿真實驗和實物試驗相結合是未來實驗教學的必由之路。電工與電子技術課程實驗體系一般可分為驗證性實驗、綜合應用性實驗和創新設計性實驗三種，可以采取完全實物實驗，完全虛擬實驗及虛擬實驗為輔、實物實驗為主的方式進行。面向新能源汽車領域的電工與電子技術實驗內容，在制定教學任務時，應具有一定的針對性和實用性，針對新能源汽車對電工電子技術的需要，對實驗教學內容進行整合，以電氣元器件及電氣設備在新能源汽車上的典型應用為出發點，設計驗證性實驗、綜合應用性實驗和創新設計性實驗項目，然后將每個項目分解為若干個學習任務。虛擬仿真實驗主要開展創新型和探索性實驗任務，實物實驗主要開展驗證性實驗，虛擬仿真與實物結合實驗主要開展綜合應用型項目。

（三）以信息技術為依托，創新教學模式

通過創新人才培養理念，構建“理虛實結合+線上線下一體”的混合式教學模式。面向新能源汽車的電工與電子技術課程，在一流課程建設過程中，對于簡單易于理解的課程基礎知識，充分利用各類優質在線開放課程教學資源，開展基本概念、基本定律和基本原理方面的理論教學及直觀的虛擬仿真實驗基本操作流程演示。通過精心設計線上教學過程，充分利用線上教學不受空間和時間限制的優勢和在線開放課程平臺與學生交流互動的特點，完成學生個性化學習。線下教學的課時安排復雜抽象的、有利于知識內化的重點理論、重點例題探究、討論、辯論，以及可實現知識遷移與應用的綜合性和創新型實驗。線下課堂可根據專業、課程和學生的特點開展多樣化及創新性的課堂教學、項目教學和課堂研討等教學方式，將學生從知識層面引向應用層面，充分發揮線下教學“有溫度、有深度”的交流互動。“理虛實結合+線上線下一體”的混合式教學模式，不但可以豐富教學方法，引導或激發學生的學習主動性和積極性，而且使得教師和學生不再局限在有限的時間和空間之內，培養學生解決實際應用問題的綜合能力與高階思維，更好地發揮理虛實一體化教學優勢。

（四）以培養目標為引領，構建考核體系

面向新能源汽車發展需求，改革現有新課程考核體系，摒棄重知識、輕能力，以記憶書本知識的數量為評判標準的傳統觀念，充分借鑒吸收企業行業對員工崗位能力的考核要求，加強過程記錄和評價管理，突出過程考核而非結果考核，建立與創新人才培養相適應的考試評價體系。堅持以學校人才培養目標為指導和教師為主導的原則，構建線上與線下相結合、過程與結果相結合和知識和能力相結合的“三結合”課程考核體系。線上教學以過程考核為主，通過利用線上學習平臺實時監控學生的學習過程、學習狀態和階段性的學習成果，引導學生注重平時的努力和積累，促進學生對基礎知識、基本原理和基本操作的理解和掌握。線下課程以結果考核為主，通過利用考試、現場實操和課程答辯等方式考查學生的綜合應用能力和創新能力，引導學生注重知識的綜合應用和實操技能掌握，促進學生對課程內容的系統化掌握和綜合性能力的提升。這種考核體系將學生實踐能力、創新能力的培養和評價與教師的教學過程融合為一體，既體現了人才培養的目標引領作用，又提升了學生的綜合素質和創新能力。

四 結束語

本文面向新能源汽車領域人才需求，在分析當前電工與電子技術課程教學中存在的問題的基礎上，探討汽車類專業電工與電子技術一流課程建設途徑，提出重構與產業技術相銜接教學內容、開發面向學生需求的教學資源、創新以信息技術為依托的教學模式和構建以培養目標為引領的考核體系，設計構建以成果為導向的“理虛實相結合、線上線下一體化”一流課程，更好地適應高等教育新形勢，落實立德樹人根本任務，實現面向新能源汽車領域的應用型人才培養要求。