基于OBE教育理念的汽車電子課程改革探究與實踐

楊夫勇，韓 雪，張小兵，曹菊勇，邢彥鋒*

基于OBE教育理念的汽車電子課程改革探究與實踐

楊夫勇1，韓 雪2，張小兵1，曹菊勇1，邢彥鋒*1

（1.上海工程技術大學 機械與汽車工程學院，上海 201620；2.上海煜人教育科技有限公司，上海 201601）

汽車電子涵蓋了車載汽車電子控制裝置以及車體汽車電子控制裝置，是車輛工程專業一門重要的專業基礎課。汽車電子課程目前存在章節均課時少、內容陳舊、內容抽象性高等問題。文章基于成果導向教育（OBE）理念，探討了汽車電子培養目標與考核機制、教學內容、教學方法以及以研帶學等方面的改革思路，以達到增強學生學習汽車電子興趣、提高學習質量的目的。

OBE；汽車電子構造；教學內容；教學方法

現代汽車技術發展的一個重要標志是汽車電子化，隨著汽車電子化的不斷發展，汽車產業也隨之進入了電子化的新時代[1]。電子技術在汽車領域的廣泛應用使得汽車電子在汽車上的作用顯得日益突出。與此同時，汽車電子在改善汽車的經濟性，提高汽車舒適性等方面起到了非常重要的作用。汽車電子技術已成為推動汽車行業發展的重要技術，極大地改善了汽車運行的穩定性及舒適性。通過本課程的學習有助于學生構建寬泛全面、理論聯系實際、與時俱進的知識體系。汽車電子課程主要包括汽車電源系統、汽車起動系統、汽車點火系統以及汽車照明與信號系統、儀表與顯示系統與電子控制系統等內容。該課程的畢業要求及其指標點如表1所示。

表1 畢業要求及其指標點

畢業要求指標點 問題分析能運用基本知識和原理，分析汽車零部件設計、生產工藝、產品試驗及質量控制等過程的影響因素，證實方案的合理性 研究能夠根據相應的實驗方案構建實驗系統，安全地開展實驗，正確地采集實驗數據 使用現代工具能夠運用相關專業知識，實現車輛工程系統的開發、選擇或使用，并理解其局限性

傳統燃油汽車電子技術在當前車輛工程專業的汽車電子課程培養體系中占據主導地位。然而，新能源汽車及其電子技術也有了長足發展與廣泛應用。當前的授課內容并沒有涉及新能源汽車的汽車電子技術。本課程學習過程中既要完成培養學生主動學習、勇攀科學高峰的責任感和使命感以及精益求精的大國工匠精神，開闊國際視野、探索前沿知識、科技報國的家國情懷和使命擔當的育人目標，又要完成課程目標。

1 汽車電子課程教學現狀

目前，國內設有汽車電子課程的高校在課程教學上多少存在一些問題，這問題因為各高校的人才培養模式與定位高度、學生的基礎不同以及教師教學模式的不同而存在一定差異。但是，總體來說汽車電子課程的教學存在著以下主要問題。

1.1 章節均課時少

汽車電子主要使用的是上海工程技術大學汽車工程系主編的《汽車電氣與電子技術》教材。全書共9章230多頁，涵蓋了蓄電池、交流發電機及調節器、起動系統、點火系統、汽車照明與信號系統、電器儀器及顯示系統、電器裝置、空調系統以及汽車控制器局域網總線等內容。該課程無論是章節還是內容都非常多。按照該課程的教學要求，授課老師需要在32學時內完成授課工作，平均每小時需要講授7頁內容，平均每節內容授課時間約為0.7小時；每章的平均授課時間為4小時，授課時間顯得格外緊迫。課程內容多與課時不夠的矛盾非常突出，這就導致了在有限的時間內無法全面且深入教授課程內容。直接后果就是學生無法深入理解課程內容、無法扎實掌握知識點，更加無法做到學以致用。

1.2 內容陳舊

隨著我國汽車行業的高速發展，汽車產銷量也不斷增多，與此同時，人們對汽車電子產品的需求量也日益增大、對汽車電子的要求也越來越高。另外，大數據、云計算、5G通信、人工智能以及車聯網等技術也在不斷高速發展，這些新興關鍵技術已經逐漸開始應用于汽車領域，并將不斷促進汽車產業尤其是汽車電子產業的快速發展。新能源汽車高壓系統電壓轉換電路、電池充放電工作原理、新能源汽車電機驅動電路系統、新能源汽車控制系統轉速、電流及位置傳感器的認知，這些技術也得到了廣泛應用。然而，教學內容在這些技術上的缺失已經脫軌于成熟技術的不斷發展及應用。所以，當前汽車電子教學內容較為陳舊，已經明顯滯后于汽車電子技術的快速發展。工程教育專業認證已成為工科院校教育改革的主流，陳舊的教學內容使得學生無法學習到與時俱進的汽車電子專業知識，很難調動學生的學習積極性[2]，也很難培養符合現代汽車行業的復合型汽車人才。

1.3 內容抽象性高

汽車電子課程要求學生掌握汽車電子各主要組成部分的基本結構及其工作原理。對于典型的汽車電子部件主要利用簡圖來展示其主要結構與工作原理。汽車電子課程內容涉及大量電路圖、電壓與電壓波形圖，這些圖紙具有相當高的抽象性，造成了老師講解過程抽象、學生理解困難、記憶模糊，無法有效到達理論聯系實際的效果。另外，高度抽象的課程內容不利于調動學生學習的積極性與創造性，導致學生在解決汽車電子的問題不能在扎實的汽車電子理論知識的指導下動手，不能形成正確的解決現代汽車電子問題的思維模式。

2 基于OBE教育理念的汽車電子課程改革措施

以學生能力培養為導向的培養模式是現代高校工程教育發展的主要趨勢，這種趨勢是從原來以教師為中心的教學模式轉向以學生為中心[3]。本文基于成果導向教育（Outcome Based Education, OBE）理念，針對文中提出的汽車電子課程的主要問題，提出了相應的課程改革措施。OBE是一種成果導向教育，其核心教育理念是實現教學的三個轉變：1）以教師為中心的教學方式轉變為以學生為中心的教學方式；2）教學由學科導向轉變為目標導向；3）由質量監控向持續改進轉變[4]。隨著國際工程教育專業認證的推廣，越來越多的國家接受并踐行基于OBE的教育理念。所以，基于OBE改革也顯得愈發必要。

2.1 培養目標與考核機制的有機融合

由于OBE是一種成果導向教育，所以培養目標首先要明確學生的學習成果是什么？只有明確了要達到的學習成果，才能制定明確的培養目標。汽車電子學科的培養目標：1）掌握現代化汽車中電器設備，汽車蓄電池、發電機和調壓器、起動機、點火系主要元件、主要燈光顯示系統、主要儀表系統、主要車身設備、汽車空調、汽車電路的用途、基本構造、工作原理與特性，以及使用與維修的基本知識；2）掌握汽車電子電路檢測診斷的工具、儀器的使用方法、掌握汽車電子電路系統設計方法、流程；3）掌握汽車電子電路設計分析軟件的應用，具有設計簡單汽車電子電路系統的能力。

明確了培養目標后，可重點講授基于培養目標的課程內容，這樣可以在有限的時間內學到更多知識，可以解決內容多、課時少的問題。基于培養目標，制定合理有效的考核機制。學生的最終期末考試總成績除了包括期末卷面成績，還包括出勤率、課堂表現與平時作業三大部分。考核的目的是促使學生努力學習、達到培養目標。為了激發與提高學生自主學習的積極性，課堂討論、翻轉課堂等應當應用在教學過程中，在OBE理念的導向下學生積極建立學習小組進行學習討論與翻轉課堂等，平時作業主要包括理論作業、案例總結與實踐報告等。根據討論與翻轉課堂的質量、平時作業質量來給學生相應成績。

2.2 基于OBE 教育導向與“社會發展需要”的教材編寫改革

隨著電子技術的快速發展，汽車電子技術也與時俱進地應用到汽車領域。汽車電子課程的培養目的是通過相應教學使學生能夠熟練掌握汽車電子相關知識，同時具備綜合運用汽車電子理論知識來分析解決汽車電子問題的能力。教材編制改革也要基于OBE 教育理念[5]，教材的內容、內容多少、理論深度、實踐內容、習題的廣度與深度等都要依據成果導向教育理念。汽車電子教材內容的編制過程要綜合考慮以上各種因素的有機結合，要使課程內容的設置滿足OBE 教育理念的要求。汽車電子課程內容的編制要牢牢圍繞培養目標，每一章、每一節的內容都要在OBE 教育理念的指導下進行編制，同時還要整體考慮每一章節的學時分配，即在整體上形成較為科學的學時結構，在有限的學時內達到完成課程目標所規定的學習要求。

汽車電子的發展是社會發展需要的重要部分；汽車電子已經成為現代汽車電動化與智能化變革的重要因素；車聯網技術與無人駕駛技術的發展使汽車電子具備了廣闊的發展空間。另外，車載電子系統、車聯網、影像系統、車載導航以及車載娛樂系統已經非常成熟，并廣泛應用在現代汽車中，然而我校的汽車電子課程嚴重缺失以上先進技術的教學。汽車電子教材的編制也要基于社會發展的需求，社會發展的需求也是教育的重要導向，汽車電子課程內容要依據社會發展需求選取教材內容。

2.3 以研帶學

汽車電子主要以書本上的理論知識為主，這使得理論與實踐脫鉤。根據OBE教育理念，為了讓學生能夠全面、熟練且直觀地掌握汽車電子知識，除了在教材中增加相應的時間環節外，學校應與汽車電子相關企業進行長期合作。一方面，授課老師能與企業開展研究合作，提升老師的科研能力與實踐能力，讓老師能夠及時了解汽車電子的最新發展動向與社會需求，進而提高教學質量；另一方面，校企合作企業能夠為學生提供汽車電子企業實踐基地，讓學生能夠深入生產一線更直觀學習汽車電子知識。與此同時，學校可以聘請企業的工程師作為學生的實踐指導老師，為學生現場講解電子結構及其原理。通過以研帶學，不僅可以讓學生更直觀學習汽車電子課程，也能夠更有效地達到汽車電子培養目標。

2.4 教法改革

教學方法是以汽車電子教材為授課主要內容，在課程改革的教學背景下，汽車電子的教學方法在符合學校實際情況的條件下應與時俱進進行相應改革。創新教學形式可以提升教學活動的趣味性與有效性[6]，教學方法的改革具體有：

1.引導學生自主預習

汽車電子課程內容多、難度大，如果不提前預習，很難僅靠課堂學習完成培養目標。先課前預習，然后上課聽老師講解，才能更好學習課堂內容。為了更好達到培養目標，授課教師需要根據OBE教學理念提前布置預習內容，預習的內容不局限于汽車電子教科書。

2.翻轉課堂式教學方法

為了更好達到教學效果，課程采用以老師講為主，學習講解為輔的翻轉課堂式教學方法。根據老師布置的任務，讓學生準備相應講解內容，并進行課堂講解。學習講解完后，老師與其他同學針對所講內容進行提問，講課的同學回答相應提問。

3.布置探究式作業

根據班級實際人數對學生進行分組，每組人數相同。老師布置探究式作業，學生在課下搜集所需資料、撰寫探究報告。嚴禁任何形式的抄襲探究報告，探究報告必須要通過查閱大量相關材料，完成報告后要求學生在規定的時間內上交探究報告。根據OBE教學理念，來對探究報告進行評分，可以直接對探究報告進行評分，在必要的情況下可以在對探究報告進行相應的提問或者答辯后進行評分，該評分作為平時成績的重要組成部分。探究式作業不僅可以督促學生進行自主學習、積極復習、提高團隊協調能力、掌握汽車電子最新技術，同時也能提高上課學習效率，高效達到培養目標。

4.“預習—聽課—復習”三位一體教學方法

為了更好達到培養目標，課前預習、課上學習與課后復習三個環節要相輔相成。課前預習是提高課上學習效率的重要途經。聽課要做到有的放矢、主動積極、不留死角地學習課程內容，尤其是預習過程遇到理解困難的內容要在課堂聽課中理解透徹。課后復習是鞏固課堂知識的重要一環，能把課堂內容。“預習—聽課—復習”三位一體教學方法符合OBE教育理念，三者有機結合可以有效提高教學質量。

3 結語

依據工程教育需求，總結了目前汽車電子課程當前存在的主要問題：章節均課時少、內容陳舊、內容抽象性高。基于OBE教育理念，針對汽車電子課程進行了教學內容、教學方法等方面的改革。在以學生為中心的教學環節中，培養目標與考核機制的有機融合能夠明確培養目標，并通過考核模式促使學生達到目標。通過編制基于OBE教育理念與社會發展需求的汽車電子課程教材，讓學生可以學到更加符合學生發展課程。通過以研帶學的教學方式達到理論聯系實際的目的，使學生的學習方式不再僅僅局限于課本與理論，使汽車電子課程能夠成為學生學習和掌握當代汽車電子技術最新技術與最新動向的基礎課程。通過探索新的教學模式與方法，能夠提高汽車電子課程的教學基礎質量。通過以上改革的探索，能夠使得學生建立牢固的汽車電子基礎概念、夯實基礎知識，不僅有利于學好后續相關各門專業課程，也有利于學生勝任將來的工作崗位。

[1] 鄒杰,胡乾苗,鄔楊波,等.基于OBE理念下的汽車電子技術課程改革初探[J].現代職業教育.2020:(32)1-3.

[2] 莫棟成,職山杰.基于OBE理念的“電機與電氣控制技術”課程教學改革[J].南方農機,2020,51(21):170- 171.

[3] 李三平,孫雪,王揚威.基于OBE理念的課程教學改革探索與實踐:以“機器人技術”課程為例[J].黑龍江教育(高教研究與評估),2022(4):56-58.

[4] 李興華,孫也.“OBE理念+課程思政”融入“流體力學”課程的教學改革與探索[J].黑龍江教育(高教研究與評估),2022(3):55-57.

[5] 尹文榮.成果導向理念下汽車電器與電子控制技術課程教學改革實踐[J].汽車實用技術,2022,47(3): 164-169.

[6] 楊忠美.工程材料課程教學改革與教學方法的探討[J].科技視界,2022(1):89-90.

Curriculum Reform and Practice of Automotive Electronics Based on OBE Concept

YANG Fuyong1, HAN Xue2, ZHANG Xiaobing1, CAO Juyong1, XING Yanfeng*1

( 1.School of Mechanical and Automotive Engineering, Shanghai University of Engineering Science,Shanghai 201620, China; 2.Shanghai YuRen Education Technology Company Limited, Shanghai 201601, China )

Automotive electronics covers vehicle electronic control devices and vehicle electronic control devices. It is an important professional basic course for vehicle engineering. At present, there are some problems in the course of automotive electronics, such as few chapters, old content and high abstraction. In order to solve these problems, based on the educational concept of outcomes based education(OBE), this paper discusses the reform ideas of automotive electronics training objectives and evaluation mechanism, teaching contents, teaching methods and learning by research, so as to enhance students' interest in learning automotive electronics and improve learning quality.

OBE; Automotive Electronics; Teaching content; Teaching method

C642

A

1671-7988(2023)11-188-04

楊夫勇（1984－），男，博士，研究方向為質量控制、智能制造，E-mail:yangfy09@163.com。

邢彥鋒（1978－），男，教授，研究方向為復雜薄板連接技術與裝備，E-mail:xyf2001721@163.com。

《高強度鋼-鋁合金CMT焊縫熱塑性變形及誤差傳遞機理研究》，上海市自然科學基金（20ZR1422600）； 《考慮動態誤差源的誤差傳遞與補償方法研究》，上海市復雜薄板結構數字化制造重點實驗室開放課題（2019-002）。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2023.011.035