面向應用型本科院校新能源汽車專業的電工與電子技術實驗課程設計

任春　楊雪峰　劉姁升　王強

摘? 要：該文面向新能源汽車領域人才需求，在充分分析當前電工與電子技術實驗教學中存在問題的基礎上，針對教學理念與社會發展不適應、教學內容與崗位需要不一致、考核結果與能力水平不協調和學生學習特征與傳統教學方法不匹配四個教學痛點，對鄂爾多斯應用技術學院汽車服務工程專業的電工與電子技術實驗課程進行優化設計。構建基于OBE教學理念和PBL的應用型教學模式，開發面向崗位能力需求的應用型教學內容，建立多元分階教學評價體系，旨在將崗位能力需求和教學預期產出與專業知識點的設計結合起來，使學生的崗位適應能力和創新能力顯著提高。

關鍵詞：應用型本科；新能源汽車；電工與電子技術實驗；產出導向教育（OBE）；實驗課程設計

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）07-0098-04

Abstract： Facing the talent demand in the field of new energy vehicles， this paper fully analyzes the existing problems in the teaching of Electrician and Electronic Technology Experiment course. We conduct research on four teaching pain points， namely， the mismatch between teaching concept and social development， the inconsistency between teaching content and post needs， the inconsistency between assessment results and ability level， and the mismatch between students' learning characteristics and traditional teaching methods. We have optimized the Electrical and Electronic Technology Experimental courses for Automotive Service Engineering major in ORDOS INSTITUTE OF TECHNOLOGY， built an applied teaching model based on OBE teaching concept and PBL， developed applied teaching content oriented to job ability requirements， and established a multi-level teaching evaluation system. Its purpose is to combine the demand for post ability and expected teaching output with the design of professional knowledge points， so that students' post adaptability and innovation ability can be significantly improved.

Keywords： applied undergraduate; new energy vehicle; Electrician and Electronic Technology Experiment; Outcome-Based Education; experimental course design

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，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，以滿足地方經濟社會轉型發展的需求。新能源汽車產業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”任務的重要舉措。電工與電子技術實驗作為工科院校非電類本科專業的重要實踐課程，在學生綜合能力和工程素養培養中起著極其重要的作用。然而，對于新能源汽車這個新領域，傳統的電工與電子技術實驗課程已無法適應應用型人才培養要求。結合電工與電子技術在新能源汽車中的實際應用，基于產出導向（OBE）理念開展電工與電子技術實驗課程優化設計，對于培養面向新能源汽車領域的應用型、創新型緊缺人才具有重要意義。OBE的教育模式最早由美國學者Spady[1]提出，是以預期學習產出為中心來組織、實施、評價的教育模式，后被廣泛應用于歐美的基礎教育改革[2]。目前，基于OBE的教育理念被廣泛應用于高校工程教育人才培養[3]，實現由基于“教育輸入”向“學生產出”的評價體系轉變和由“教”的效果向“學”的教學效果轉變[4-5]。

一? 課程定位

電工與電子技術實驗課是本學院汽車服務工程專業的一門專業必修課，主要學習電工和電子技術的基本理論、基本知識、基本分析方法，使學生掌握電路、電機、模擬電子電路、數字電子電路及電氣控制技術的基本理論和基本分析方法。理解電路與電子技術的分析方法、思考問題的角度，了解電工、電子技術領域的新技術、新知識。結合實踐教學環節，提高學生實際用電技術的能力，并注重培養學生的知識應用能力和創新能力，在工程實踐及日常生活中能夠運用所學的電學知識分析和解決復雜工程實踐問題。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? 課程教學中存在的問題

電工與電子技術實驗教學是提高學生知識綜合應用能力和創新能力的重要載體，是對應用型人才培養目標達成度的最直觀評價。然而，面向當前新能源汽車領域的人才需求，傳統的電工與電子技術實驗教學在教學理念、教學模式和教學內容等方面存在如下問題。

（一）? 教學理念與社會發展不適應

受高等教育普及化、互聯網技術的發展及知識的快速傳播等因素的影響，很多知識體系無法像過去那樣，可以長時間地支配和適應一個群體社會的不同時代。長期以來，電工與電子技術實驗被認為是一門驗證型實驗課程，只是單純地完成相應理論知識驗證即可。在教學過程組織上，嚴格按照通用教學大綱的內容要求進行開展，過分強調知識體系的結構性和完備性，忽視了學生能力培養的內在規律；在教學方法的采用上，過分強調教師的作用，通過教師為學生講授每一個實驗的具體操作方法，學生按照具體操作步驟完成實驗數據測試和實驗結果分析并撰寫實驗報告就可以交差，忽略了綜合性實驗和創新性實驗對學生知識應用能力和創新能力的培養；在教學過程中，過分強調學生操作的規范性和流程性，缺乏對實驗現象的觀察和問題發現的引導。在這種教學理念下，學生只是被動地完成自己的實驗項目，缺乏對實驗過程的細致觀察和問題的深入思考，很難培養和提高自己的創新精神，不利于調動學生學習的積極性和培養學生的自主學習能力，甚至會導致學生產生嚴重的依賴性[6]。

（二）? 教學內容與崗位需要不一致

在傳統的寬口徑培養模式下，電類專業學生和非電類專業學生的電工與電子技術實驗教學內容同質化，面向不同專業設置的教學內容雷同。教學內容的設置上不僅忽略了實際工作崗位的能力需求，而且缺少能夠培養學生綜合知識應用能力的綜合性實驗和培養學生創新能力的探索性實驗，此外，教學內容的設置也未能反映出現代電工與電子技術設計特性即硬件設計軟件化。總之，在傳統的電工與電子實驗中并沒有從“學生產出”及“學生畢業后真正要帶走的是什么”這一根本目標出發，針對特定的專業量身打造教學內容、開展創新教學，嚴重制約著學生創新能力的提高。

（三）? 考核結果與能力水平不協調

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實驗考核依然沿用期末考試成績占綜合成績70%的評定方法或者實驗報告和實操各占50%的評定方法，忽視了學生在知識理解、應用能力、團隊合作和交流及工程項目運行周期實踐等綜合素質的培養，導致該課程在學生的能力培養方面收效甚微，不利于學生個人能力和綜合素質的提升。

（四）? 學生學習特征與傳統教學方法不匹配

近年來，學生出生在2000年以后，從小接觸的科學內容較為充足，尤其是對于科學理念和科學素養方面有較為廣泛的認知，在電工與電子技術實驗課程開展中要注意課程內容和材料的廣度和深度。其次，學生的學習特征表現在集中注意力的時間較短、合作意識不強、嚴格按照流程完成的規矩意識不強等特點，對于這樣的學習特點，傳統的實驗教學方法與之匹配度不夠高，在實驗開展過程中的組織、安排及監督上提出了更高的要求。

三? 面向新能源汽車領域的應用型課程設計

面對高等教育普及化、互聯網技術的發展及知識的快速傳播等因素的影響，高等教育要想實現內涵式發展，教師必須主動吸納新的教學理念，以新型教學理念構建新的教學理論，以新型教學理論主導對新技術的合理利用。

（一）? 落實OBE教育理念

OBE（Outcome-Based Education，OBE）教育理念，又稱為成果導向教育、能力導向教育、目標導向教育或需求導向教育，是目前工程認證的核心理念。OBE教育理念是一種以成果為目標導向，以學生為本，采用逆向思維的方式進行的課程體系建設理念，核心理念包括學生中心、產出導向、持續改進三大理念。

學校在修訂2022版人才培養方案過程中，對標工程認證，依據OBE理念來完成，如圖1所示。在汽車服務工程人才培養方案中，全面反映了學生畢業在思想品德、工程知識、問題分析、設計/開發解決方案、研究、使用現代工具、工程與社會、環境和可持續發展、職業規范、個人和團隊、溝通、項目管理及終身學習十三個方面要達成的目標和要求，其中與新能源汽車專業的電工與電子技術實驗課程緊密聯系的主要有工程知識、問題分析能力及使用現代工具能力三個方面，要求學生能夠運用數學、自然科學、工程基礎和專業知識，將復雜工程問題用數學模型、力學模型等加以描述并對其進行分析，解決汽車服務領域的復雜工程問題；能夠應用數學、自然科學、工程科學的基本原理對汽車服務領域的復雜工程問題進行識別，并運用圖紙、圖表、文字等準確表述；能夠綜合運用文獻、規范、標準或軟件工具等進行技術分析并獲得有效的結論；能夠針對汽車服務領域的復雜工程問題，開發、選擇、使用恰當的信息技術工具和現代工程工具，進行建模、求解、分析，并能夠理解其局限性[7-8]。

（二）? 建構基于PBL的應用型教學模式

為了實現面向新能源汽車領域的應用型人才培養，在應用型本科院校中開展電工與電子技術實驗課程是培養學生綜合應用能力和創新能力的最佳手段。采用以項目為主線，任務驅動的PBL（Problem-Based Learning）教學法，如圖2所示，形成以學生為中心、以PBL為主導的應用型教學模式，并將這種教學模式與互聯網自身的“交互性”結合，突出以應用為主線、教師為主導、學生為主體的特點，以喚起學生的自主學習興趣，激發學生完成高難度任務的學習動力。在實際教學中，要求學生在課堂上以小組為單位、以項目為主線進行分工和協作，有針對性地進行學習，對于不懂的內容先進行小組討論，對于討論后仍無法解決的問題由指導老師給予解決，這樣可以提高學生的學習效率和趣味性，更好地激發學生的自主學習能力。

（三）? 開發面向崗位能力需求的應用型教學內容

在基于OBE的產出導向教學設計理念中，為使得畢業生可以達到工作崗位的能力要求，其畢業要求是根據畢業生工作崗位確定的，而教學內容的選取是由畢業要求所確定的，即需求決定了教學內容。依據這一理念，針對新能源汽車方向畢業生的實際產出需求進行探究，將電工與電子技術實驗課程的教學內容分為驗證型、應用型、創新型，分別培養學生的基本能力、應用能力、創新能力。

緊扣電工與電子技術在新能源汽車中的應用，為使得學生在學習這門課程時能夠帶著專業目的性去學習，建立了課程能力匹配矩陣如圖3所示，通過合理取舍實驗教學內容，既減輕了學生學習的負擔，又提高了學生學習的興趣。比如整車廠汽車電子與電器崗位，要求掌握基礎電路，認識電阻、電感、電容和繼電器、保險等電子元器件；掌握儀器儀表的使用，例如萬用表、示波器、直流電源等的使用；掌握電機原理和電機拖動的知識。與崗位要求相對應地制定相關內容的教學目標，而教學內容要與教學目標相匹配，主要掌握以上的知識和相關的技能。

同時，在實踐過程中融入課程思政教學，將知識應用、團隊協作、創新精神等內容融入課程實踐中，實現課程思政與思政課程的協同育人。

（四）? 建立多元分階教學評價體系

根據OBE教學理念，學生的“最終成果”要與學生學習的過程成果緊密結合，按照反向設計的原則進行課程和內容設計，課程評價也要分階段成果進行評價。汽車專業的電工與電子技術實驗課程以具體項目為內容，緊抓學生畢業要求里需要掌握的工程知識、問題分析能力及使用現代工具能力三個方面，采用學生自評、同學互評、教師評價，對學生在知識應用、實驗準備、電路設計、儀器設備選擇、操作規范、分工協作、獨立思考解決問題、實驗數據測試和處理及科學問題表示等方面，以及與人溝通能力、自學能力、表達能力、工程倫理和創新能力等方面按照驗證型實驗、應用型實驗、創新型實驗三方面進行多層次、多元評價，側重考核學生的知識、能力、素質。本文面向新能源汽車領域構建了電工與電子技術實驗的多元分階評價指標體系，具體評價矩陣見表1。

四? 結束語

根據新能源汽車專業的電工與電子技術實驗課程目前開展的情況，總結了教學理念與社會發展不適應、教學內容與崗位需要不一致、考核結果與能力水平不協調和學生學習特征與傳統教學方法不匹配四個教學痛點。基于這樣的教學痛點，研究了應用型本科電工電子實習實驗課程的教學模式。本文面向新能源汽車領域人才需求，對電工與電子技術實驗課程教學模式進行了優化，改變了過去按部就班的實驗教學模式，構建了基于OBE理念和PBL的應用型教學模式，開發了階梯式、不同方向的驗證型、應用型、創新型實驗，通過建立多元分階的教學評價體系，將未來畢業生應該掌握的能力有機地導入到實驗課程設計中。真正做到了通過差異化的“因材施教”實現對學生基本技能、知識應用能力、創新能力的培養，達到了以預期學習產出為中心來組織、實施、評價教育的目的。

參考文獻：

[1] SPADY W G. Outcome-Based Education： critical issues and answers[M]. Virginia：American Association of School Administrators， 1994：129-140.

[2] 支雙雙，金大海，師卓.基于“學習產出”的“電子實訓”課程的教學改革[J].電氣電子教學學報，2019，41（2）：130-134.

[3] 周春月，劉穎，張洪婷，等.基于產出導向OBE的階梯式實踐教學研究[J].實驗室研究與探索，2016，35（11）：206-208，220.

[4] 仉毅，孫慧芝.基于OBE的實驗實踐環節教學方法改革的探索[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2018（9）：10-11.

[5] 顧佩華，胡文龍，林鵬，等.基于“學習產出”（OBE）的工程教育模式——汕頭大學的實踐與探索[J].高等工程教育研究，2014（1）：27-37.

[6] 劉美華，屈喜龍，劉偉成.依托電工電子實訓開展大學生創新性實驗計劃[J].實驗室研究與探索，2016，35（1）：209-211，266.

[7] 牛佳，張濤，劉江晟，等.“OBE”教學模式在“水處理生物學”實驗課教學改革中的應用探討[J].教育理論與實踐，2020，40（36）：56-58.

[8] 常建華，張秀再.基于OBE理念的實踐教學體系構建與實踐——以電子信息工程專業為例[J].中國大學教學，2021（Z1）：87-92，111.

基金項目：內蒙古自治區教育科學研究“十四五”規劃課題“面向地方應用型本科院校的‘一流課程設計與實踐”（NGJGH2021492）；內蒙古自治區教育科學研究“十四五”規劃課題“應用型本科院校《汽車底盤構造》混合式一流課程設計與實踐研究”（NGJGH2021509）；內蒙古哲學社會科學教育信息化技術研究專題“融合在線教學數據的應用型本科教學創新研究”（ZSZX21138）；內蒙古自治區教育科學研究“十三五”規劃課題“應用型本科院校打造‘一流課程設計與實踐研究”（NGJGH2020439）；內蒙古自治區自治區級一流課程“《汽車維修工程》”（無編號）、“《汽車底盤構造》”（無編號）；2020年度鄂爾多斯應用技術學院教育教學改革重點研究項目“面向新能源汽車的電工與電子技術課程理虛實一體化教學改革與實踐”（20200101）

第一作者簡介：任春（1985-），男，漢族，內蒙古鄂爾多斯人，博士，副教授。研究方向為汽車安全與輕量化、汽車NVH性能分析與優化和高等教育管理。

*通信作者：楊雪峰（1990-），女，漢族，內蒙古鄂爾多斯人，碩士，講師。研究方向為汽車結構優化設計。