新工科背景下新能源汽車專業(yè)方向課程體系改革

張佩 顏伏伍 侯獻軍 杜常清 王志紅

摘 ?要：新工科專業(yè)的人才培養(yǎng)特色與人才培養(yǎng)目標要通過其課程體系來實現(xiàn)。為構(gòu)建與新能源汽車專業(yè)人才培養(yǎng)模式相適應(yīng)的課程體系，分析了課程體系改革的內(nèi)涵，在此基礎(chǔ)上圍繞課程體系改革所涉及的目標要素、結(jié)構(gòu)要素與過程要素展開系統(tǒng)研究，確立了面向國家需求的課程體系改革宏觀目標與面向?qū)I(yè)特色的課程體系改革微觀目標，形成了對接學科和行業(yè)前沿、學科交叉融合、梯次遞進、模塊化的四層次理論課程體系結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了全程貫穿、分層實施的三層次實踐課程體系結(jié)構(gòu)，提升了課程內(nèi)容的系統(tǒng)化，優(yōu)化了課程內(nèi)容的廣度與深度，提出了多元融合的教學方式，建立了全程化的課程考核多元評價方式，對相關(guān)學科新工科專業(yè)課程體系改革具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：課程體系改革;新工科;新能源汽車專業(yè)方向;教學方式;考核評價方式

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A ? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2021）33-0125-04

Abstract： Characteristics and targets of talent cultivating in new engineering major can be achieved through curriculum system. In order to construct curriculum system that fits in with talent training mode of the major in new energy vehicle， the connotation of curriculum system reform is analyzed in this paper. And on this basis， key elements involved in curriculum system reform are studied systematically， including target elements， structure elements and process elements. For curriculum system reform， macro target oriented for national demand and micro target oriented for major feature are both determined firstly. Secondly， interdisciplinary， modular， four-step progressive structure of theoretical courses focusing on subject frontiers is formed while three-step structure of practical courses implemented with layers throughout the whole process is built. Then， systematization of course contents is improved and depth and breadth of course contents is optimized. Finally， teaching methods with diverse fusion are proposed， as well as multiple evaluation methods covering overall curriculum process are created. This research provide reference for the curriculum system reform of correlative new engineering majors.

Keywords： curriculum system reform; new engineering; major in new energy vehicles; teaching method; evaluation method

新能源汽車是《中國制造2025》的重點發(fā)展方向。 開設(shè)新能源汽車專業(yè)方向既是實現(xiàn)我國汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的有力支撐，也是滿足我國新能源汽車行業(yè)人才需求的重要保障。教育部通過增設(shè)新能源汽車工程本科專業(yè)、開展基于新能源汽車專業(yè)的新工科研究與實踐項目等方式支持新能源汽車專業(yè)方向建設(shè)。武漢理工大學作為一所行業(yè)特色明顯的工科高校，是教育部直屬高校中為汽車行業(yè)培養(yǎng)人才規(guī)模最大的學校。武漢理工大學積極響應(yīng)教育部學科發(fā)展要求與新能源汽車產(chǎn)業(yè)變革需求，于2014年開始開設(shè)新能源汽車專業(yè)方向，培養(yǎng)新能源汽車專業(yè)人才。

課程體系是高等學校人才培養(yǎng)的核心要素。在新工科建設(shè)背景下，解決工程實際與工程教育的壁壘問題必須從課程體系入手[1]。新能源汽車呈現(xiàn)出車輛與能源、計算機、電子、信息、大數(shù)據(jù)等諸多領(lǐng)域深度交叉融合的特點，其顯著的多學科交叉特征對課程體系提出了新的要求。傳統(tǒng)以機械工程為主的課程體系一方面難以適應(yīng)新能源汽車專業(yè)方向?qū)φn程體系的學科交叉性與知識結(jié)構(gòu)的多維度提出的新要求，另一方面也無法滿足新能源汽車行業(yè)對人才的需求。本文在武漢理工大學校級重點教學改革研究項目的支持下，圍繞新能源汽車專業(yè)方向課程體系改革所涉及的關(guān)鍵要素展開系統(tǒng)研究，旨在構(gòu)建與人才培養(yǎng)模式和行業(yè)需求相匹配的課程體系，為“交叉復合+應(yīng)用創(chuàng)新”人才培養(yǎng)奠定堅實的基礎(chǔ)。

一、課程體系改革內(nèi)涵

課程體系指通過對課程的目標要素、內(nèi)容要素與過程要素等三大構(gòu)成要素進行動態(tài)排列組合實現(xiàn)課程體系目標的系統(tǒng)[2]。目標要素包括課程觀與課程目標。課程觀決定課程體系改革的方向，反映了課程體系的價值取向，是課程體系建設(shè)的根本出發(fā)點。課程目標體現(xiàn)了專業(yè)培養(yǎng)標準，是課程體系建設(shè)的根基。內(nèi)容要素包括課程結(jié)構(gòu)與課程內(nèi)容。課程結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了課程之間的邏輯關(guān)系。課程內(nèi)容反映了前述特定的課程觀與課程目標。過程要素即為課程活動方式，包括與課程教學內(nèi)容相適應(yīng)的教學組織形式、教學方法與教學評價方式。

由上述分析可知，一方面課程體系的內(nèi)容要素與過程要素相輔相成，共同支撐目標要素的實現(xiàn)，另一方面課程體系內(nèi)容要素與過程要素的確定又取決于所制定的目標要素。因此課程體系三大要素之間相互影響、彼此制約，耦合作用于人才培養(yǎng)的全過程。課程體系改革涵蓋前述三大核心要素的改革[3]。接下來將以新能源汽車專業(yè)方向為例，圍繞課程體系改革的目標要素、結(jié)構(gòu)要素與過程要素展開研究。

二、新能源汽車專業(yè)方向課程體系目標要素改革

（一）新能源汽車專業(yè)方向課程觀

課程觀是新能源汽車專業(yè)方向課程體系改革的指導思想與原則。新能源汽車專業(yè)方向課程觀具有以下特征：

1. 遵循學科規(guī)律、專業(yè)規(guī)律、課程規(guī)律。

2. 堅持把立德樹人作為教育的根本任務(wù)，全面推進課程思政建設(shè)。

3. 滿足工程教育專業(yè)認證要求，提高工程教育對新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的適應(yīng)性。

4. 融入“雙創(chuàng)”教育，符合“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的時代主題。

5. 反映新工科的內(nèi)涵與特征，滿足新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。

（二）新能源汽車專業(yè)方向課程目標

課程觀的實現(xiàn)貫穿于課程體系設(shè)計與建設(shè)的全過程。課程目標既是課程觀的具體表征，也是專業(yè)培養(yǎng)目標的細化。新能源汽車專業(yè)方向的課程目標代表著一個學校甚至一個國家對“培養(yǎng)什么樣的新能源汽車人才？”這一根本問題的回答，在宏觀層面上要回應(yīng)國家對新能源汽車多學科交叉融合發(fā)展及其相關(guān)領(lǐng)域人才素質(zhì)的要求與期望;在微觀層面上要明確新能源汽車專業(yè)方向存在的必要性與獨特性，突出該專業(yè)方向的特色?；诤暧^回應(yīng)國家需求、微觀明確必要性與特色的原則，新能源汽車專業(yè)方向的課程目標為：（1）宏觀層面，厚基礎(chǔ)、重交叉、促創(chuàng)新、重樹人，適應(yīng)國家新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展對人才素質(zhì)的需求;（2）微觀層面，明確新能源汽車專業(yè)方向的就業(yè)導向，建立與之相適應(yīng)的課程知識體系，強調(diào)其知識基礎(chǔ)的綜合性，形成面向“三縱三橫”、產(chǎn)學研創(chuàng)四位一體的武漢理工大學新能源汽車專業(yè)方向特色。

三、新能源汽車專業(yè)方向課程體系內(nèi)容要素改革

（一）新能源汽車專業(yè)方向課程體系結(jié)構(gòu)改革

每一個專業(yè)的課程體系結(jié)構(gòu)一定要與該專業(yè)的培養(yǎng)目標緊密結(jié)合，因此每一個專業(yè)的課程體系結(jié)構(gòu)沒有統(tǒng)一的模式[4]?，F(xiàn)有新工科專業(yè)課程體系與工程相結(jié)合要求不夠，課程體系化不足，課程間缺乏有機的聯(lián)系與相互支撐，各課程的目標缺乏協(xié)同。武漢理工大學作為汽車行業(yè)特色高校，針對新能源汽車專業(yè)方向課程體系結(jié)構(gòu)改革，充分發(fā)揮學校及學科發(fā)展的資源優(yōu)勢，采用校外走訪調(diào)研與校內(nèi)理論研究相結(jié)合、產(chǎn)教共謀的方式，按照畢業(yè)要求的層級關(guān)系，以理論課程與實踐課程為兩個主線，以通識課程、學科基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程和跨學科課程為四個層次，形成了對接學科和行業(yè)前沿、學科交叉融合、梯次遞進、模塊化的理論課程體系結(jié)構(gòu)，以基礎(chǔ)層、提高層、創(chuàng)新層為三個層次，構(gòu)建了全程貫穿、分層實施的實踐課程體系結(jié)構(gòu)。

通識課程包含思想政治、外國語言、體育軍事和通識選修四大課程模塊，其中思想政治、外國語言與體育軍事為必修模塊。通識選修模塊由核心選修與自主選修兩部分組成，核心選修以文明與傳統(tǒng)類、社會與發(fā)展類、藝術(shù)與人文類、自然與方法類課程為主，自主選修涉及數(shù)理科學、哲學心理學、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等。通識選修課程應(yīng)修滿至少9學分，其中核心選修不少于2學分;自主選修課程中，至少在藝術(shù)與審美、創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)兩個領(lǐng)域各選修1門課程。學科基礎(chǔ)類課程包含理學、計算機、機械與電子四大課程模塊。理學課程模塊由數(shù)、物、化、力等基礎(chǔ)課程組成。

專業(yè)課程包含學科前沿與專業(yè)導論課程、專業(yè)核心課程與專業(yè)特色課程三大課程模塊。專業(yè)核心課程模塊由熱工流體課程群與車輛全產(chǎn)業(yè)鏈課程群組成，熱工流體課程群由工程熱力學、傳熱學、流體動力學三大理論課程組成;車輛全產(chǎn)業(yè)鏈課程群，覆蓋當前新能源汽車設(shè)計、生產(chǎn)與制造全產(chǎn)業(yè)鏈，從基本原理-車輛基本結(jié)構(gòu)-車輛設(shè)計與開發(fā)-車輛制造逐層遞進，涉及汽車理論、發(fā)動機原理等原理類課程，汽車構(gòu)造等結(jié)構(gòu)類課程，電動汽車設(shè)計基礎(chǔ)等設(shè)計類課程，汽車及其動力系統(tǒng)制造工藝學、新能源汽車輕量化設(shè)計制造技術(shù)等制造類課程。專業(yè)特色模塊由新能源汽車“三縱”技術(shù)課程群、“三橫”技術(shù)課程群與具有行業(yè)特色的校企合作課程群組成，“三縱”技術(shù)課程群涵蓋純電動汽車技術(shù)、混合動力汽車技術(shù)與燃料電池汽車技術(shù)等課程，“三橫”技術(shù)課程群包含電池及其管理系統(tǒng)、燃料電池基礎(chǔ)、電機學、電動汽車電驅(qū)動理論與控制、汽車動力裝置控制管理系統(tǒng)等課程，校企合作課程群包含汽車動力系統(tǒng)開發(fā)與項目管理、汽車動力系統(tǒng)創(chuàng)新綜合設(shè)計等課程。

跨學科綜合類課程是面向汽車新四化發(fā)展的學科交叉知識體系，包括自動控制原理、車用嵌入式系統(tǒng)等學科交叉類課程，汽車性能建模與仿真基礎(chǔ)、動力鋰電池制造與性能測試技術(shù)等工具類課程，科技文獻檢索與寫作、汽車企業(yè)倫理與社會責任等個性類課程。

實踐課程體系由實驗模塊、設(shè)計模塊、實習模塊、實訓模塊、軍訓與社會實踐模塊等五大模塊組成。實踐課程體系的基礎(chǔ)-提高-創(chuàng)新三個層次分別對應(yīng)學生的基本-專業(yè)-綜合實踐能力的培養(yǎng)。實驗模塊的基礎(chǔ)層為基本的物理實驗、化學實驗，提高層為熱工流體實驗、車輛及其關(guān)鍵部件性能實驗，創(chuàng)新層為新能源汽車電池測試綜合實踐等自主設(shè)計類綜合實驗。設(shè)計模塊的基礎(chǔ)層為計算機程序設(shè)計、機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計，提高層為汽車新能源及其動力裝置課程設(shè)計，創(chuàng)新層為汽車動力系統(tǒng)創(chuàng)新綜合設(shè)計課程與畢業(yè)設(shè)計。實習模塊的基礎(chǔ)層為電子實習與專業(yè)認知實習，提高層為汽車拆裝實習，創(chuàng)新層為畢業(yè)實習。實訓模塊的基礎(chǔ)層為機械制造工程實訓，提高層為新能源汽車技術(shù)實訓，創(chuàng)新層為大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目、學科競賽體系、校院兩級創(chuàng)客活動等。軍訓與社會實踐模塊的基礎(chǔ)層為軍事訓練，提高層為校院兩級的寒暑期社會實踐與志愿服務(wù)活動，創(chuàng)新層為大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、創(chuàng)業(yè)項目孵化。

（二）新能源汽車專業(yè)方向課程內(nèi)容改革

課程內(nèi)容支撐著課程目標的最終實現(xiàn)，也是提升課程質(zhì)量的先決條件。課程內(nèi)容改革主要圍繞兩個方面展開：一是宏觀層面課程內(nèi)容的系統(tǒng)化，涉及不同類別、同一類別不同課程模塊、同一課程模塊不同課程之間的課程內(nèi)容的銜接與配合;二是微觀層面課程內(nèi)容的選擇，旨在實現(xiàn)某一門課程內(nèi)容的廣度和深度的最佳折中。

課程內(nèi)容的系統(tǒng)化需根據(jù)人才培養(yǎng)目標與產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，確定模塊內(nèi)課程之間的邏輯關(guān)系及相互作用，以明確每門課程在模塊中的作用和定位。構(gòu)建課程群組或團隊，通過梳理各門課程知識的關(guān)系，加強、重視不同課程知識點之間的關(guān)聯(lián)，平衡模塊化課程之間的教學內(nèi)容，避免出現(xiàn)交叉重復的現(xiàn)象，發(fā)揮每門課程的增強效應(yīng)，以有效實現(xiàn)課程群組或課程模塊的教學目標。聯(lián)合開發(fā)模塊內(nèi)容難度大、需要多方合作的多學科交叉課程。

課程內(nèi)容傳遞的知識是學生形成自身知識體系的主要素材，課程內(nèi)容的選擇要符合學生認知發(fā)展規(guī)律與學科發(fā)展規(guī)律、貼近與適應(yīng)社會發(fā)展實際。新能源汽車專業(yè)方向課程體系及學生知識體系與行業(yè)需求的匹配度體現(xiàn)在課程內(nèi)容的選擇中。新工科的內(nèi)涵及其特征決定著其課程內(nèi)容一方面要體現(xiàn)多學科交叉融合，另一方面要體現(xiàn)時代性與前沿性。因此，在確定新能源汽車專業(yè)方向課程內(nèi)容時，基于學生認知發(fā)展特點，結(jié)合學校專業(yè)布局特點和專業(yè)建設(shè)優(yōu)勢，以課程思政與“金課”建設(shè)為指引，按照“源于教材而高于教材”“適應(yīng)學生、社會與產(chǎn)業(yè)發(fā)展”“關(guān)聯(lián)教學大綱與學科積淀”的原則，不斷完善更新教材，優(yōu)化課程知識單元和課程知識體系，教學內(nèi)容體現(xiàn)科學性、前沿性、針對性和實效性，突出課程內(nèi)容的創(chuàng)新性。

通識教育類課程的課程內(nèi)容一方面在保持廣度的基礎(chǔ)上需提高深度，與專業(yè)相結(jié)合，開闊學生的眼界，突出專業(yè)特色，提升學生的生態(tài)、法律、安全意識，管理和審美能力，社會責任感以及倫理道德水平;另一方面要體現(xiàn)時代特色和要求，思政課程模塊強化習近平新時代中國特色社會主義與中國夢教育、社會主義核心價值觀教育、憲法法治教育，外語課程模塊注重國際化交流與表達能力訓練和培養(yǎng)，軍體課程模塊強調(diào)內(nèi)容的趣味性與體質(zhì)、人格、意志等方面培養(yǎng)的全面性，通識選修課程模塊要加強中華傳統(tǒng)優(yōu)秀文化教育。

學科基礎(chǔ)類課程的課程內(nèi)容要有挑戰(zhàn)度，體現(xiàn)運用數(shù)學、自然科學與工程科學經(jīng)典理論解決專業(yè)復雜工程問題的能力培養(yǎng)。一方面增強基礎(chǔ)知識內(nèi)容的難度，強化數(shù)理化基礎(chǔ)，拓展力、電、機、計等內(nèi)容;另一方面引入工程實踐案例，實現(xiàn)基礎(chǔ)知識與實際應(yīng)用問題的有機結(jié)合，檢驗學生對基礎(chǔ)知識的掌握程度，進一步改進學科基礎(chǔ)知識內(nèi)容。

專業(yè)課程的課程內(nèi)容要有創(chuàng)新性、前瞻性。將“國家能源安全大局觀”“綠色可持續(xù)發(fā)展觀”“關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控”等與課程有重要關(guān)聯(lián)的思政元素設(shè)計進教學內(nèi)容，建立課程思政案例庫，與專業(yè)教學知識內(nèi)容有機融合，激發(fā)學生的擔當意識與愛國情懷，樹立正確的價值觀與人生觀。注重科研反哺教學，緊跟學科發(fā)展前沿，更新課程教學內(nèi)容，突破教材內(nèi)容限制。增加教學案例、教學視頻、虛擬實驗、專題設(shè)計等內(nèi)容以拓展課堂教學內(nèi)容，增加課程難度，培養(yǎng)學生對所學基礎(chǔ)理論知識的應(yīng)用能力，并激發(fā)學生的自我學習意識，突出課程的創(chuàng)新性。

跨學科綜合類課程注重課程內(nèi)容的綜合性、系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性和推理性，融合部分新技術(shù)和新思路，適當提升內(nèi)容的難度，讓學生通過查閱課外資料，綜合分析，仿真分析、程序設(shè)計等方法解決問題，從而提高課程內(nèi)容的挑戰(zhàn)度。

四、新能源汽車專業(yè)方向課程體系過程要素改革

（一）新能源汽車專業(yè)方向課程教學方式改革

課程實施往往通過教學過程來具體展現(xiàn)，包括教學方法、手段、場所及資源等多方面。根據(jù)工程教育新模式對教學方式先進性與互動性的需求，新能源汽車專業(yè)方向的教學方式改革主要圍繞以下方面展開。

1. 多手段的互動化教學模式

以智慧教學工具為載體，構(gòu)建與課程教學目標和內(nèi)容相匹配的互動化教學模式。全面實行線上線下結(jié)合的混合式教學模式，體現(xiàn)“以學為主體、以教為主導”的教學理念。通過線上教學激發(fā)學生的學習主動性，引導學生開展探究式、個性化學習，提升線下課堂教學效果。依托線上教學平臺資源，助力“課前、課初、課中、課末、課后”五個環(huán)節(jié)實現(xiàn)“導學、督學、研學、驗學、助學”等信息化支撐職能。

2. 多樣化的教學方法

依托信息技術(shù)、信息化教學條件，利用有限的學時實現(xiàn)豐富教學內(nèi)容的有效講解。開展細致的課前教學內(nèi)容設(shè)計，將寶貴的課堂講授時間留給難度較高的知識點，提高課內(nèi)教學效率。積極嘗試研究式、討論式、案例式、項目式等教學方法，增加學生的參與度;運用雨課堂、虛擬仿真等信息化技術(shù)進行課堂測試和互動，改善課堂活躍度。

3. 多元化的教學組織形式

課堂與項目結(jié)合，以問題求解為驅(qū)動，從科研課題中挖掘知識做研究型教學，探索基于科研項目的動態(tài)教學組織。通過研究型教學，使學生體驗知識再創(chuàng)造，激發(fā)學生的探索欲，提升學生的創(chuàng)新意識。強化課程思政建設(shè)，形成“知識傳授+能力培養(yǎng)+價值引領(lǐng)”三維融合的教學體系，增強學生科技報國、發(fā)展我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的使命感與責任感。以大學生“雙創(chuàng)”、大學生節(jié)能減排、方程式賽車等項目和比賽為載體，開展創(chuàng)新性綜合訓練，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

（二）新能源汽車專業(yè)方向課程考核評價方式改革

課程教學內(nèi)容與教學方式的改革必然要求其考核評價方式也要隨之更新，進一步落實以學生能力提升為中心的教學目標。以產(chǎn)出培育為導向，實施全過程、多維度的考評，豐富考核手段。建立“考核全程化、形式多樣化、指標多元化”的學生學業(yè)考核評價機制，在考核方式上體現(xiàn)對學生綜合能力的評價，提高學生學習的主動性。

適當增加過程考核的權(quán)重，進一步豐富過程考核內(nèi)容，比如平時作業(yè)、自主試驗設(shè)計、課堂討論參與度、實驗成績、課堂測試、調(diào)研報告、課程答辯、作品展示等。推廣無標準答案開卷考試等考核方式，體現(xiàn)考核內(nèi)容的開放性、靈活性與探究性。通過設(shè)立綜合性、探索性和研究性等實踐性作業(yè)，結(jié)合工程軟件應(yīng)用和實驗數(shù)據(jù)分析，引導學生自主進行團隊型、研究型學習，增加學生的參與度與課程的挑戰(zhàn)度，達成課程評價體系與學生綜合能力的相互協(xié)同。

五、結(jié)束語

通過對課程體系改革內(nèi)涵的深入分析，研究新工科背景下新能源汽車專業(yè)方向課程體系改革問題，有助于提升專業(yè)培養(yǎng)質(zhì)量，促進學科專業(yè)良性發(fā)展。本文圍繞面向國家需求的課程改革宏觀目標與面向?qū)I(yè)特色的課程改革微觀目標，通過理論與實踐兩主線課程體系構(gòu)建、宏觀-微觀課程內(nèi)容改革、教學模式-教學方法-教學組織形式相結(jié)合的教學方式更新、考核全程-形式多樣化-指標多元化的考核評價方式探索，建立了適應(yīng)新工科建設(shè)要求的新能源汽車專業(yè)方向課程體系，支撐了新能源汽車“交叉復合+應(yīng)用創(chuàng)新”人才培養(yǎng)。

參考文獻：

[1]楊毅剛，唐浩，宋慶.遵循工程邏輯構(gòu)建一體化的課程體系[J].高等工程教育研究，2019（1）：44-51.

[2]劉昱濤.構(gòu)建行動導向課程體系 提升高職營銷人才培養(yǎng)質(zhì)量[J].教育教學論壇，2012（2）：54-55.

[3]關(guān)新，趙琰，郭瑞，等.行業(yè)評價驅(qū)動下的產(chǎn)教融合課程知識體系建設(shè)[J].高等工程教育研究，2021（4）：111-117.

[4]林健.新工科專業(yè)課程體系改革和課程建設(shè)[J].高等工程教育研究，2020（1）：1-13+24.