新工科背景下《汽车理论》课程教学方法改革与实践
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作者:王彦婷 王凯 杨艳艳
摘 要：《汽车理论》是车辆工程核心课程，教学内容与知识点丰富，理论与实践结合性强。本文研究是在新工科背景下，讨论了《汽车理论》课程教学现状，表现出教师教学理论落后，教学方法单一；学生基础薄弱，意志力不坚定；实践条件限制大；课程考核方式单一。针对上述问题，从教学方法、教学内容、教学评估与考核方法等方面，提出科学的教学改革措施，以保障《汽车理论》教学成效，仅供参考。
关键词：新工科 《汽车理论》 教学方法 改革实践
《汽车理论》，是车辆工程专业的核心课程，也属于汽车服务工程、交通运输、汽车维修教育、能源与动力工程的基础课程。《汽车理论》是汽车动力学的基础内容，注重研究汽车行驶规律与动力，分析汽车使用性能和影响因素，提供科学的设计与使用汽车的理论依据。《汽车理论》课程对工程实践的指导意义重大，属于技术性与理论性结合的课程，涉及到大量复杂内容，在部分章节中，包含公式推导与受力分析，内容晦涩难懂，容易使学生产生畏惧心理。所以，教师注重创新教学方法与手段，以满足《汽车理论》教学方法的需求。
1 新工科背景下的车辆工程人才培养要求
为了应对科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等国家战略，教育部推进新工科建设，深入探索新工科模式下的中国模式、中国经验，助力高等教育强国建设。在我国教育系统中，高等教育属于相互关联的组成，能够培养高级人才，对社会发展水平的影响大。在新产业发展环境下，智能汽车属于大数据技术、云计算技术、人工智能技术、物联网技术的应用平台，成为新科技革命、产业变革产业。2020年，发改委、工信部联合下发智能汽车创新发展通知，要在五年后实现高度自动驾驶汽车，在特定环境下的市场化应用。到2035年，实现标准智能汽车体系全面建成目标。上述发展战略对车辆工程专业素质人才培养与输出，提出较高需求与挑战。再加上汽车产量逐年增长，汽车保有量增加，在此种大环境下，车辆工程行业人员素质低下、专业人才缺乏问题突出。所以，培养一批具备社会主义理想信念、理论知识基础、工程实践能力强的人才，胜任智能汽车行业发展需求。
2 《汽车理论》教学现状分析
在车辆工程专业培养目标中，虽然《汽车理论》课程比较重要，但是教学过程的不良问题非常多，多表现在以下方面：
2.1 教师教学理论落后，教学方法单一
传统教学工作中，教师是教学主导者，教师按照教学大纲与教案，采用板书、多媒体方式，在课堂中讲解课程教材知识，学生只能被动接受教师讲解内容。由于此种教学方式存在灌输式、机械式特点，会加剧课堂氛围沉闷感，教师的激情不足，学生缺乏学习动力，无法培养工程意识、创新能力。分析现象原因，多是由于教育教学理念落后，未把握新工科背景下的教育教学规律，对翻转课堂、案例教学、问题导向的探究深度不足等。
2.2 学生基础薄弱，意志力不坚定
与国内双一流高校相比，应用型本科院校的教育环境、教学投入、师资队伍、硬件设备、培养模式的差距大，导致大学生的公共基础知识薄弱，比如高等数学、大学物理、理论力学的掌握度不足。《汽车理论》课程研究内容，包括性能定义、评价指标、模型建立、系统分析，同时包含性能预测、参数计算等知识。尤其是在《汽车理论》的第六章，汽车行驶平顺性，包含较多微分方程、生疏概念、公式推导、物理参数等，导致学生学习期间存在较多难题，常常怀疑自己的学习能力和理解能力。
2.3 实践条件限制大
《汽车理论》课程实践环节，具备特殊性与专业性特点。比如汽车动力性、操作稳定性、制动等实验。在实践操作中，要求实验员具备丰富驾驶经验，且外部环境的风速适宜、温湿度适宜、道路类型差异；实验仪器设备，包括油耗仪、底盘测功机、整车等。地方院校很难满足上述实践条件，导致实际教学期间的基础设施缺乏，学校会取消实践教学。
2.4 课程考核方式单一
在《汽车理论》课程考评中，终评成绩包括平时成绩、期末成绩。其中，期末成绩以试卷考核为主，占比70%；平时成绩包括签到、平时作业等，占比30%。尽管此种考核方式具备客观性，但是却具备片面性特点，不注重考核学生的问题分析能力、实践处理能力，不能准确反映出学生学习状态，存在日常不听课、考试作弊等问题。
上述问题都出现在高校《汽车理论》教学中，对新工科背景的车辆工程应用人才培养影响大，不满足新工科背景下的车辆工程人才需求。所以，需要深入分析《汽车理论》日常教学问题，才可以联系实际情况，提升学生的学习效果。
3 新工科背景下《汽车理论》课程教学方法改革与实践
新工科专业课程设置，在整个课程w系中的地位较高，注重掌握前导课程、后续课程的逻辑关系，明确课程在学生研发能力、创新能力、团队协作能力中的培养价值。《汽车理论》课程，属于车辆工程的核心课程，能够直接影响新工科课程体系建设，有助于实现新工科培养目标。
3.1 《汽车理论》课程教学改革要求
第一，有效性与稳定性：学生在学习《汽车理论》课程知识、理论、方法时，能够在职业发展、终身学习中获得无法代替作用，即基本规律、原理、技能是长期有效的。《汽车理论》课程内容，可以在学生毕业后的职业生涯中发挥作用。
第二，前沿性与系统性：《汽车理论》课程教学内容，包含汽车行业前沿知识、科技、行业发展现状等，能够扩展学生视野，引导学生关注行业发展，掌握专业科研动向。《汽车理论》课程教学内容为完整的、独立的系统，核心内容涉及到基本技术、理论，最新进展等。
第三，应用性与实践性：《汽车理论》课程应用性，是通过教学内容处理复杂工程问题，推广应用到汽车行业，包括工程问题解决思路、方法与手段。《汽车理论》课程实践性，主要是结合课程教学内容、工程实践，有效指导工程实践，支持和促进工程教育实践的有序开展。
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3.2 《汽车理论》课程教学改革步骤
第一，校外调研：新工科教育，是面向工业革命、科技发展、工业发展的系统性变更与创新，能够促进新兴工程教育领域、教育实践发展，培养科技与工业发展需求，全面促进国家创新经济发展。《汽车理论》课程教学改革，应当重视课外调研工作，特别是处于行业领先位置的汽车企业、研究院所，以座谈会、调查问卷方式调研，邀请行业先进人物、技术专家、知名学者，全面开展教学交流活动。通过相关调研活动，明确汽车行业对毕业生的工程项目管理、专业技能、职业素养的要求，确保学生掌握《汽车理论》课程知识、基础技能，明确课程大纲的知识点。
第二，校内比较：按照《汽车理论》课程知识要求，修订和完善教学大纲，选择和明确课程教学目标、内容与方法同时，与《汽车构造》、《汽车设计》等教学内容比较，注重课程教学内容衔接，防止课程间出现教学内容重复问题。
第三，集体撰写：由担任《汽车理论》课程教学、相关课程教学的教师，成立课程组。采用校外调研、校内比较方式，按照教学内容编写教学大纲。在编写过程中，应当组织开展小组讨论，明确教学重难点内容，优化组织和编排教学，通过调整教学内容，实现课程目标。在编写《汽车理论》教学大纲时，注重吸收新工科相关学科的前沿性成果，将行业发展趋势、代表性研究成果，充实到课程教学内容中，以满足教学内容的前沿性要求。
3.3 《汽车理论》教学改革重点
第一，采用项目中心制的教学方法：基于课程建设角度分析，课程项目化成为课程建设重点，特别是承担教育任务的课程，将项目作为课程设计与实施重点，处理好项目问题。课程实施需要立足于真实情景，并且围绕项目开展教学活动，学生完成项目任务的同时，可以实现课程目标。《汽车理论》课程教学内容丰富，涉及到较多知识点。为了实行项目中心制教学方法，需要按照《汽车理论》课程教学内容与重难点知识，合理安排教学项目。选择10个学生作为1组，按照课程进度完成项目。学生查阅相关资料，计算项目理论知识。采用课程教学项目化，可以使学生养成良好学习习惯。
第二，课程教学内容的前沿性：汽车科技快速发展，汽车行业出现较多新理论与新技术，《汽车理论》课程内容存在滞后性。前沿性，是指课程教学内容中包含新工科专业、学科前沿知识、研究成果等，能够帮助学生掌握未来发展动向。在《汽车理论》教学过程中，应当增加汽车新理论、新材料内容，引导学生关注汽车行业发展趋势，将汽车行业科研成果纳入到教学内容中。针对汽车未来发展趋势，应当邀请行业专家开展专题讲座，比如新型汽车动力系统燃料、汽车新材料，确保学生掌握汽车行业前沿性技术。
第三，课程融入科研活动：遵循新工科建设目标中，应当设置国家战略，以满足产业需求，从而满足未来发展要求。因此，将科研活动引入到《汽车理论》中的意义显著。按照《汽车理论》教学内容，联合汽车未来发展趋势，设置相关研发课题。通过科研活动，结合教学内容，不仅能够增加课程难度，还可以深度挖掘学生潜能，确保学生能够积极参与到科研工作中，充分调动学习积极性，实现课程培养目标。
第四，优化课程教学设计：在讲授阶段，教师保留传统教学的精华部分，要求教师做好备课，提炼课堂讲解重点知识，确保讲解过程的清晰度，确保学生能够快速了解课程重难点知识。合理控制讲解时间，一般为20min，讲课期间无需提问学生，主要引导学生认真听讲，比如《汽车理论》中的概念与理论知识。独学阶段：在独学阶段，教师通过教学设计方式，在课程知识点内挑选难度适宜内容，做好留白处理，交由学生自主学习。教师按照知识体系，向学生提供关键词，作为学习内化单。学生学习期间，可以划分知识掌握程度，比如知识点已掌握、未掌握等。通过此种方式，可以弥补传统教学的思考时间不足问题，确保学生能够内化吸收相关知识点，提升学习主动性。讨论阶段：将全班学生划分为四人小组，按照教师讲解内容与独学内容，由小组讨论学习，确保每个学生都能够发言，分享和交流学习心得。
第五，丰富教学方法：在《汽车理论》教学中，存在较多受力分析、公式指导，比如汽车驱动力、制动力受力分析，采用传统板书教学法，能够给予学生充分的思考与理解时间，能够随着教师讲解，理解公式推导过程。多媒体教学法，信息量非常大，学生的思考与理解时间短，相应影响教学效果。在《汽车理论》课程中，包含汽车构造相关知识，需要展示出多种内容，例如发动机工作过程，通过多媒体课件演示，向学生展示出实物、模型的运动过程。应用动画、视频方式，能够使抽象化概念知识具象化。《汽车理论》课程的理论性较强，比如计算电动汽车燃油经济性，涉及到大量数据计算、公式推导。如果应用计算与绘制方式，将无法获得满意结果。在数据分析与绘图上，仿真软件的应用优势显著，能够提供函数与模块工具。在教学过程中，应用工程软件方法绘图，实行分析计算，不仅可以确保绘图与计算准确性，还可以提升学生学习工具与软件的积极性。
第六，互动式教学环节：互动式教学，是学生参与到日常教学中，确保教师与学生能够有效沟通，提升学生学习积极性。教学过程中，不能只是教师开展课堂教学，学生被动接收听讲，此种教学方式枯燥且乏味。互动式教学，是教师主导学生，突出学生的主体地位。比如在汽车外形设计，降低燃油消耗率章节教学中，可以应用多种方式降低油耗。教师将学生划分为若干小组，每组学生查阅资料和讨论之后，由学生制作课件，并且选出学生代表，介绍汽车外形设计想法，并且由其他组学生提问，不仅可以锻炼学生表达能力，还可以活跃课堂气氛，加强学生的综合能力。
第七，理论与实践相结合：《汽车理论》内容比较注重理论，如果不联合工程实践内容，将无法发挥出指导实践作用。教师注重分析和总结教学内容，找寻科学的教学方法。学生接触汽车动力装置，能够深入理解理论知识。比如“汽车动力装置参数的选定”课程内容中，理论性非常强，教师可以带领学生设计动力装置参数，开展不同传动比设计实验，不仅可以确保学生掌握专业知识，还可以培养科学试验方法，加强动手能力。实践教学环节，可以将设计性实验添加到授课中，引入汽车相关机械系统，全面做好实例分析，并且由学生自主设计方案，分析和处理实际操作结果。比如，针对汽车转向系统，开展设计性实验，确保学生掌握转向系统对汽车操作稳定性的影响。学生分组套路，由学生拟定方案开展实验，优化转向系统设计。即使操作稳定性内容难度较大，则可以直观展现在学生面前，能够锻炼学生的自我学习能力、问题处理能力。
第八，完善课程考核与评价方法：合理考核学生能力，能够促进教学活动的开展，也可以加强学生学习主动性。学生评定成绩，不能只关注考试结果，还应当减少笔试成绩比重，加大实践成绩比重。教师可以将考核成绩划分为以下内容：第一，课堂表现、问题回答，占比15%；第二，日常作业完成情况，占比15%；第三，实践操作成绩，比如数据仿真绘图、设计性实验，占比20%；第四，期末考试成绩，占比50%。改革考核方法，W生成绩评定不再为闭卷考试，能够锻炼学生实践能力，充分调动学生积极性，促进学生个性发展。
4 结束语
综上所述，持续改进教学方法，有助于提升学生知识掌握能力，提升实践操作能力，加强学生学习积极性。教师和学生都应当高度重视教学方法改革与实施。《汽车理论》课程，是车辆工程专业的核心课程，教学改革有助于加强车辆专业人才的培养效果，提高汽车理论教学质量，确保学生能够理解和掌握课程知识。按照课程内容差别，选择科学的教学方法，属于车辆工程教师的专业素质表现。优质的教学方法，有助于培养高素质、高专业的应用型人才，必须将全新教学理念、教学方法应用到《汽车理论》教学体系中，从而提升教学效率与质量，培养专业的汽车工程人才。
课题项目：
课题来源：黄河交通学院汽车工程学院教学改革研究与实践项目：应用型本科专业课《汽车理论》教学改革探究。
参考文献：
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