以產學合作協同育人為導向的“電動汽車原理與設計”課程改革

尹燕莉　詹森　賈涵杰

摘 要：隨著新能源汽車行業的快速發展，高校教育與企業發展不協調，其主要表現為理論與實際相脫節、教學方法采用傳統灌輸式、高效的信息化學習平臺支撐缺乏等問題。以教育部產學合作協同育人為導向，構建校企深度融合的“電動汽車原理與設計”課程改革方案。通過校企深度合作育人、混合式閉環教學模式、在線閉環式校企教學平臺等途徑，培養出具有工程應用能力的高校學生，以期滿足新能源汽車企業人才需求。

關鍵詞：電動汽車 課程改革

1 引言

在我國汽車企業向創新驅動發展的轉變過程中，高等工科教育與工業企業的改革發展之間的不協調成為一個至關重要、亟待解決的問題，這種不協調集中表現在高校培養的工程人才不適應工業企業轉型發展的需要[1]～[4]。出現這種尷尬局面的主要原因是我國的高等工科教育并沒有培養出大批具有一定創新能力的實用型、應用型人才。這與我國長期以來形成的較為封閉、單調的教育模式有關，與應試教育培養模式有關，也與高等教育的教學方法等有關。因此，結合新能源汽車行業的發展現狀，加強教學內容與企業單位需求人才要求相契合，以培養應用型人才為目標，開展產教深度融合、理論與實踐混合閉環、現代化信息平臺共享等教學環節，從而為新能源汽車行業輸送高質量優秀人才。

2 “電動汽車原理與設計”課程存在的問題

當前汽車行業朝著“新四化”方向轉變，車輛工程專業人才培養目標也發生了變革?！半妱悠囋砼c控制”課程是車輛工程（新能源汽車方向）專業的一門專業核心課程。本課程主要講授電動汽車動力電池的結構和工作原理，車用電動機的結構和工作原理，電動汽車的組成、工作原理、能量管理控制策略和參數匹配設計等。本課程要求學生學習后，能夠綜合運用電動汽車的相關理論，構建主要動力部件的數值模型和動力源能量分配的數學模型，基于專業軟件（MATLAB/Simulink、Advisor、Cruise）進行整車性能仿真，解決電動汽車參數匹配和控制策略制定的問題。

目前，該課程在講授過程中存在以下幾個方面的問題：

2.1 理論與實際脫節

①“電動汽車原理與設計”課程的教學模式和內容不能與時俱進、貼近實際工程和專業發展趨勢[5]。該課程教材理論知識更新速度，滯后于新能源汽車企業發展速度；市面上，尚未有對電動汽車動力電池的結構和工作原理，車用電動機的結構和工作原理，電動汽車的組成、工作原理、能量管理控制策略和參數匹配設計進行詳細講解的教材。授課教師需要整合大量相關教材和學術網絡資料，以更全面地對這些內容進行講授。同時，還將要在學時有限的情況下，把這些內容詳細地講述給學生，授課教師也必須能夠更好地精煉課件的核心內容，對學生前期已學內容有清楚的了解，避免重復講解知識點。

②高校試驗教學設備落后，教學實踐基地缺乏，專業教學長期以來只重理論而輕實踐。授課教師主要采用ppt、板書和播放視頻方式進行課程講解，學生對電動汽車整車結構和原理，仍不具有一定的感性認識。同時，授課教師需要具有雙師型身份，才能夠更好地將理論與實踐結合起來，并通過企業工程應用典型案例，增強學生工程應用的能力。

2.2 傳統灌輸式教學方法

課堂教學活動以面對面教學為主，學生采用的是一種單一的記憶、接受、模仿的被動學習方式[6]，一定程度上限制了學生的批判性思維、發散思維和創新思維[7]。雖然有課堂提問、小組討論、課堂測驗等課堂活動，但課堂活動的指導、監督、反饋和評價需要花費大量的時間，課堂活動能夠覆蓋到的學生數量有限。同時，授課教師講課難度，主要參考了大多數同學的平均水平。那么，對于學習能力較強的學生，上課內容消化較快，教師如何協調學生差異化帶來的問題，也是目前高校亟需解決的。

2.3 缺乏高效的信息化學習平臺支撐

沒有高效的信息化學習平臺支撐[8]～[10]，導致課上和課外教學活動無法高效開展，低效的教學活動增加了教師負擔，卻沒有取得良好教學效果。在課堂上講授新內容時，由于學生處在剛剛開始學習新內容的階段，缺乏獨立思考，因此不能很好地開展小組討論等活動；在課后深入學習時，需要相互討論卻又沒有集中的場所和合適的時間。

同時，高校也存在使用不同教學平臺（學習通、雨課堂、騰訊會議、超星課堂、釘釘等）的情況，學生一學期需要同時下載幾個軟件，才能滿足基本課程學習任務的要求。對于不同授課軟件之間的切換，也會給學生帶來操作上的諸多不便。

3 “電動汽車原理與設計”課程存在問題的分析

3.1 校企教學合作不足

當前，高校教材編寫人員大多以學校老師為主，未能充分地與企業專家進行交流，不能深入思考企業與高校在某些知識點掌握程度上的定位，由此難于撰寫出既有理論知識為基礎，也有工程案例來驗證理論的高質量教材。另外，高校與企業在教學實踐方面合作缺乏，未能充分利用企業現有資源，并參與到高校高質量人才培養中。

3.2 教學方法單一化

針對學生學習能力的差異化，傳統灌輸式教學方法，使得有的學生聽不懂，有的學生又學而有余。那么，統一的教學內容，單一的教學方法，會造成學生吸收效果較差。學生反饋給教師的信息是非常必要的，授課教師反思學生反饋意見，改進教學方式，更好地促進教與學的過程。

3.3 校企信息平臺不共享

高校信息平臺主要用于教師授課使用，缺乏與企業合作共享相關授課資源的問題。同時，企業也未能有效地跟蹤高校在新能源領域教學和研究的步伐，二者需要搭建溝通的平臺，實現相互交流合作。

通過教育部產學研合作協同育人平臺，高校和企業可以高效地交流合作。從而，能夠制定出企業與高校融合的“電動汽車原理與設計”的理論課程體系，并深入地探索出該課程的教學內容、教學方式、教學平臺等重要環節的改革，達到將學生培養成具有工程應用能力的技術人才的目的。

4 教學改革方案

4.1 校企深度合作育人

依托校企實習基地，組織學生進行參觀學習，并與資深工程師座談交流，了解企業文化、研發流程以及產品制造過程等。從而，提高學生的學習興趣和開拓學生的視野。針對課程的教學大綱和教學內容，授課教師與資深工程師進行深入地探討，完善和修訂教學資料，尤其需要增加企業工程項目案例，使其充分體現工程應用型人才培養路徑。

在本科生畢業設計過程中，實施新能源汽車企業導師與校內導師聯合培養的模式。學生畢業實習在企業導師團隊內完成，使其對汽車開發流程等有初步地認識，企業導師與校內導師交流制定畢業設計課題，該課題可充分考慮企業現有項目，在此基礎上，以校內理論知識為框架，指導學生完成本科畢業論文。同時，企業導師參與到本科畢業開題和答辯過程中，了解學生在不同階段的進度情況，以形成反饋，從而對高校畢業論文階段考查過程有所了解。高校導師在指導過程中也參與到企業項目中，熟悉企業現有開發技術，并應用于教學和畢業設計指導中。校內外導師相互交流，相互促進，共同培養出新能源領域技術過硬的人才隊伍。

4.2 混合式閉環教學模式

混合式閉環教學模式分為基于網絡教學平臺的理論教學閉環模式、基于企業共享實驗平臺的理論與實踐教學閉環模式。

前者借助網絡教學平臺把傳統課堂中完成的知識傳授過程提前至課前并由學生在線上自主完成，課堂線下教學則主要完成內化知識、提高能力、融會貫通過程，線下講授后，通過線上習題庫測試學生學習效果，將結果自動反饋給教師，教師根據反饋結果改進教學方法，形成“線上自學-線下講授-線上測試-線上反饋-線下改進”的理論與理論混合式閉環教學模式。

該教學模式打破傳統教學灌輸式的方法，讓學生與老師能夠不斷反饋信息，從而互相磨合，相互調整進度和方法，使得兩者基本保持一致，教與學相輔相成。學生學習興趣濃厚，自覺性增強，教師上課輕松，互動性強，整個課堂氛圍輕松愉快。在這樣的氛圍下，學生也愿意融入課堂學習中，學習效果好。同時，也會使得學生們對本專業興趣和信心滿滿，為后期學習打好堅實的基礎。

后者借助企業共享實驗平臺，把難以理解的線下理論知識通過線上實際操作，使學生能夠深刻地理解原理內涵，并能夠將其靈活運用。同時，學生試驗測試結果將通過共享平臺發送給教師，教師根據反饋信息，了解學生掌握情況，并進行個性化指導和教學方法改進，形成“線上自學-線下講授-線上試驗-線上反饋-線下改進”的理論與實踐混合式閉環教學模式。

該實驗教學模式打破傳統的設備不能讓每個學生參與的問題，通過網絡平臺學生都可以獨自實踐完成實驗，同時，實驗平臺根據每個學生完成情況，進行學習效果評估，教師針對學習效果稍微差的學生，進行再次輔導，直至其理解整個實驗過程。學生獨自參與到實驗中，通過感性認識，對理論知識有了更深刻地理解，這將為以后的工作和學習都奠定了堅實基礎。

4.3 在線閉環式校企教學平臺

借助在線學習平臺，打破傳統教學方法，實現線上線下混合式閉環教學模式。學生自學能夠完成的知識點，通過網絡教學平臺課前視頻學習，線下講授難以理解的知識點，并通過網絡教學平臺習題庫功能進行學習成果檢驗。對于線下授課比較抽象的理論，可以通過企業共享實驗平臺完成整個試驗操作過程，理論與實踐相結合，能夠對理論知識理解地更加深刻。

理論教學與實踐教學平臺相融合，可以在一個平臺上完成課程的學習任務，而且有企業工程師和高校教師共同指導、答疑，會獲得不同角度的解釋，從而使得學生能夠更好地了解企業和高校區別。同時，企業工程師和高校教師可以通過平臺，開展“電動汽車原理與設計”課程對應的頭腦風暴等類似的交流、探討等活動，豐富課程的內容，開闊了學生的視野，這使得學生對畢業后的職業規劃制定，做了充分地準備。

5 結語

本文緊緊圍繞國家和重慶市產業結構調整對新能源汽車人才培養的實際需求，結合高校教學中存在的理論與實際不符、單一的教學方法、低效的信息化學習平臺等問題，通過教育部產學研合作協同育人平臺，提出基于網絡教學平臺的理論教學閉環模式和基于企業共享實驗平臺的理論、實踐教學閉環模式。此外，探索教學內容、教學方法、教學平臺等重要環節的校企融合綜合改革，培養學生成為新能源企業所需的技術人才。

基金項目：2022年度重慶交通大學校級教育教學改革研究項目《基于“云共享實驗室+學習通”平臺的“電動汽車原理與設計”混合式閉環教學模式研究》 （項目編號-2203020）。

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