电动汽车原理与设计课程改革研究

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摘要：随着新能源汽车行业的快速发展，高校教育与企业发展不协调，其主要表现为理论与实际相脱节、教学方法采用传统灌输式、高效的信息化学习平台支撑缺乏等问题。以教育部产学合作协同育人为导向，构建校企深度融合的“电动汽车原理与设计”课程改革方案。通过校企深度合作育人、混合式闭环教学模式、在线闭环式校企教学平台等途径，培养出具有工程应用能力的高校学生，以期满足新能源汽车企业人才需求。

关键词：电动汽车;课程改革

1引言

在我国汽车企业向创新驱动发展的转变过程中，高等工科教育与工业企业的改革发展之间的不协调成为一个至关重要、亟待解决的问题，这种不协调集中表现在高校培养的工程人才不适应工业企业转型发展的需要[1]～[4]。出现这种尴尬局面的主要原因是我国的高等工科教育并没有培养出大批具有一定创新能力的实用型、应用型人才。这与我国长期以来形成的较为封闭、单调的教育模式有关，与应试教育培养模式有关，也与高等教育的教学方法等有关。因此，结合新能源汽车行业的发展现状，加强教学内容与企业单位需求人才要求相契合，以培养应用型人才为目标，开展产教深度融合、理论与实践混合闭环、现代化信息平台共享等教学环节，从而为新能源汽车行业输送高质量优秀人才。

2“电动汽车原理与设计”课程存在的问题

当前汽车行业朝着“新四化”方向转变，车辆工程专业人才培养目标也发生了变革。“电动汽车原理与控制”课程是车辆工程（新能源汽车方向）专业的一门专业核心课程。本课程主要讲授电动汽车动力电池的结构和工作原理，车用电动机的结构和工作原理，电动汽车的组成、工作原理、能量管理控制策略和参数匹配设计等。本课程要求学生学习后，能够综合运用电动汽车的相关理论，构建主要动力部件的数值模型和动力源能量分配的数学模型，基于专业软件（MATLAB/Simulink、Advisor、Cruise）进行整车性能仿真，解决电动汽车参数匹配和控制策略制定的问题。目前，该课程在讲授过程中存在以下几个方面的问题：

2.1理论与实际脱节①“电动汽车原理与设计”课程的教学模式和内容不能与时俱进、贴近实际工程和专业发展趋势[5]。该课程教材理论知识更新速度，滞后于新能源汽车企业发展速度；市面上，尚未有对电动汽车动力电池的结构和工作原理，车用电动机的结构和工作原理，电动汽车的组成、工作原理、能量管理控制策略和参数匹配设计进行详细讲解的教材。授课教师需要整合大量相关教材和学术网络资料，以更全面地对这些内容进行讲授。同时，还将要在学时有限的情况下，把这些内容详细地讲述给学生，授课教师也必须能够更好地精炼课件的核心内容，对学生前期已学内容有清楚的了解，避免重复讲解知识点。②高校试验教学设备落后，教学实践基地缺乏，专业教学长期以来只重理论而轻实践。授课教师主要采用ppt、板书和播放视频方式进行课程讲解，学生对电动汽车整车结构和原理，仍不具有一定的感性认识。同时，授课教师需要具有双师型身份，才能够更好地将理论与实践结合起来，并通过企业工程应用典型案例，增强学生工程应用的能力。

2.2传统灌输式教学方法课堂教学活动以面对面教学为主，学生采用的是一种单一的记忆、接受、模仿的被动学习方式[6]，一定程度上限制了学生的批判性思维、发散思维和创新思维[7]。虽然有课堂提问、小组讨论、课堂测验等课堂活动，但课堂活动的指导、监督、反馈和评价需要花费大量的时间，课堂活动能够覆盖到的学生数量有限。同时，授课教师讲课难度，主要参考了大多数同学的平均水平。那么，对于学习能力较强的学生，上课内容消化较快，教师如何协调学生差异化带来的问题，也是目前高校亟需解决的。

2.3缺乏高效的信息化学习平台支撑没有高效的信息化学习平台支撑[8]~[10]，导致课上和课外教学活动无法高效开展，低效的教学活动增加了教师负担，却没有取得良好教学效果。在课堂上讲授新内容时，由于学生处在刚刚开始学习新内容的阶段，缺乏独立思考，因此不能很好地开展小组讨论等活动；在课后深入学习时，需要相互讨论却又没有集中的场所和合适的时间。同时，高校也存在使用不同教学平台（学习通、雨课堂、腾讯会议、超星课堂、钉钉等）的情况，学生一学期需要同时下载几个软件，才能满足基本课程学习任务的要求。对于不同授课软件之间的切换，也会给学生带来操作上的诸多不便。

3“电动汽车原理与设计”课程存在问题的分析

3.1校企教学合作不足当前，高校教材编写人员大多以学校老师为主，未能充分地与企业专家进行交流，不能深入思考企业与高校在某些知识点掌握程度上的定位，由此难于撰写出既有理论知识为基础，也有工程案例来验证理论的高质量教材。另外，高校与企业在教学实践方面合作缺乏，未能充分利用企业现有资源，并参与到高校高质量人才培养中。

3.2教学方法单一化针对学生学习能力的差异化，传统灌输式教学方法，使得有的学生听不懂，有的学生又学而有余。那么，统一的教学内容，单一的教学方法，会造成学生吸收效果较差。学生反馈给教师的信息是非常必要的，授课教师反思学生反馈意见，改进教学方式，更好地促进教与学的过程。

3.3校企信息平台不共享高校信息平台主要用于教师授课使用，缺乏与企业合作共享相关授课资源的问题。同时，企业也未能有效地跟踪高校在新能源领域教学和研究的步伐，二者需要搭建沟通的平台，实现相互交流合作。通过教育部产学研合作协同育人平台，高校和企业可以高效地交流合作。从而，能够制定出企业与高校融合的“电动汽车原理与设计”的理论课程体系，并深入地探索出该课程的教学内容、教学方式、教学平台等重要环节的改革，达到将学生培养成具有工程应用能力的技术人才的目的。

4教学改革方案

4.1校企深度合作育人依托校企实习基地，组织学生进行参观学习，并与资深工程师座谈交流，了解企业文化、研发流程以及产品制造过程等。从而，提高学生的学习兴趣和开拓学生的视野。针对课程的教学大纲和教学内容，授课教师与资深工程师进行深入地探讨，完善和修订教学资料，尤其需要增加企业工程项目案例，使其充分体现工程应用型人才培养路径。在本科生毕业设计过程中，实施新能源汽车企业导师与校内导师联合培养的模式。学生毕业实习在企业导师团队内完成，使其对汽车开发流程等有初步地认识，企业导师与校内导师交流制定毕业设计课题，该课题可充分考虑企业现有项目，在此基础上，以校内理论知识为框架，指导学生完成本科毕业论文。同时，企业导师参与到本科毕业开题和答辩过程中，了解学生在不同阶段的进度情况，以形成反馈，从而对高校毕业论文阶段考查过程有所了解。高校导师在指导过程中也参与到企业项目中，熟悉企业现有开发技术，并应用于教学和毕业设计指导中。校内外导师相互交流，相互促进，共同培养出新能源领域技术过硬的人才队伍。

4.2混合式闭环教学模式混合式闭环教学模式分为基于网络教学平台的理论教学闭环模式、基于企业共享实验平台的理论与实践教学闭环模式。前者借助网络教学平台把传统课堂中完成的知识传授过程提前至课前并由学生在线上自主完成，课堂线下教学则主要完成内化知识、提高能力、融会贯通过程，线下讲授后，通过线上习题库测试学生学习效果，将结果自动反馈给教师，教师根据反馈结果改进教学方法，形成“线上自学-线下讲授-线上测试-线上反馈-线下改进”的理论与理论混合式闭环教学模式。该教学模式打破传统教学灌输式的方法，让学生与老师能够不断反馈信息，从而互相磨合，相互调整进度和方法，使得两者基本保持一致，教与学相辅相成。学生学习兴趣浓厚，自觉性增强，教师上课轻松，互动性强，整个课堂氛围轻松愉快。在这样的氛围下，学生也愿意融入课堂学习中，学习效果好。同时，也会使得学生们对本专业兴趣和信心满满，为后期学习打好坚实的基础。后者借助企业共享实验平台，把难以理解的线下理论知识通过线上实际操作，使学生能够深刻地理解原理内涵，并能够将其灵活运用。同时，学生试验测试结果将通过共享平台发送给教师，教师根据反馈信息，了解学生掌握情况，并进行个性化指导和教学方法改进，形成“线上自学-线下讲授-线上试验-线上反馈-线下改进”的理论与实践混合式闭环教学模式。该实验教学模式打破传统的设备不能让每个学生参与的问题，通过网络平台学生都可以独自实践完成实验，同时，实验平台根据每个学生完成情况，进行学习效果评估，教师针对学习效果稍微差的学生，进行再次辅导，直至其理解整个实验过程。学生独自参与到实验中，通过感性认识，对理论知识有了更深刻地理解，这将为以后的工作和学习都奠定了坚实基础。

4.3在线闭环式校企教学平台借助在线学习平台，打破传统教学方法，实现线上线下混合式闭环教学模式。学生自学能够完成的知识点，通过网络教学平台课前视频学习，线下讲授难以理解的知识点，并通过网络教学平台习题库功能进行学习成果检验。对于线下授课比较抽象的理论，可以通过企业共享实验平台完成整个试验操作过程，理论与实践相结合，能够对理论知识理解地更加深刻。理论教学与实践教学平台相融合，可以在一个平台上完成课程的学习任务，而且有企业工程师和高校教师共同指导、答疑，会获得不同角度的解释，从而使得学生能够更好地了解企业和高校区别。同时，企业工程师和高校教师可以通过平台，开展“电动汽车原理与设计”课程对应的头脑风暴等类似的交流、探讨等活动，丰富课程的内容，开阔了学生的视野，这使得学生对毕业后的职业规划制定，做了充分地准备。

5结语

本文紧紧围绕国家和重庆市产业结构调整对新能源汽车人才培养的实际需求，结合高校教学中存在的理论与实际不符、单一的教学方法、低效的信息化学习平台等问题，通过教育部产学研合作协同育人平台，提出基于网络教学平台的理论教学闭环模式和基于企业共享实验平台的理论、实践教学闭环模式。此外，探索教学内容、教学方法、教学平台等重要环节的校企融合综合改革，培养学生成为新能源企业所需的技术人才。

参考文献：

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[4]刘婷婷，笪诚，叶松，等.融合思政知识反馈双闭环教学模式：《自动控制原理》课程思政教学改革探索[J].中国多媒体与网络教学学报（上旬刊），2020（10）：79-82.

[5]马春燕，郑剑海，王淑红，等.《单片机原理与接口技术》混合式教学探索与实践[J].教育教学论坛，2019（50）：168-170.

[6]柏金，王谦，吉恒松，等.“工程热力学”线上线下混合式教学的建设与思考[J].科技创新导报，2019，16（23）：195-197.

[7]孙秋华，赵言诚，姜海丽，等.大学物理教学中“闭环教学”模式的探索与实践[J].高教学刊，2019（01）：102-104.

[8]冯晓英，王瑞雪，吴怡君.国内外混合式教学研究现状述评——基于混合式教学的分析框架[J].远程教育杂志，2018，36（03）：13-24.

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[10]高旭，石利霞，段洁，等.基于OBE理念的《控制工程基础》课程闭环教学系统设计[J].中国教育信息化，2019（22）：54-57.

作者:尹燕莉 詹森 贾涵杰 单位:重庆交通大学机电与车辆工程学院