新工科視角下車輛工程專業實驗教學模式研究

汽車產業是當前我國國民經濟的支柱，它帶動了經濟的發展，同時被列入“中國制造2025”戰略規劃重點領域。當前國家大力提倡新能源汽車，我國已逐步從“汽車大國”轉變為“汽車強國”，在發展過程中急需一大批高素質的創新型人才，離不開車輛工程專業的學生，所以需要探索新的實驗教學模式，加強學生的創新和動手技能。在新工科視角下，新能源汽車、人工智能等新科技和新技術改變了社會經濟，并促進了經濟的快速發展，這些需要車輛工程專業學生具有復合型工程科技創新能力。
為推動工程教育改革創新，教育部反復研討后，正式推出了“新工科”，并形成多項指導性文件，如“天大行動”“復旦共識”“北京指南”等。“新工科”既是社會經濟轉型的產物，也是工程教育和經濟社會發展的“耦合”，“新工科”能為經濟社會發展和科學技術創新提供大量的人才支持，能夠在專業結構、體系、教育方式、資源上引領工程教育改革的發展，并進行綜合改革。
新工科視角下，對嘉庚學院機電工程學院車輛工程專業進行實驗教學模式研究。既培養了學生對專業基礎知識的學習，還能使學生掌握必要的技能，同時提高學生的實際動手能力，營造創新環境。主要采取了以下措施:以學生為中心，推進研究型學習方法;合理構建實踐教學體系，通過加強實踐基地的建設，使學生理論和實踐相結合，實現高水平的人才培養;與企業對接，采取聯合培養模式，學生除了具有扎實的專業知識外，還需具有較高的實踐能力，通過校企合作，為學生提供實踐平臺，在實踐中解決實際問題，提高解決實際問題的能力，培養優秀的高素質車輛工程人才。從新工科建設背景、車輛工程課堂實驗教學模式和車輛工程技能實驗教學模式三個方面進行探討，實現理論和實踐的結合，提高學生的整體知識和自主創新能力。
一、新工科建設背景
在新工程視角下，加強對學生的創新能力培養已成為高校熱點，多所高校在復旦大學共商新時期工程人才的培養問題，形成了“復旦共識”。高校在“新工科”背景下，明確了建設的主要任務和目標，形成了新理論、新模式、新質量、新結構、新體系的研究方向，開拓了工程教育改革的新路徑。中山大學根據“新工科”核心要求，整合了院系與專業資源，積極探索復合交叉培養體制，將創新創業教育要素和工程教育培養方案有機結合，在教學上注重實訓基地建設，為學生提供創業園等平臺，開展校企合作建設課程，使學生真正實現理論結合實踐。東莞理工學院采用“產業+學院”模式，不斷引進人才，打造人才高地，使學校具有高水平師資。同時，以產業需求為導向，培養滿足現實急需和未來發展趨勢的人才，實施創新驅動發展戰略，發展“資源地”，與各高新園區進行產學研合作，實現“強強聯合”，推進國際化辦學進程，使學生“走出去”。
當前多所高校已經進行“新工科”探討與建設，確定了新工科教育模式的基本框架，在學校方面主要考慮了新工科的核心內容，建設新理論、新結構、新模式、新質量和新體系。建立“新工科”視角下教學框架，在新理論上，樹立工程教育理念，立足當前，培養面向未來的學生創新技能，以學生為中心，培養貼近于社會需求的工程教育人才培養模式。在新質量上，與國際先進水平和標準質量進行對比，建立國家工程教育質量標準、推動社會人才培養，根據國家和行業標準衡量各高校的質量，提高高校的教育質量和認證標準。在新內容上，為適應新興互聯網技術、3D打印、人工智能等工程教育領域，改變傳統的教育模式，不斷提高知識體系、學生技能和職業素質。教師要不斷更新知識，提高學術水平和教學技能，以實現教學內容和社會經濟發展相匹配。
在新方法上，根據課程教學的內容和結果進行整合，制定詳細的課程、教學內容和技能計劃，借助教學資源，如MOOC、超星學習通進行數字化教學，不斷提升教學手段，提高學校的教學質量和效果。在新模式上，主要進行工程教育人才培養，進行多學科和交叉學科教育，實現個性化培養模式，與企業相結合，保證學生實踐和理論教學的實現，更加系統化和整體化地培養學生的知識體系，不斷提高學生設計、研發、創新、解決實際問題的能力，培養創新型人才。
為適應高校發展和人才培養，嘉庚學院機電工程學院車輛工程專業進行了教學上的改革，主要以學生為中心，進行實驗教學模式改進，加強學生的實踐和創新，營造工程環境。改變傳統實驗教學模式，不只限于在知識原理上進行闡述，在實驗教學模式環節更多地讓學生參與到課程實踐培養上，實現理論與實踐相結合，使課堂實驗教學模式和技能實驗教學模式同時展開，同時，為其他高校的新工科建設提供基礎參考。
二、車輛工程課堂的實驗教學模式
在“新工科”視角下，需要大量的創新人才，在課堂教學上，應與傳統教學方式不同，采用新的教學方法，即超星學習通，將理論知識內容進行展開，解決傳統教學中教學任務繁重、學習效率低、缺少教與學交流、社會經濟脫節等問題。在教學設計環節，首先對上課班級的學生狀況和課程內容進行分析，看所需的條件是否滿足超星學習通的要求，如車輛工程的機械結構有限元分析課程，上機操作前先處理好每個理論章節涉及到的問題，可以先做個視頻，在課堂上為學生進行展示，同時，通過手機進行評價和提交作業。車輛工程汽車概論、汽車理論等課程可借助超星學習通進行作業和問題發布，學生可提前進行預習，課堂上教師主要講述重點內容，大多數時間留給學生思考問題。不同的課程使用不同模式，如一些偏理論課程，可借助新教學方法進行問卷調查、作業、評價等，對于操作性較強的課程，可制作小視頻發布在手機上，學生課前課后都可以去熟悉。
通過超星學習通學生還可以對課程進行評價，如果認為某節課內容較好或者想提出建議，可直接用手機提交，對教學進行評價，實現教師和學生的無縫銜接，增強教師和學生間的交流。
通過超星學習通的課前教學環節，利用教學網站、微信平臺來搭建教師和學生的交流和學習平臺，打破了傳統教學中師生間的零交流模式。另外，上課前通過該平臺把即將上課的新內容、課程視頻、任務單發放給學生，使學生先自主學習，教師可通過平臺實時監控進度，了解學生的課前學習情況，查看學生對任務的完成情況、對新內容的自主學習情況，收集學生對新內容不了解或有問題的情況，為課堂做好鋪墊。
課中和課后環節。在課中進行新產品展示，引出新內容，結合任務單中學生的完成情況側重簡述內容，發現學生的學習問題，對學生進行指導。同時，收集學習評價，了解學生對內容的掌握情況，然后通過學習展開，再次驗證學生的學習情況，最后進行學習總結，實現學生和教師互動，更好地了解學生的學習情況。另外，加快學習進度，只對不懂、難點問題著重講述，提高學生的學習效率。課后學生通過平臺進行課后反饋，再次自主學習和鞏固，如果仍有不懂可以網絡咨詢，解答學生問題，使學生完全掌握內容，預習新內容，再次進行課前學習，每個環節相扣，使學生養成自主學習和思考的良好習慣。
通過新教學方法，使課程內容更加靈活。學生可以自由掌握學習進度，更加方便地進行學習，而且每個知識點都配合短視頻講解，使學生的學習更加高效，可以在任何時刻進行學習和回顧，不受時間和地點限制，滿足個性化學習需求，提高學生的自主學習和思考能力，使學生擁有更多的自我展示機會，提升學習效率，有利于學生更好地掌握知識點、形成扎實的理論基礎。
三、車輛工程技能實驗教學模式
新工科是針對當前教育特點，把大學生打造成社會需要的人才類型。結合工程環境創建工程教育的新范式，引導學生在學科結構、知識體系上與工程教育相結合。嘉庚學院車輛工程專業的學生積極結合“新工科”開展工程教育，通過學生申請項目、參與競賽以及進入企業基地實習三個方面開展技能教學。
1.申請項目
學校以學生為中心，重視教學質量。每學期都開展學生項目申報工作，如大學生創新創業項目，學校會組織先申報校級，再選擇較好的項目申報省級和國家級，學校按不同等級獎勵學生學分，勉勵學生積極參加。當然，學生也會主動找教師報名，如在2017—2018學年大學生創新創業項目中，兩組車輛工程專業的項目都進入國家級項目評選，說明有些學生能夠積極思考，也希望能多參與實踐項目，同時，也說明學生只要認真參與，必能取得不錯成績。學校還組織了廈門大學嘉庚學院三維虛擬校園活動等，倡導學生積極融入到實踐中。
2.參與競賽
競賽對于車輛工程專業學生來說也是一種很好的鍛煉途徑，主要競賽包括全國三維數字化創新大賽、福建省大學生工程訓練綜合能力競賽、“互聯網+”、挑戰杯等競賽。通過競賽的形式加深學生與教師之間的聯系，發掘學生的學習興趣，培養學生探索、實踐和創新能力，通過物質獎勵、學分等機制鼓勵學生更好地融入到實踐活動中。同時，在競賽過程中也能發現問題和解決問題，提高學生的勇氣和創新能力。
3.進入企業基地
學校為了更好地營造工程教育，建設校企合作平臺，與學校周圍企業搭建創新實踐教育平臺，培養學生的應用技能。學校已經跟嘉泰數控科技股份公司、廈門金龍旅行車有限公司等企業建立實習基地。
另外，計劃與海福實業共同培養車輛工程專業學生，使學生具有扎實的理論基礎。同時，由企業負責實踐模塊，開展實踐教學，把學生打造成理論和實踐兼備的人才，學生畢業后才能適應社會需求，同時也有能力勝任新工作。因此，讓學生進入企業基地，進行實踐教學也是促進學生技能發展的好途徑。