基于工程教育认证的汽车实验学教学改革探索

    周淑辉 李向瑜 王雨蒙

    

    摘 ?要 自从我国的工程教育认证体系进入国际工程教育联盟，吉林大学车辆工程专业在各方面都进行了教学改革，深度理解工程教育认证体系标准，对现有汽车实验学实验教学环节存在不足进行分析，并依据工程教育认证体系标准理念进行改革探索。

    关键词 工程教育认证;汽车实验学;实验教学;教学改革

    中图分类号：G642.0 ? ?文献标识码：B

    文章编号：1671-489X（2019）18-0106-03

    Teaching Reform Exploration of Automotive Testing based on Engineering Education Certification//ZHOU Shuhui， LI Xiangyu， WANG Yumeng

    Abstract Since our countrys engineering education certification system entered the International Union of Engineering Education， the majors of Automotive Engineering in our college are working hard at various aspects of teaching， in-depth understanding of engi-neering education certification system standards， analysis of the exis-

    ting shortcomings in the experimental teaching of automotive tes-ting， exploration of reform according to the standard concept of engi-

    neering education certification system.

    Key words engineering education certification; experimental tea-ching of automotive testing; experimental teaching; teaching reform

    1 引言

    实践教学作为工程类高等院校必不可少的重要教学环节，是培养高素质创新人才、提高大学生实践能力和创新能力的重要手段。因此，高等院校不断改进更新实践教学具有重要意义。

    自从我国的工程教育认证体系进入国际工程教育联盟，国内工程类高等院校对工程教育的改革也在不断地逐步深入进行，吉林大学车辆工程专业也都在抓紧进行。深度理解工程教育认证体系标准，其宗旨是高等工科院校毕业的学生要达到：具有一定的识别表达能力和分析总结能力;运用所掌握的工程技术基本原理解决复杂工程问题;在创建和处理新产品、新过程、新系统中发挥主导作用，有能力研究、设计及开发新问题，理解研究技术发展对社会的重要的战略性影响;要有团队合作能力及对外沟通能力。其中对实践教学环节的要求重点是：为学生提供参与工程实践的机会，使学生在自主、动手、综合、实验和创新能力等方面得到一定的锻炼。

    传统的教学方式强调以教师教为主的知识传授，而符合工程教育专业认证体系的教学方式应为强调以学生的学为主的能力产出式教学。而且指导教师对于课程目标的达成即学生能力的获得要有可衡量的掌握。换言之，不仅要知道怎样教学及教得怎么样，还要知道学生学得怎么样。

    为达到上述教学目的，要抓好实践环节，首先要从基础做起，要抓好每一门课程甚至每个实验项目的教学，力求各个环节都依照专业认证标准的要求进行，这样才能完好实现总的目标，培养出符合认证标准的具有国际竞争力的合格人才。汽车实验学实验教学目前存在一些不足，需要不断地进行改进。

    2 教学现状

    设备不够先进，测试方法落后 ?汽车实验学其中一项实验是汽车后桥性能实验，主要实验内容是对被实验样件车桥及桥壳进行驱动桥桥壳垂直弯曲刚性试验、驱动桥桥壳垂直弯曲静强度试验、驱动桥桥壳垂直弯曲疲劳试验。由于实验只有一学时，因此只进行驱动桥桥壳垂直弯曲刚性试验一项实验（其他两项只能进行演示，介绍实验过程）。试验方法：需要在实验过程中对桥壳施加八个试验力数值后，读出预先在桥壳七个重要部位放置的百分表的读数，再根据实验报告要求计算相关数值及绘出实验折线。教学大纲要求测三次，由于设备及测试手段的原因以及课时安排（一学时），只能完成一组数据的测试，然后通过描点画曲线。实验过程示意图如图1所示。

    由此可见，实验方法已属于非常落后，学生学到的知识和技能非常有限。此种实验教学内容存在以下问题。

    1）因脉动疲劳试验机静力载荷不稳定，致使百分表指针摆动，擺动的幅度随着载荷的增加而逐渐增加。若学生用眼睛直接读数，误差会很大;用传感器采集数据，因采集的是一段时间内的平均读数，误差相对会小很多。

    2）因静力载荷是脉动疲劳试验机作动头，通过加载梁作用在被试桥壳上，加载梁通过夹具定位在钢板弹簧托架中心孔内，支撑在板簧托架上，作动头的平面有可能与加载梁不在一个平面上，随着试验力的增加，加载梁有脱离试验桥壳的危险。因此，学生贴近百分表直接读数，存在一定的危险。用传感器采集数据，学生远离桥壳，会避免这种危险。

    3）反复读数，过程重复，占用有限的上课时间，严重影响工作效率。实验数据处理由于时间紧而不能在课上进行，也影响教学效果。

    4）不利于进行开放实验，不利于大学生自主创新能力的培养。

    5）难以激发学生学习兴趣。

    教学模式亟待改进 ?指导教师按实验指导书讲目的、实验用设备及实验步骤，然后学生按实验步骤照搬进行实验，这样做的结果是学生只是不断读数，做完实验印象不深，收获不大，不感兴趣。显然，这种教学方式不能够激发学生的主动性，也不能够达到教育认证标准要求。

    考核方式与标准要求差距太远 ?认证标准强调“产出效果”，要实现教与学的双向评价，还要有社会评价及持续改进。学生成绩的得出来自实验后交的实验报告，实验报告内容核心是学生读取的数据表和通过计算得出的结果（刚度评价指标）并根据表中测得数据绘制折线。因同组学生测的数据完全相同，导致每组学生可能只有一位学生完成实验报告，其他学生照抄结果。这就使学生所得实验成绩缺少公平性，而且教师根据实验报告很难区分出学生之间能力区别，也难以知道“教得怎么样”和学生“学得怎么样”，更难以预知社会评价会怎样，后续的改进更是无从谈起。

    3 实验装置和测试手段、教学模式及考核方式改革

    实验装置及测试手段的改进及更新 ?使用位移传感器代替百分表;采用数据采集系统对传感器信号进行采集，用计算机进行数据处理（实验过程如图2所示）。由此可见，实验报告的一部分内容在课上可以完成，课后学生要做的是总结分析工作，是提高能力和加深印象的过程。

    教学模式改革

    1）以往讲解的过程属于传统的灌输式教学，不能够开发学生的创新思维，不能够锻炼提高学生“解决复杂工程问题的能力”，因此进行改进。采用启发式教学模式，将已准备好的实验设备、实验样件、实验方法标准介绍给学生，让学生自己阅读并思考、安排实验，考虑设计工装，想办法使实验与实际工作相一致。同时，开设此项目为开放实验，为学生提供进一步研究的空间，这样有利于大学生进行自主创新，可以为学生进一步提高科研能力提供平台。此外，通过此次实验教学改革，学生可以用现有的设备进行建模仿真分析，通过多次实验数据的获取，对桥壳寿命进行仿真预判，为企业解决实际问题等;还可以通过改变放置传感器的位置测试安装误差，进行数据对比分析，在有限时间内增加学习内容，同时激发学生学习兴趣及实验学习的主动性。

    2）虚拟实验技术的应用。利用虚拟实验软件开发的实验教学平台，让学生用虚拟实验代替真实实验，用软件代替部分或全部硬件实现各种虚拟实验环境，使参加实验者如同在真实环境中一样进行拆装、数据采集等实验，并能对实验结果进行仿真及数据处理。

    运用AR（Augmented Reality，增强现实）和VR（Virtual Reality，虚拟现实）技术下的多媒体软件教学系统到实验教学中，填补某些新技術教具的欠缺，而且解决实车实验重复性差和危险性高的实际问题，开阔学生视野和知识面，同时激发互联网时代大学生对汽车机械结构和系统动力学的学习兴趣。

    考核方式改革 ?基于目标达成，实验结束后的考核方式采用递交实验论证报告形式。汽车实验学共五个实验项目，可以由学生自行分工，完成五个实验报告。也可以采用口试方式，内容也进行了改进，目的是让学生更详细掌握几种实验方法、设备工作原理、测试理论及设计工装等方面知识，促进学生不断思考、分析问题，不仅有利于提高学生的语言表述及总结能力，而且有助于提高学生的设计能力、分析解决问题的能力，提升学生的团队合作意识。实验课后的论证性实验报告既使学生加深学习印象，也使指导教师对学生学习情况即“产出”有所掌握。

    4 结语

    汽车实验学是车辆工程专业必修主干课之一，这门课的实验环节对提高学生的实践能力起着非常重要的作用。基于工程教育专业认证核心理念对实验教学环节提出的要求，在教学模式和考核方式等方面进行改进后，显著增强学生的独立思考能力和创新能力。触类旁通，汽车实验学其他实验项目以及整个车辆工程专业的实践环节都应依据工程教育专业认证标准进行改革，不断深入探索并实践以“以学生为中心”“产出导向”和“持续改进”为核心理念的工程教育人才培养途径，日益完善教学全过程质量监控与评价体系，形成教学质量跟踪、结果评价、目标达成与信息反馈跟踪改进这一良性闭环系统，为培养具有创新能力、国际竞争力的高素质人才提供有力保障。

    参考文献

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