车辆工程专业新能源汽车内涵方向实验教学的改革与实践

摘 要：分析了以新能源汽车作为专业内涵的车辆工程专业特点,给出为满足电车紧密结合为特色的新型车辆工程应用型人才培养而进行的理论教学优化；针对实验教学中存在的问题,重点在实验教学的内容、方法与实施保障环节进行改革与探索；实验教学改革较好地适应了新能源汽车技术发展对新型专业人才培养的需要,提高了学生的专业综合应用能力和创新思维能力.

关 键 词：车辆工程新能源汽车实验教学改革

我校车辆工程专业由机械设计制造及其自动化（汽车技术）、自动化（车辆电子电气）两个本科专业方向整合发展而来,于2008年获批并开始招生.在车辆工程专业由传统机械学科领域逐步向机、电、液、控制、信息以及传感技术等多学科领域延伸的技术背景下,为响应国家《汽车产业调整和振兴规划》实施新能源汽车战略的方针,我校决定以新能源汽车作为车辆工程专业的专业内涵以彰显专业特色[1],更好地贯彻学校“学以致用”的应用型人才培养办学理念.

以新能源汽车为专业内涵相比于以传统内燃机汽车为专业内涵的车辆工程专业,有以下特点：

（1）在继承传统汽车技术衣钵的基础上赋予了丰富的电子控制技术；

（2）关键零部件技术（电池―电机―电控）具有一定的特殊性；

（3）整车集成技术（混合动力―纯电驱动―下一代纯电驱动）不断发展；

（4）公共平台技术（技术标准法规―基础设施―测试评价技术）还在研究与完善[2].

上述特点决定了以新能源汽车作为专业内涵的车辆工程专业对新技术、机电结合方面的理论与实践教学要求很高,亟待进一步改革与探索,使之既继承传统汽车技术、现代汽车电控技术人才培养的成功经验,又具备新能源汽车的特色专业内涵.

1理论教学的优化

因我校新车辆工程专业培养方案涉及汽车技术和车辆电子电气两个专业方向培养方案的整合,应强调机电并重、电车结合,不能仅通过增、减电类或机类课程,简单地沿用原专业方向培养方案来实现[3].近3年来通过调整、优化,我校在车辆工程专业培养方案的理论课程设置上：基础课适应了现代汽车技术机电融合的特点,构建了机电并重的基础知识体系；专业课中抽取汽车与车电教学中最具代表性的主干课程,构建了电车结合的专业知识体系；增设新能源汽车类专业课程,构建专业特色；专业选修课强调车与电应用的延伸以加强专业知识拓展.专业理论课程设置见表1.

表1车辆工程专业理论课程设置

2实验教学的改革与实践

2.1实验教学的问题分析[3-6]

理论教学的优化为我校车辆工程专业教学打下坚实的基础,但与之配套的实验教学受较多因素制约,开展起来相对困难,分析其存在的主要问题：

（1）受传统重理论轻实验教学思想的影响,实验教学过多依附于理论教学,实验项目与学时数有限,内容覆盖面不足.

（2）实验设备台套数较少,实验分组人数较多,实验类型单一,教学方法死板,实验效果差.

（3）反映新能源汽车、汽车新技术类实验设备急缺,新项目、新内容的实验急需补充完善.

（4）新实验项目及内容对实验教师的理论知识与应用技术水平提出更高要求.

（5）实验室设备管理、教学管理滞后,不适应多学科交叉、融合的教学资源共享.

2.2实验教学的改革

为满足汽车行业对掌握现代机电融合新能源汽车技术的复合型应用人才的需求,解决车辆工程专业实验教学存在的问题,我校从实验教学内容和实施保障两个主要方面进行改革与探索.

2.2.1教学内容的改革与实施

实验教学内容的改革主要体现在实验项目设置、内容完善和教学方法上.车辆工程专业基础课沿袭机电类专业教学的成熟经验,其实验教学暂不做改动；而专业基础课程、专业特色课程、专业选修课程的实验教学均做了较大改革.

专业基础课程、专业特色课程、专业选修课程的实验项目设置既体现了新能源汽车的特色专业内涵,同时又继承了传统汽车技术,并结合了现代汽车电控技术的主要内容（见表2）.其核心思想是突出实验教学内容层次：合并减少相关性较大、要求不高的验证性实验项目,大力提高综合性实验项目比例,适当开设设计性、研究性实验项目,兼顾不同教学要求与学生兴趣以必选与任选项目进行调节,同时在教学中引入多种教学方法.

具体改革内容如下：

（1）传统汽车技术类课程实验项目通过整合数量有所减少,在实验内容进一步完善的同时提高要求.如汽车构造课程只安排汽车发动机、底盘两项实验,但实验内容在传统拆装之外,增加了新类型发动机、变速箱实物结构讲解；实验过程中加强提问手段以调动学生的学习兴趣.内燃机原理课程中发动机负荷特性、速度特性实验采用合作学习法将全班学生分组,实验时学生以团队的形式进行实验,结束时通过小组交流汇报,加强学生对实验过程及数据分析的独立思考能力.汽车理论课程中汽车悬架性能实验设置为设计性实验,要求学生利用悬架试验台测试并获得汽车悬架性能参数后,再分组设计采用拟脉冲法测试汽车悬架性能,最后进行测试方法、数据总结,培养学生综合运用能力[7-9].

（2）现代汽车电控技术类课程实验项目,教学内容扩充,实验模式分层次调整.如：汽车电子电气课程实验项目较多,对汽车ABS系统、自动变速箱系统、空调系统、自动巡航系统等验证性实验,结合学生兴趣选做；而对汽车电路、传感器检测、电控燃油喷射系统、电控系统故障诊断等重要综合性实验要求学生必做,要求达到对系统结构、原理的掌握.车辆测试技术课程实验重点培养学生对仪器设备的操作、测试的方法、数据的分析等一整套工程实验流程的掌握.汽车检测与诊断技术课程实验则锻炼学生按照国标对汽车进行性能测试与合格性判断的能力[10].

（3）新能源汽车特色专业课程实验项目全部为新增实验,紧跟专业发展方向.新能源汽车导论课程实验以新购置的丰田普瑞斯油―电混合动力汽车为对象,在熟悉油―电混合动力汽车结构的基础上,分析混合动力汽车不同工况下的工作过程,分析其能量流向与消耗情况,鼓励学生多思考,实验报告除要求学生得出正确的结论,还要求他们写出不同的收获与体会.新能源汽车技术课程综合性、设计性实验项目强调多学科领域知识的融合,它们从新能源汽车电池、电机、电控三大核心技术出发,利用嵌入式开发系统掌握电机驱动控制设计技术；研究汽车混合动力系统再生制动系统制造理论进行计算和评价；检测燃料电池的特性,掌握其基本控制方法.为培养学生进行独立思考,探索解决实际工程问题的能力,实验采用项目教学法.教师下达实验项目任务,学生项目小组利用课外收集资料、制订计划,课内实施实验.教师在实验中提供技术支持,实验完成时由教师和学生一起评价、验收各小组的实验测试方案、实验结论[11,12].（4）专业选修课课程实验项目的设置及实施同上,强调在现代汽车技术机电融合的背景下,拓展学生的专业知识体系,培养学生的实践应用能力和创新思维能力.

2.2.2教学实施保障的改革与实施

为了更好地为车辆工程专业实验教学内容改革的实施提供保障,我校车辆工程专业多次组织教师与专家学习、研讨,从思想上重新认识理论与实践两手抓的重要性,结合以新能源汽车作为专业内涵的车辆工程专业特点,从实验设备、师资、管理与成绩评价几方面予以改革.

（1）结合汽车新技术的发展,补充购置新设备,如：汽车CAN总线实验台、DSG双离合变速器实验台等.设立专门的新能源汽车技术实验室,通过外购、合作研发等方式配置：电力电子控制实验系统、飞思卡尔嵌入式开发系统、新能源汽车动力电池管理系统实验台、燃料电池系统实验台、电动汽车电机驱动控制实验台、油电混合动力汽车等一批反映新能源汽车电池、电机、电控三大核心技术的新型实验设备.

（2）一方面,通过科研与工程实践培训提升实验教师的理论与实践水平,另一方面,制定新引进博士在实验室工作1～2年的政策,以充实实验教学力量.这样还打破高校传统的理论教师与实验教师之间的藩篱,鼓励理论教师更多地参与指导实验,实验教师也适当地参与部分现场课讲授,让二者取长补短,共同实施教学.

（3）对于反映多学科领域知识融合的实验内容、项目进行优化,尝试打破课程、学时、实验室建制及管理上的限制,采用多种灵活的形式开展.对于要求较高的综合性、设计性实验安排,学生利用课外时间准备实验,课内在不同实验室分次、分组开展实验,遇到问题与教师一起讨论解决方案,对实验数据独立思考、分析,最后得出结论.实验成绩评定不仅按考勤、书面报告打分,还在整个实验过程中关注学生的工作态度、操作能力、方法创新与结果的收获,并将评价结果及时反馈给学生,促其改进.

3结束语

通过对以新能源汽车作为专业内涵的车辆工程专业实验教学的改革与探索,我校车辆工程2008,2009和2010级学生普遍反映对专业课程相关理论与实验学习的兴趣增强,学生在实验过程中主动性提高,与教师在专业知识上的交流互动增加,学生实验报告的质量明显改善.在此基础上,我系学生的专业实践应用能力和创新思维能力有所提高,在近两年各级大学生实践创新项目、大学生科技创新活动以及毕业生就业工作中均得以体现.为更好地适应未来新能源汽车技术的发展,彰显我校车辆工程专业特色,我们还将在专业实验教学上进一步深入探索,构建教与学、师与生、知与行的良性循环体系.

[7]任成龙.《内燃机原理》课程实验的教学改革与实践[J].教育教学论坛,2011（26）：140-150.

[8]杨雪梅.《汽车理论》课程教学方法及实践环节的研究[J].2011（26）：76-77.

[9]张云明,徐忠朝.应用开发型人才培养与汽车技术类专业实验教学改革[J].宁波工程学院学报,2009,21（3）；96-99.

[10]屈敏.《汽车电子电气》课程实验的教学改革与实践[J].科技信息,2011（28）：1.

[11]邹政耀.《新能源汽车技术》课程设计性实验的研究[J].教育教学论坛,2011（26）：76-77.

[12]吉爱国.综合性实验教学模式的探讨与实践[J].实验室研究与探索,2007,26（1）：94-96.