王偉　楊浩東（常熟理工學(xué)院 電氣與自動(dòng)化學(xué)院，江蘇 常熟 215500）

工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)下《汽車電器與電子控制技術(shù)》課程教學(xué)改革研究*

王偉楊浩東
（常熟理工學(xué)院 電氣與自動(dòng)化學(xué)院，江蘇 常熟 215500）

以工程教育認(rèn)證為契機(jī)，針對(duì)《汽車電器與電子控制技術(shù)》課程進(jìn)行教學(xué)改革，采用成果導(dǎo)向，反向設(shè)計(jì)的方法，修訂教學(xué)大綱，明確課程教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)成果，設(shè)計(jì)了工程項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)過(guò)程，在教學(xué)過(guò)程中以學(xué)生為導(dǎo)向，教師指導(dǎo)的基本原則，實(shí)時(shí)監(jiān)控教學(xué)過(guò)程，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行合理評(píng)價(jià)，并以評(píng)價(jià)結(jié)果作為持續(xù)改進(jìn)的指導(dǎo)，形成從目標(biāo)到實(shí)施再到改進(jìn)的閉環(huán)課程教學(xué)質(zhì)量管理的閉環(huán)系統(tǒng)。

工程教育認(rèn)證；成果導(dǎo)向；項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)；持續(xù)改進(jìn)；自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)

自2013年6月，中國(guó)成為《華盛頓協(xié)議》協(xié)議簽約成員以來(lái)，說(shuō)明了我國(guó)工程教育已經(jīng)具備較好的基礎(chǔ)，人才培養(yǎng)的層次結(jié)構(gòu)、類型和質(zhì)量在一定程度上得到了國(guó)際上的認(rèn)可。而工程教育認(rèn)證有助于進(jìn)一步提高專業(yè)工程人才的培養(yǎng)質(zhì)量、教學(xué)質(zhì)量，加強(qiáng)高校和企業(yè)的聯(lián)系和合作，因此國(guó)內(nèi)很多高校和各個(gè)專業(yè)都積極參與到其中。

我校自動(dòng)化專業(yè)在2010年下半年開始啟動(dòng)“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”，與相關(guān)企業(yè)建立了校企合作的人才培養(yǎng)模式，在學(xué)生的工程能力培養(yǎng)和教師的工程教育水平方面取得了一定的成效，在此基礎(chǔ)上，2013年底開始啟動(dòng)工程教育工作。《汽車電器與電子控制技術(shù)》作為自動(dòng)化專業(yè)的核心課程之一，緊貼地方產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)和行業(yè)優(yōu)勢(shì)，展開符合工程教育認(rèn)證的本科教學(xué)改革。

一、制定符合工程教育認(rèn)證要求的教學(xué)大綱

工程教育的基本要求是成果導(dǎo)向（Outcome Based Educa原tion，OBE）教育，指教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施的目標(biāo)是學(xué)生通過(guò)教育過(guò)程最后所取得的學(xué)習(xí)成果［1］。具體包括學(xué)習(xí)成果、學(xué)習(xí)過(guò)程的實(shí)施方法和成果評(píng)價(jià)。

在此基礎(chǔ)上，根據(jù)《汽車電器與電子控制技術(shù)》的課程特點(diǎn)和專業(yè)認(rèn)證的要求，重新制定了符合自動(dòng)化專業(yè)工程教育認(rèn)證中所提出的相關(guān)畢業(yè)要求的教學(xué)大綱，大綱中明確規(guī)定了經(jīng)過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)具備的解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，提出了要保證這些能力所采用的教學(xué)內(nèi)容和方案以及學(xué)習(xí)成果的評(píng)價(jià)方法。

二、教學(xué)目標(biāo)

既然工程教育以結(jié)果為導(dǎo)向，在教學(xué)過(guò)程中的目標(biāo)就需要落實(shí)到學(xué)生在完成學(xué)習(xí)過(guò)程后能達(dá)成的學(xué)習(xí)成果上，因此在教學(xué)中采用反向設(shè)計(jì)方法。本課程所對(duì)應(yīng)的畢業(yè)要求主要是針對(duì)汽車電子零部件測(cè)控的行業(yè)背景，結(jié)合工程實(shí)踐和行業(yè)需求，通過(guò)實(shí)際工程案例，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。

三、教學(xué)設(shè)計(jì)

確定教學(xué)目標(biāo)的前提下，反向進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。教學(xué)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題在于，教學(xué)過(guò)程中的實(shí)踐案例應(yīng)具備復(fù)雜工程問(wèn)題的特征要求。只有在實(shí)際工程問(wèn)題具有高度復(fù)雜性的前提下，才能對(duì)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力進(jìn)行培養(yǎng)和鍛煉。

課程采用基于工程項(xiàng)目教學(xué)的理實(shí)一體化教學(xué)方法［2］。在與相關(guān)行業(yè)的企業(yè)進(jìn)行了詳細(xì)的分析討論后，以企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)案例為背景，制定了“汽車電器與電子控制部件綜合測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)”這一項(xiàng)目。該項(xiàng)目針對(duì)汽車零部件生產(chǎn)的在線檢測(cè)過(guò)程中，普遍存在零部件自動(dòng)分料、堆料、排序等流程，需對(duì)零部件進(jìn)行合格性測(cè)試，然后要對(duì)其電氣特性、零部件之間的匹配特性、零部件生產(chǎn)日期、生產(chǎn)線或操作員編號(hào)、檔案編號(hào)等采用標(biāo)簽（或二維碼）進(jìn)行標(biāo)識(shí)，以便于分類和和產(chǎn)品質(zhì)量的追溯。該項(xiàng)目符合工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)下復(fù)雜工程問(wèn)題的特征，項(xiàng)目具有涉及多個(gè)學(xué)科、多種技術(shù)、解決方案具有綜合性的特點(diǎn)。

涉及的學(xué)科主要有，（員）儀器儀表，包括多種數(shù)字量和模擬量傳感器、工業(yè)攝像頭和掃碼槍等；（圓）電機(jī)工程，主要是XYZ三維平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)控制；（猿）計(jì)算機(jī)、控制，包括信號(hào)與圖像的采集處理、通信、軟件開發(fā)。

采用的技術(shù)主要包括傳感器檢測(cè)技術(shù)、控制技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)、圖像處理技術(shù)等。

需掌握多種現(xiàn)代工具。前期電路設(shè)計(jì)，采用電氣設(shè)計(jì)軟件Eplan進(jìn)行電氣圖紙?jiān)O(shè)計(jì)；中期硬件調(diào)試，需要調(diào)試監(jiān)控工具、打印機(jī)設(shè)計(jì)標(biāo)簽工具、運(yùn)動(dòng)控制卡調(diào)試工具GalilTools等，對(duì)打印機(jī)、掃描槍、Galil運(yùn)動(dòng)控制卡、伺服電機(jī)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置及功能驗(yàn)證；后期采用面向?qū)ο蟮膱D形化編程工具LabVIEW實(shí)現(xiàn)軟件綜合控制。

項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程如圖1所示。項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)不斷分析、解決、驗(yàn)證和修改的閉環(huán)過(guò)程，有助于學(xué)生針對(duì)各種問(wèn)題和結(jié)果，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行分析和總結(jié)，直到達(dá)到系統(tǒng)的功能要求。

圖1　項(xiàng)目設(shè)計(jì)基本流程

四、學(xué)習(xí)過(guò)程實(shí)施

學(xué)習(xí)過(guò)程是教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)設(shè)計(jì)的具體實(shí)施，學(xué)習(xí)過(guò)程的特點(diǎn)從教師導(dǎo)向型轉(zhuǎn)換為學(xué)生導(dǎo)向型，學(xué)生的角色從被動(dòng)的知識(shí)接受轉(zhuǎn)換為以學(xué)習(xí)結(jié)果為目標(biāo)，主動(dòng)的對(duì)知識(shí)進(jìn)行理解和掌握，進(jìn)而運(yùn)用并解決實(shí)際工程問(wèn)題。

在教學(xué)過(guò)程中教師需要突出引導(dǎo)作用，尊重學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律，循序漸進(jìn)的引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識(shí)、分析問(wèn)題的特點(diǎn)、提出解決問(wèn)題方案和進(jìn)行結(jié)果驗(yàn)證。項(xiàng)目完成采用由淺入深，首先將項(xiàng)目分成四個(gè)關(guān)聯(lián)的子問(wèn)題，針對(duì)每個(gè)子問(wèn)題，指導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)技術(shù)手冊(cè)和資料，總結(jié)分析各部件的功能特點(diǎn)和使用方法，設(shè)計(jì)硬件電路并進(jìn)行編程調(diào)試，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。在完成子問(wèn)題的學(xué)習(xí)之后，學(xué)生對(duì)課程中所涉及的各學(xué)科中的相關(guān)內(nèi)容和技術(shù)手段有了一定的了解，再進(jìn)行最后的綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì)。綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以前面的子問(wèn)題為基礎(chǔ)，指導(dǎo)學(xué)生需考慮各個(gè)子問(wèn)題在集成時(shí)可能出現(xiàn)的情況，為保證整個(gè)系統(tǒng)的功能，可能需要對(duì)之前設(shè)計(jì)的子問(wèn)題的方案進(jìn)行修改甚至重新設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)性的解決工程問(wèn)題的能力。

五、學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)

學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)主要是針對(duì)學(xué)生過(guò)項(xiàng)目設(shè)計(jì)所能獲得的知識(shí)、技能行為，評(píng)價(jià)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力、目分析和方案設(shè)計(jì)能力、設(shè)計(jì)系統(tǒng)部件的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和交流能，并使學(xué)生認(rèn)識(shí)到終身學(xué)習(xí)能力的重要性［3，4］。學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)基于以下內(nèi)容，（1）調(diào)研現(xiàn)代自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)在汽車零部件生產(chǎn)線上的應(yīng)用，了解行業(yè)的技術(shù)背景、發(fā)展趨勢(shì)和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。（2）針對(duì)系統(tǒng)相關(guān)的4個(gè)子問(wèn)題，分別進(jìn)行各子問(wèn)題的軟硬件設(shè)計(jì)、調(diào)試、結(jié)果分析。（3）針對(duì)綜合測(cè)試系統(tǒng)，制定解決問(wèn)題的技術(shù)方案、實(shí)施、系統(tǒng)調(diào)試、運(yùn)行和結(jié)果分析。（4）在設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)過(guò)程中，對(duì)所涉及的人員分工、任務(wù)調(diào)配、項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)成本和時(shí)間成本的管理、系統(tǒng)的性能指標(biāo)和安全操作規(guī)程等方面問(wèn)題的分析和解決。

此外，還考查項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，學(xué)生的團(tuán)隊(duì)分組協(xié)作，之間的分工、交流和對(duì)接等方面的內(nèi)容。學(xué)生在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中，主動(dòng)的學(xué)習(xí)并思考可能出現(xiàn)的問(wèn)題，以及解決問(wèn)題的方案，學(xué)生撰寫規(guī)范的技術(shù)報(bào)告的能力。評(píng)價(jià)結(jié)果則基于對(duì)畢業(yè)要求的達(dá)成度，達(dá)成度越高則表明學(xué)生在該項(xiàng)畢業(yè)要求所對(duì)應(yīng)的能力培養(yǎng)方面效果越好。

六、持續(xù)改進(jìn)

持續(xù)改進(jìn)是完整的課程教學(xué)質(zhì)量管理的反饋環(huán)節(jié)，由此可構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的監(jiān)控和學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)的分析，找出與表征學(xué)生能力培養(yǎng)的各個(gè)結(jié)果畢業(yè)要求之間的偏差，確定并總結(jié)其產(chǎn)生原因，找出解決方法，并在之后的教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)包括教學(xué)設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)過(guò)程和具體的評(píng)價(jià)方法等方面，使之與教學(xué)目標(biāo)相一致。

七、結(jié)束語(yǔ)

以學(xué)習(xí)結(jié)果為導(dǎo)向的工程教育理念在國(guó)際上一些工程教育發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)經(jīng)歷了多年的應(yīng)用，有了廣泛的理論積累，并已被認(rèn)為是一種切實(shí)有效的教育手段。采用該方法進(jìn)行的《汽車電器與電子控制技術(shù)》課程的教學(xué)改革已實(shí)施兩輪教學(xué)，在教學(xué)過(guò)程中，以工程教育認(rèn)證為標(biāo)準(zhǔn)，不斷在教學(xué)中嘗試新方法，思考新的教學(xué)思路，在培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力方面取得了較好的效果，增強(qiáng)了教師進(jìn)行持續(xù)改革的信心和動(dòng)力。

［1］李志義，朱泓，等.用成果導(dǎo)向教育理念引導(dǎo)高等工程教育教學(xué)改革［J］.高等工程教育研究，2014，2：29-34.

［2］袁少?gòu)?qiáng)，郭艷玲，張平，等.基于工程項(xiàng)目教學(xué)法的控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2013，11：425-428.

［3］汪明霞，馬濤，朱軍文.美國(guó)工程認(rèn)證委員會(huì)《工程類本科專業(yè)2005-2006年度認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》解讀［J］.化工高等教育，2006，1：16-20.

［4］朱永東，葉玉嘉.美國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)研究［J］.現(xiàn)代大學(xué)教育，2009，3：46-50.

The engineering education accreditation is an opportunity to higher education reform.In process of “automotive electrical and electronic control technology”teaching，result oriented was treated as basic rule.With the rule，Teaching program has been revised by the reverse design.After determining teaching objectives and learning outcomes，teaching process was driven by real industrial project.The course was based on a basis of student orient原ed and teachers'guidance，while monitored and adjusted the teaching.The learning result has been reasonably eval原uated，and as a guidance of continuous improvement.All of these processes form a closed-loop system of teaching quality management.

engineering education accreditation；outcome based education；project driven learning；continuous improvement；automated testing

G642

A

2096-000X（2016）17-0156-02

“江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程資助項(xiàng)目”（編號(hào)：PPZY2015C215）

王偉（1973-），男，甘肅金昌人，碩士，講師，研究方向：流程工業(yè)控制及優(yōu)化。