新工科背景下新能源汽车专业方向课程体系改革

张佩 颜伏伍 侯献军 杜常清 王志红

摘  要：新工科专业的人才培养特色与人才培养目标要通过其课程体系来实现。为构建与新能源汽车专业人才培养模式相适应的课程体系，分析了课程体系改革的内涵，在此基础上围绕课程体系改革所涉及的目标要素、结构要素与过程要素展开系统研究，确立了面向国家需求的课程体系改革宏观目标与面向专业特色的课程体系改革微观目标，形成了对接学科和行业前沿、学科交叉融合、梯次递进、模块化的四层次理论课程体系结构，构建了全程贯穿、分层实施的三层次实践课程体系结构，提升了课程内容的系统化，优化了课程内容的广度与深度，提出了多元融合的教学方式，建立了全程化的课程考核多元评价方式，对相关学科新工科专业课程体系改革具有一定的借鉴意义。

关键词：课程体系改革;新工科;新能源汽车专业方向;教学方式;考核评价方式

中图分类号：G642 文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2021）33-0125-04

Abstract： Characteristics and targets of talent cultivating in new engineering major can be achieved through curriculum system. In order to construct curriculum system that fits in with talent training mode of the major in new energy vehicle， the connotation of curriculum system reform is analyzed in this paper. And on this basis， key elements involved in curriculum system reform are studied systematically， including target elements， structure elements and process elements. For curriculum system reform， macro target oriented for national demand and micro target oriented for major feature are both determined firstly. Secondly， interdisciplinary， modular， four-step progressive structure of theoretical courses focusing on subject frontiers is formed while three-step structure of practical courses implemented with layers throughout the whole process is built. Then， systematization of course contents is improved and depth and breadth of course contents is optimized. Finally， teaching methods with diverse fusion are proposed， as well as multiple evaluation methods covering overall curriculum process are created. This research provide reference for the curriculum system reform of correlative new engineering majors.

Keywords： curriculum system reform; new engineering; major in new energy vehicles; teaching method; evaluation method

新能源汽车是《中国制造2025》的重点发展方向。 开设新能源汽车专业方向既是实现我国汽车产业转型升级的有力支撑，也是满足我国新能源汽车行业人才需求的重要保障。教育部通过增设新能源汽车工程本科专业、开展基于新能源汽车专业的新工科研究与实践项目等方式支持新能源汽车专业方向建设。武汉理工大学作为一所行业特色明显的工科高校，是教育部直属高校中为汽车行业培养人才规模最大的学校。武汉理工大学积极响应教育部学科发展要求与新能源汽车产业变革需求，于2014年开始开设新能源汽车专业方向，培养新能源汽车专业人才。

课程体系是高等学校人才培养的核心要素。在新工科建设背景下，解决工程实际与工程教育的壁垒问题必须从课程体系入手[1]。新能源汽车呈现出车辆与能源、计算机、电子、信息、大数据等诸多领域深度交叉融合的特点，其显著的多学科交叉特征对课程体系提出了新的要求。传统以机械工程为主的课程体系一方面难以适应新能源汽车专业方向对课程体系的學科交叉性与知识结构的多维度提出的新要求，另一方面也无法满足新能源汽车行业对人才的需求。本文在武汉理工大学校级重点教学改革研究项目的支持下，围绕新能源汽车专业方向课程体系改革所涉及的关键要素展开系统研究，旨在构建与人才培养模式和行业需求相匹配的课程体系，为“交叉复合+应用创新”人才培养奠定坚实的基础。

一、课程体系改革内涵

课程体系指通过对课程的目标要素、内容要素与过程要素等三大构成要素进行动态排列组合实现课程体系目标的系统[2]。目标要素包括课程观与课程目标。课程观决定课程体系改革的方向，反映了课程体系的价值取向，是课程体系建设的根本出发点。课程目标体现了专业培养标准，是课程体系建设的根基。内容要素包括课程结构与课程内容。课程结构体现了课程之间的逻辑关系。课程内容反映了前述特定的课程观与课程目标。过程要素即为课程活动方式，包括与课程教学内容相适应的教学组织形式、教学方法与教学评价方式。

由上述分析可知，一方面课程体系的内容要素与过程要素相辅相成，共同支撑目标要素的实现，另一方面课程体系内容要素与过程要素的确定又取决于所制定的目标要素。因此课程体系三大要素之间相互影響、彼此制约，耦合作用于人才培养的全过程。课程体系改革涵盖前述三大核心要素的改革[3]。接下来将以新能源汽车专业方向为例，围绕课程体系改革的目标要素、结构要素与过程要素展开研究。

二、新能源汽车专业方向课程体系目标要素改革

（一）新能源汽车专业方向课程观

课程观是新能源汽车专业方向课程体系改革的指导思想与原则。新能源汽车专业方向课程观具有以下特征：

1. 遵循学科规律、专业规律、课程规律。

2. 坚持把立德树人作为教育的根本任务，全面推进课程思政建设。

3. 满足工程教育专业认证要求，提高工程教育对新能源汽车产业发展的适应性。

4. 融入“双创”教育，符合“大众创业、万众创新”的时代主题。

5. 反映新工科的内涵与特征，满足新能源汽车产业发展需求。

（二）新能源汽车专业方向课程目标

课程观的实现贯穿于课程体系设计与建设的全过程。课程目标既是课程观的具体表征，也是专业培养目标的细化。新能源汽车专业方向的课程目标代表着一个学校甚至一个国家对“培养什么样的新能源汽车人才？”这一根本问题的回答，在宏观层面上要回应国家对新能源汽车多学科交叉融合发展及其相关领域人才素质的要求与期望;在微观层面上要明确新能源汽车专业方向存在的必要性与独特性，突出该专业方向的特色。基于宏观回应国家需求、微观明确必要性与特色的原则，新能源汽车专业方向的课程目标为：（1）宏观层面，厚基础、重交叉、促创新、重树人，适应国家新能源汽车产业发展对人才素质的需求;（2）微观层面，明确新能源汽车专业方向的就业导向，建立与之相适应的课程知识体系，强调其知识基础的综合性，形成面向“三纵三横”、产学研创四位一体的武汉理工大学新能源汽车专业方向特色。

三、新能源汽车专业方向课程体系内容要素改革

（一）新能源汽车专业方向课程体系结构改革

每一个专业的课程体系结构一定要与该专业的培养目标紧密结合，因此每一个专业的课程体系结构没有统一的模式[4]。现有新工科专业课程体系与工程相结合要求不够，课程体系化不足，课程间缺乏有机的联系与相互支撑，各课程的目标缺乏协同。武汉理工大学作为汽车行业特色高校，针对新能源汽车专业方向课程体系结构改革，充分发挥学校及学科发展的资源优势，采用校外走访调研与校内理论研究相结合、产教共谋的方式，按照毕业要求的层级关系，以理论课程与实践课程为两个主线，以通识课程、学科基础课程、专业课程和跨学科课程为四个层次，形成了对接学科和行业前沿、学科交叉融合、梯次递进、模块化的理论课程体系结构，以基础层、提高层、创新层为三个层次，构建了全程贯穿、分层实施的实践课程体系结构。

通识课程包含思想政治、外国语言、体育军事和通识选修四大课程模块，其中思想政治、外国语言与体育军事为必修模块。通识选修模块由核心选修与自主选修两部分组成，核心选修以文明与传统类、社会与发展类、艺术与人文类、自然与方法类课程为主，自主选修涉及数理科学、哲学心理学、创新创业等。通识选修课程应修满至少9学分，其中核心选修不少于2学分;自主选修课程中，至少在艺术与审美、创新与创业两个领域各选修1门课程。学科基础类课程包含理学、计算机、机械与电子四大课程模块。理学课程模块由数、物、化、力等基础课程组成。

专业课程包含学科前沿与专业导论课程、专业核心课程与专业特色课程三大课程模块。专业核心课程模块由热工流体课程群与车辆全产业链课程群组成，热工流体课程群由工程热力学、传热学、流体动力学三大理论课程组成;车辆全产业链课程群，覆盖当前新能源汽车设计、生产与制造全产业链，从基本原理-车辆基本结构-车辆设计与开发-车辆制造逐层递进，涉及汽车理论、发动机原理等原理类课程，汽车构造等结构类课程，电动汽车设计基础等设计类课程，汽车及其动力系统制造工艺学、新能源汽车轻量化设计制造技术等制造类课程。专业特色模块由新能源汽车“三纵”技术课程群、“三横”技术课程群与具有行业特色的校企合作课程群组成，“三纵”技术课程群涵盖纯电动汽车技术、混合动力汽车技术与燃料电池汽车技术等课程，“三横”技术课程群包含电池及其管理系统、燃料电池基础、电机学、电动汽车电驱动理论与控制、汽车动力装置控制管理系统等课程，校企合作课程群包含汽车动力系统开发与项目管理、汽车动力系统创新综合设计等课程。

跨学科综合类课程是面向汽车新四化发展的学科交叉知识体系，包括自动控制原理、车用嵌入式系统等学科交叉类课程，汽车性能建模与仿真基础、动力锂电池制造与性能测试技术等工具类课程，科技文献检索与写作、汽车企业伦理与社会责任等个性类课程。

实践课程体系由实验模块、设计模块、实习模块、实训模块、军训与社会实践模块等五大模块组成。实践课程体系的基础-提高-创新三个层次分别对应学生的基本-专业-综合实践能力的培养。实验模块的基础层为基本的物理实验、化学实验，提高层为热工流体实验、车辆及其关键部件性能实验，创新层为新能源汽车电池测试综合实践等自主设计类综合实验。设计模块的基础层为计算机程序设计、机械设计基础课程设计，提高层为汽车新能源及其动力装置课程设计，创新层为汽车动力系统创新综合设计课程与毕业设计。实习模块的基础层为电子实习与专业认知实习，提高层为汽车拆装实习，创新层为毕业实习。实训模块的基础层为机械制造工程实训，提高层为新能源汽车技术实训，创新层为大学生创新创业训练计划项目、学科竞赛体系、校院两级创客活动等。军训与社会实践模块的基础层为军事训练，提高层为校院两级的寒暑期社会实践与志愿服务活动，创新层为大学生创新创业大赛、创业项目孵化。

（二）新能源汽车专业方向课程内容改革

课程内容支撑着课程目标的最终实现，也是提升课程质量的先决条件。课程内容改革主要围绕两个方面展开：一是宏观层面课程内容的系统化，涉及不同类别、同一类别不同课程模块、同一课程模块不同课程之间的课程内容的衔接与配合;二是微观层面课程内容的选择，旨在实现某一门课程内容的广度和深度的最佳折中。

课程内容的系统化需根据人才培养目标与产业发展需求，确定模块内课程之间的逻辑关系及相互作用，以明确每门课程在模块中的作用和定位。构建课程群组或团队，通过梳理各门课程知识的关系，加强、重视不同课程知识点之间的关联，平衡模块化课程之间的教学内容，避免出现交叉重复的现象，发挥每门课程的增强效应，以有效实现课程群组或课程模块的教学目标。联合开发模块内容难度大、需要多方合作的多学科交叉课程。

课程内容传递的知识是学生形成自身知识体系的主要素材，课程内容的选择要符合学生认知发展规律与学科发展规律、贴近与适应社会发展实际。新能源汽车专业方向课程体系及学生知识体系与行业需求的匹配度体现在课程内容的选择中。新工科的内涵及其特征决定着其课程内容一方面要体现多学科交叉融合，另一方面要体现时代性与前沿性。因此，在确定新能源汽车专业方向课程内容时，基于学生认知发展特点，结合学校专业布局特点和专业建设优势，以课程思政与“金课”建设为指引，按照“源于教材而高于教材”“适应学生、社会与产业发展”“关联教学大纲与学科积淀”的原则，不断完善更新教材，优化课程知识单元和课程知识体系，教学内容体现科学性、前沿性、针对性和实效性，突出课程内容的创新性。

通识教育类课程的课程内容一方面在保持广度的基础上需提高深度，与专业相结合，开阔学生的眼界，突出专业特色，提升学生的生态、法律、安全意识，管理和审美能力，社会责任感以及伦理道德水平;另一方面要体现时代特色和要求，思政课程模块强化习近平新时代中国特色社会主义与中国梦教育、社会主义核心价值观教育、宪法法治教育，外语课程模块注重国际化交流与表达能力训练和培养，军体课程模块强调内容的趣味性与体质、人格、意志等方面培养的全面性，通识选修课程模块要加强中华传统优秀文化教育。

学科基础类课程的课程内容要有挑战度，体现运用数学、自然科学与工程科学经典理论解决专业复杂工程问题的能力培养。一方面增强基础知识内容的难度，强化数理化基础，拓展力、电、机、计等内容;另一方面引入工程实践案例，实现基础知识与实际应用问题的有机结合，检验学生对基础知识的掌握程度，进一步改进学科基础知识内容。

专业课程的课程内容要有创新性、前瞻性。将“国家能源安全大局观”“绿色可持续发展观”“关键核心技术自主可控”等与课程有重要关联的思政元素设计进教学内容，建立课程思政案例库，与专业教学知识内容有机融合，激发学生的担当意识与爱国情怀，树立正确的价值观与人生观。注重科研反哺教学，紧跟学科发展前沿，更新课程教学内容，突破教材内容限制。增加教学案例、教学视频、虚拟实验、专题设计等内容以拓展课堂教学内容，增加课程难度，培养学生对所学基础理论知识的应用能力，并激发学生的自我学习意识，突出课程的创新性。

跨学科综合类课程注重课程内容的综合性、系统关联性和推理性，融合部分新技术和新思路，适当提升内容的难度，让学生通过查阅课外资料，综合分析，仿真分析、程序设计等方法解决问题，从而提高课程内容的挑战度。

四、新能源汽车专业方向课程体系过程要素改革

（一）新能源汽车专业方向课程教学方式改革

课程实施往往通过教学过程来具体展现，包括教学方法、手段、场所及资源等多方面。根据工程教育新模式对教学方式先进性与互动性的需求，新能源汽车专业方向的教学方式改革主要围绕以下方面展开。

1. 多手段的互动化教学模式

以智慧教学工具为载体，构建与课程教学目标和内容相匹配的互动化教学模式。全面实行线上线下结合的混合式教学模式，体现“以学为主体、以教为主导”的教学理念。通过线上教学激发学生的学习主动性，引导学生开展探究式、个性化学习，提升线下课堂教学效果。依托线上教学平台资源，助力“课前、课初、课中、课末、课后”五个环节实现“导学、督学、研学、验学、助学”等信息化支撑职能。

2. 多样化的教学方法

依托信息技术、信息化教学条件，利用有限的学时实现丰富教学内容的有效讲解。开展细致的课前教学内容设计，将宝贵的课堂讲授时间留给难度较高的知识点，提高课内教学效率。积极尝试研究式、讨论式、案例式、项目式等教学方法，增加学生的参与度;运用雨课堂、虚拟仿真等信息化技术进行课堂测试和互动，改善课堂活跃度。

3. 多元化的教学组织形式

课堂与项目结合，以问题求解为驱动，从科研课题中挖掘知识做研究型教学，探索基于科研项目的动态教学组织。通过研究型教学，使学生体验知识再创造，激发学生的探索欲，提升学生的创新意识。强化课程思政建设，形成“知识传授+能力培养+价值引领”三维融合的教学体系，增强学生科技报国、发展我国新能源汽车产业的使命感与责任感。以大学生“双创”、大学生节能减排、方程式赛车等项目和比赛为载体，开展创新性综合训练，培养学生的创新能力。

（二）新能源汽车专业方向课程考核评价方式改革

课程教学内容与教学方式的改革必然要求其考核评价方式也要随之更新，进一步落实以学生能力提升为中心的教学目标。以产出培育为导向，实施全过程、多维度的考评，丰富考核手段。建立“考核全程化、形式多样化、指标多元化”的学生学业考核评价机制，在考核方式上体现对学生综合能力的评价，提高学生学习的主动性。

适当增加过程考核的权重，进一步丰富过程考核内容，比如平时作业、自主试验设计、课堂讨论参与度、实验成绩、课堂测试、调研報告、课程答辩、作品展示等。推广无标准答案开卷考试等考核方式，体现考核内容的开放性、灵活性与探究性。通过设立综合性、探索性和研究性等实践性作业，结合工程软件应用和实验数据分析，引导学生自主进行团队型、研究型学习，增加学生的参与度与课程的挑战度，达成课程评价体系与学生综合能力的相互协同。

五、结束语

通过对课程体系改革内涵的深入分析，研究新工科背景下新能源汽车专业方向课程体系改革问题，有助于提升专业培养质量，促进学科专业良性发展。本文围绕面向国家需求的课程改革宏观目标与面向专业特色的课程改革微观目标，通过理论与实践两主线课程体系构建、宏观-微观课程内容改革、教学模式-教学方法-教学组织形式相结合的教学方式更新、考核全程-形式多样化-指标多元化的考核评价方式探索，建立了适应新工科建设要求的新能源汽车专业方向课程体系，支撑了新能源汽车“交叉复合+应用创新”人才培养。

参考文献：

[1]杨毅刚，唐浩，宋庆.遵循工程逻辑构建一体化的课程体系[J].高等工程教育研究，2019（1）：44-51.

[2]刘昱涛.构建行动导向课程体系 提升高职营销人才培养质量[J].教育教学论坛，2012（2）：54-55.

[3]关新，赵琰，郭瑞，等.行业评价驱动下的产教融合课程知识体系建设[J].高等工程教育研究，2021（4）：111-117.

[4]林健.新工科专业课程体系改革和课程建设[J].高等工程教育研究，2020（1）：1-13+24.