基于OBE的汽车类专业核心课程的建设与实践——以“汽车电控技术”课程为例

廖连莹，孟浩东，孙文，廖旭晖，王树磊，戴旭东

(常州工学院汽车工程学院，江苏 常州 213032)

0 引言

学习产出的教育模式(Outcome-based Education，简称OBE)理念伴随着新工业革命背景，逐步成为工程教育改革的重要指导思想[1]。OBE理念不同于基于学习投入的教育模式，它不仅注重教育过程，更关注学生学习成果。在这种教育理念下，需要适时对学习成果进行评估，并进行明确的量化，然后把量化的学习成果及时反馈给包括教师和学生等所有相关人员。教师针对反馈对课程内容、教学方法、教育策略及课时分配等进行改进，以达到课程所需取得的学习效果，从而形成一个闭环的、可持续优化的教学模式[2]。“汽车电控技术”作为应用型本科高校汽车类专业的核心课程，在应用型汽车人才培养中具有代表性。基于OBE理念，依托长三角产业特点及行业优势，课题组成员对“汽车电控技术”课程的建设与实践进行了研究，以期进一步提高专业人才的培养质量，为推动汽车类专业教学改革、加强应用型“金课”建设提供借鉴。

1 基于成果导向修订教学大纲

在OBE理念下，成果导向是工程教育的核心思想之一，一切的教学内容、方法和手段都是围绕学习成果动态调整并实施的[3]。按照反向设计教学过程的要求，根据学生应具备的解决复杂工程问题的能力需要，通过不断研讨、不断修订符合工程教育认证的培养方案、教学大纲，并明确所采用的教学设计与实施，提出可观测及量化的评价方法。

以常州工学院车辆工程专业为例，其培养目标对专业素养的要求是立足苏南、面向长三角区域经济，培养既掌握与汽车相关的基础理论知识，又掌握与汽车相关的专业知识，同时拥有较强的动手能力和创新能力，能够在车辆工程及相关行业，特别是汽车工程行业从事汽车理论研究、汽车及零部件设计、汽车及零部件制造、汽车性能检测等工作的复合型应用型工程技术人才[4]。

根据上述培养目标，作为车辆工程专业的核心课程的“汽车电控技术”课程目标主要包含五方面：一是能够了解汽车电控技术的发展历史，掌握汽车电控技术的类型及控制内容，掌握汽车电控技术的应用范围；二是能够掌握发动机电控系统构造和工作原理；三是能够掌握底盘电控系统构造和工作原理；四是能够掌握车身电控系统构造和工作原理；五是能够综合应用“汽车电控技术”课程多学科理论知识与相关课程知识，分析、推理和解决车辆工程领域产品的设计与优化等复杂工程问题。

“汽车电控技术”课程教学大纲从以下两方面进行了修改。一是针对“设计/开发解决方案”毕业要求，更新了教学内容，以适应汽车技术日新月异的发展。比如，发动机电控技术模块，增加了缸内直喷技术内容和发动机稀薄燃烧技术内容；自动变速器模块，增加了双离合自动变速器等内容；增加了智能网联技术和新能源汽车电控技术等最新汽车电控技术。通过这些教学内容的改进，保障学生学习课程后能设计与开发汽车电控系统，满足相应的毕业要求。二是设计了8个学时课内和8个学时课外实验，通过课内设计性和综合性实验训练及课外开放实验项目补充的方式，使学生实践动手能力的训练在时间上获得了延伸，在内容上得到了扩充。同时，增加与课程内容相关的科研训练项目，锻炼了学生处理较为复杂的汽车电控技术问题的能力。

2 以学生为中心开展教学设计

基于OBE理念，教学设计坚持以学生为中心，在教学过程中适时量化学生的学习成果，采取多种手段不断优化教学设计从而达到预期目标。以“汽车电控技术”课程为例，主要从以下三方面开展教学设计。

一是坚持以学生为中心，深入分析学生学情，改进教学方法。当代大学生是伴随着数字化新技术成长起来的一代，数字化生活深刻改变了他们的思维方式。研究表明，当代大学生学习思考和处理信息的能力已发生了深刻变化，他们以视觉、图形思维优先，信息接收频度较快，擅长互动式、网络探究式的学习方式，偏爱各种数字化工具的使用。“汽车电控技术”课程的教学内容丰富，包括了汽车发动机、汽车底盘、汽车车身电子控制技术和汽车网络技术等。这些内容如果仅采用传统的封闭式、灌输式教学方法，课堂教学会较为抽象、乏味，不利于学生的理解与接受，远远不能满足当代学生的学习需要，难免会出现课堂“低头族”，教学效果低下等情况。因此，开展学情分析，通过问卷调查等形式，充分了解学生的知识水平和接受能力，坚持以学生为中心，通过启发教学、讨论教学和现场教学等教学方法，转变教学模式、组织和方法，激发学生的学习兴趣。

二是紧扣产教融合主题，坚持以项目教学为主体，培养和锻炼学生解决复杂工程问题的能力。与广汽丰田汽车有限公司、中汽研(常州)汽车工程研究院有限公司和张家港长城汽车研发有限公司等一批知名企业进行了充分研讨后，以企业的实际生产案例为背景，结合“汽车电控技术”课程内容，设计多个教学项目，以团队合作方式完成相应项目，训练学生综合素质能力。以“汽车发动机传感器、执行器实验台的设计与制作”项目为例，教师将项目拆分成发动机传感器实验台设计、发动机执行器实验台设计等，5～8名学生组成1个小组，分别承担相应的学习、探究任务。通过实施项目教学，改变传统的接受式学习方法，促使学生将理论知识与实际技能有机结合起来，培养学生深度学习和团结协作等能力。教师由主导教学的组织领导者转变为教学活动的引导者，突出学生的中心地位，开展创造性学习，从而极大地调动学生学习的主动性和积极性，提高了教学的质量与效率。

三是坚持线上线下教学相融合，引导学生自主学习。OBE理念强调培养学生的学习能力和技能，在有限的课堂教学之外，需要引导学生进行大量的课外学习投入。在“汽车电控技术”课程中，教师充分运用“爱课程”在线开发课程和“毕博”网络教学平台，制作微课、慕课，上传了电子教材、课程PPT、图片和视频等大量教学资料，供学生下载学习。利用“交流”板块，在线布置作业，提交答案并进行评阅，将课堂向课外和网络延伸，有效监测学生的自主学习情况。根据当代学生学习特点[5]，制作开发了“常工汽车电控”微信公众号。利用该公众号为学生构建系统学习框，丰富课程资源、项目训练和习题库，实现课程学习的便捷性、即时性、互动性和广泛性，提高学生的学习效能。此外，充分挖掘实验室的虚拟教学系统，开发了电控发动机虚拟拆装实验、自动变速器虚拟拆装实验、自动变速器性能虚拟检测实验、防抱死制动系统性能虚拟检测实验等开放实验项目。充分运用虚实结合的实践教学，在课堂教学之外，引导学生自主安排时间，走进实验室，自主提高实践能力。

3 建立健全学习过程监测和学习成果评价体系

学习过程是教学目标和教学设计的具体实施过程[6]。基于OBE理念，监控教学过程，其实质是监测学生的学习过程。坚持成果导向、以学生为中心，教学过程中的教师与学生的角色均发生了根本性变化，学生由被动转换为主动，教师由灌输者转变为引导者，这必然导致教学监控体系的变化。学习成果评价主要是针对学生通过项目设计所能获得的知识、技能和行为，评价学生的知识应用能力、项目分析和方案设计能力、设计系统和部件能力、团队协作和交流能力，并使学生认识到终身学习能力的重要性[7]。学习成果评价主要根据毕业要求的达成度来体现，具体到每一门课程，在达成度计算中，达成度越高则表明学生在该门课程支撑的毕业要求所对应的能力方面越优秀。OBE视野下的课程改革，需要建立全员、全程及全方位评价和闭环考核机制。

在“汽车电控技术”课程教学中，应始终坚持成果导向，注重过程监测，改变以往只有期末考试单一考核的方式，构建了“N+1”全过程多维度的综合评价体系，如图1所示，即课程对学生的考核除了1次期末考试外，还包含N种过程考核。这种考核方式不仅更加全面地对学生学习成果进行考核，而且通过考核结果的反馈来促进教师对教学进行改进，从而提升教学效果。

图1 “N+1”课程考核体系

从图1可以看出，“汽车电控技术”课程过程性考核N由网络学习、课内实验、教学项目和平时作业组成，其中平时作业包含习题作业、单元测验、课程论文。过程性考核的“N”种形式贯穿课前、课中和课后。通过自评、互评、师评对学生学业成果进行综合评定，构建以学习产出为导向的全方位立体交叉评价体系。“N+1”课程考核评价体系的使用，进一步淡化了期末考试，强化了过程考核，体现了评估主体和评估内容的多元化、评估手段的多样化，有利于促进师生、学生之间的交流与合作，激发学生自主学习。

4 形成持续改进的良性循环

持续改进是课程教学质量管理的反馈环节[8]。“汽车电控技术”课程依据产业需求及岗位核心能力要求，对照培养目标中的毕业要求，根据对学习过程监控和学习成果评价的分析，得出学生能力培养与毕业要求之间产生偏差的影响因素，针对原因制订相应改进措施，形成持续可发展的课程建设闭环运行机制，如图2所示。

图2 课程建设闭环运行机制

从图2可以看出，首先对照专业培养计划毕业要求指标点，研究“汽车电控技术”对“设计开发解决方案、工程研究、工程与社会”3个毕业要求的支撑关系。 然后依据“金课”高阶性、创新性和挑战度要求制定课程建设标准。通过督导评价和内部自评，对课程建设达成度的分析过程、分析方法以及结果的应用等进行研究。以此为基础，开展课程建设综合研讨，分析总结教学过程中存在的问题和不足，并指导教师及时对教学中的不足之处进行改进，通过持续改进课程教学过程来实现课程达成度。同时定期召开专业认证持续改进会，共同学习《工程教育认证通用标准解读及使用指南》， 进一步理解工程教育认证通用标准，明确课程教学目标以及教学工作持续改进的要求和方向。最后通过课程建设闭环运行，从而实现课程支撑毕业要求目标。

5 稳步提升的课程建设成效

基于OBE理念的课程建设成效，一般通过对照毕业要求的达成度来体现，达成度越高表示课程建设成效越好。达成度的计算主要依据课程考核结果，“汽车电控技术”课程考核采取的是“N+1”考核模式。设计课程分目标达成度计算公式为

式中：D为课程目标达成度；n为课程目标数，本课程有3个课程目标，取n=3；m为课程考核方式种类数量，本课程m=5；Wij为每种考核方式所占权重，网络学习、课内实验、教学项目、平时作业、期末考核5种考核方式的权重分别取0.1、0.2、0.1、0.2、0.4；Sij为每种考核方式实际分值与目标分值的比值。

根据达成度计算方法，对近三年课程目标达成度进行了计算，计算结果如表1所示。

表1 近三年课程目标达成度

从表1可以看出2019年度无论是课程分目标达成度还是整体课程目标达成度均较低，原因是在此之前课程尚未基于OBE理念进行建设，在课程考核方式中缺少网络学习和教学项目评分项。从2020年开始进行教学改革后，补全了课程考核方式，该年度课程目标达成度有了较大提升。2021年通过持续改进课程建设，整体课程目标达成度也较上一年度提升了0.058，达到0.880。这说明基于OBE理念的“汽车电控技术”课程建设已取得了初步成效。

6 结语

基于OBE理念，以“汽车电控技术”课程为代表，以工程教育认证为标准，从课程大纲修订、教学设计、学习效果监测和课程运行机制建设方面开展了汽车类核心课程建设与实践。在课程建设中，尊重学生的主体作用，在培养学生的工程能力和提高学习能力方面取得了积极成效。实践证明，学生的理论知识与实践技能、自主学习等有明显提升，课程组教师教学水平、科研能力和“双师型”素质均进一步加强，极大增强了大家持续改进课程建设的信心和动力。