基于OBE教育理念的汽车电子课程改革探究与实践

杨夫勇，韩 雪，张小兵，曹菊勇，邢彦锋*

基于OBE教育理念的汽车电子课程改革探究与实践

杨夫勇1，韩 雪2，张小兵1，曹菊勇1，邢彦锋*1

（1.上海工程技术大学 机械与汽车工程学院，上海 201620；2.上海煜人教育科技有限公司，上海 201601）

汽车电子涵盖了车载汽车电子控制装置以及车体汽车电子控制装置，是车辆工程专业一门重要的专业基础课。汽车电子课程目前存在章节均课时少、内容陈旧、内容抽象性高等问题。文章基于成果导向教育（OBE）理念，探讨了汽车电子培养目标与考核机制、教学内容、教学方法以及以研带学等方面的改革思路，以达到增强学生学习汽车电子兴趣、提高学习质量的目的。

OBE；汽车电子构造；教学内容；教学方法

现代汽车技术发展的一个重要标志是汽车电子化，随着汽车电子化的不断发展，汽车产业也随之进入了电子化的新时代[1]。电子技术在汽车领域的广泛应用使得汽车电子在汽车上的作用显得日益突出。与此同时，汽车电子在改善汽车的经济性，提高汽车舒适性等方面起到了非常重要的作用。汽车电子技术已成为推动汽车行业发展的重要技术，极大地改善了汽车运行的稳定性及舒适性。通过本课程的学习有助于学生构建宽泛全面、理论联系实际、与时俱进的知识体系。汽车电子课程主要包括汽车电源系统、汽车起动系统、汽车点火系统以及汽车照明与信号系统、仪表与显示系统与电子控制系统等内容。该课程的毕业要求及其指标点如表1所示。

表1 毕业要求及其指标点

毕业要求指标点 问题分析能运用基本知识和原理，分析汽车零部件设计、生产工艺、产品试验及质量控制等过程的影响因素，证实方案的合理性 研究能够根据相应的实验方案构建实验系统，安全地开展实验，正确地采集实验数据 使用现代工具能够运用相关专业知识，实现车辆工程系统的开发、选择或使用，并理解其局限性

传统燃油汽车电子技术在当前车辆工程专业的汽车电子课程培养体系中占据主导地位。然而，新能源汽车及其电子技术也有了长足发展与广泛应用。当前的授课内容并没有涉及新能源汽车的汽车电子技术。本课程学习过程中既要完成培养学生主动学习、勇攀科学高峰的责任感和使命感以及精益求精的大国工匠精神，开阔国际视野、探索前沿知识、科技报国的家国情怀和使命担当的育人目标，又要完成课程目标。

1 汽车电子课程教学现状

目前，国内设有汽车电子课程的高校在课程教学上多少存在一些问题，这问题因为各高校的人才培养模式与定位高度、学生的基础不同以及教师教学模式的不同而存在一定差异。但是，总体来说汽车电子课程的教学存在着以下主要问题。

1.1 章节均课时少

汽车电子主要使用的是上海工程技术大学汽车工程系主编的《汽车电气与电子技术》教材。全书共9章230多页，涵盖了蓄电池、交流发电机及调节器、起动系统、点火系统、汽车照明与信号系统、电器仪器及显示系统、电器装置、空调系统以及汽车控制器局域网总线等内容。该课程无论是章节还是内容都非常多。按照该课程的教学要求，授课老师需要在32学时内完成授课工作，平均每小时需要讲授7页内容，平均每节内容授课时间约为0.7小时；每章的平均授课时间为4小时，授课时间显得格外紧迫。课程内容多与课时不够的矛盾非常突出，这就导致了在有限的时间内无法全面且深入教授课程内容。直接后果就是学生无法深入理解课程内容、无法扎实掌握知识点，更加无法做到学以致用。

1.2 内容陈旧

随着我国汽车行业的高速发展，汽车产销量也不断增多，与此同时，人们对汽车电子产品的需求量也日益增大、对汽车电子的要求也越来越高。另外，大数据、云计算、5G通信、人工智能以及车联网等技术也在不断高速发展，这些新兴关键技术已经逐渐开始应用于汽车领域，并将不断促进汽车产业尤其是汽车电子产业的快速发展。新能源汽车高压系统电压转换电路、电池充放电工作原理、新能源汽车电机驱动电路系统、新能源汽车控制系统转速、电流及位置传感器的认知，这些技术也得到了广泛应用。然而，教学内容在这些技术上的缺失已经脱轨于成熟技术的不断发展及应用。所以，当前汽车电子教学内容较为陈旧，已经明显滞后于汽车电子技术的快速发展。工程教育专业认证已成为工科院校教育改革的主流，陈旧的教学内容使得学生无法学习到与时俱进的汽车电子专业知识，很难调动学生的学习积极性[2]，也很难培养符合现代汽车行业的复合型汽车人才。

1.3 内容抽象性高

汽车电子课程要求学生掌握汽车电子各主要组成部分的基本结构及其工作原理。对于典型的汽车电子部件主要利用简图来展示其主要结构与工作原理。汽车电子课程内容涉及大量电路图、电压与电压波形图，这些图纸具有相当高的抽象性，造成了老师讲解过程抽象、学生理解困难、记忆模糊，无法有效到达理论联系实际的效果。另外，高度抽象的课程内容不利于调动学生学习的积极性与创造性，导致学生在解决汽车电子的问题不能在扎实的汽车电子理论知识的指导下动手，不能形成正确的解决现代汽车电子问题的思维模式。

2 基于OBE教育理念的汽车电子课程改革措施

以学生能力培养为导向的培养模式是现代高校工程教育发展的主要趋势，这种趋势是从原来以教师为中心的教学模式转向以学生为中心[3]。本文基于成果导向教育（Outcome Based Education, OBE）理念，针对文中提出的汽车电子课程的主要问题，提出了相应的课程改革措施。OBE是一种成果导向教育，其核心教育理念是实现教学的三个转变：1）以教师为中心的教学方式转变为以学生为中心的教学方式；2）教学由学科导向转变为目标导向；3）由质量监控向持续改进转变[4]。随着国际工程教育专业认证的推广，越来越多的国家接受并践行基于OBE的教育理念。所以，基于OBE改革也显得愈发必要。

2.1 培养目标与考核机制的有机融合

由于OBE是一种成果导向教育，所以培养目标首先要明确学生的学习成果是什么？只有明确了要达到的学习成果，才能制定明确的培养目标。汽车电子学科的培养目标：1）掌握现代化汽车中电器设备，汽车蓄电池、发电机和调压器、起动机、点火系主要元件、主要灯光显示系统、主要仪表系统、主要车身设备、汽车空调、汽车电路的用途、基本构造、工作原理与特性，以及使用与维修的基本知识；2）掌握汽车电子电路检测诊断的工具、仪器的使用方法、掌握汽车电子电路系统设计方法、流程；3）掌握汽车电子电路设计分析软件的应用，具有设计简单汽车电子电路系统的能力。

明确了培养目标后，可重点讲授基于培养目标的课程内容，这样可以在有限的时间内学到更多知识，可以解决内容多、课时少的问题。基于培养目标，制定合理有效的考核机制。学生的最终期末考试总成绩除了包括期末卷面成绩，还包括出勤率、课堂表现与平时作业三大部分。考核的目的是促使学生努力学习、达到培养目标。为了激发与提高学生自主学习的积极性，课堂讨论、翻转课堂等应当应用在教学过程中，在OBE理念的导向下学生积极建立学习小组进行学习讨论与翻转课堂等，平时作业主要包括理论作业、案例总结与实践报告等。根据讨论与翻转课堂的质量、平时作业质量来给学生相应成绩。

2.2 基于OBE 教育导向与“社会发展需要”的教材编写改革

随着电子技术的快速发展，汽车电子技术也与时俱进地应用到汽车领域。汽车电子课程的培养目的是通过相应教学使学生能够熟练掌握汽车电子相关知识，同时具备综合运用汽车电子理论知识来分析解决汽车电子问题的能力。教材编制改革也要基于OBE 教育理念[5]，教材的内容、内容多少、理论深度、实践内容、习题的广度与深度等都要依据成果导向教育理念。汽车电子教材内容的编制过程要综合考虑以上各种因素的有机结合，要使课程内容的设置满足OBE 教育理念的要求。汽车电子课程内容的编制要牢牢围绕培养目标，每一章、每一节的内容都要在OBE 教育理念的指导下进行编制，同时还要整体考虑每一章节的学时分配，即在整体上形成较为科学的学时结构，在有限的学时内达到完成课程目标所规定的学习要求。

汽车电子的发展是社会发展需要的重要部分；汽车电子已经成为现代汽车电动化与智能化变革的重要因素；车联网技术与无人驾驶技术的发展使汽车电子具备了广阔的发展空间。另外，车载电子系统、车联网、影像系统、车载导航以及车载娱乐系统已经非常成熟，并广泛应用在现代汽车中，然而我校的汽车电子课程严重缺失以上先进技术的教学。汽车电子教材的编制也要基于社会发展的需求，社会发展的需求也是教育的重要导向，汽车电子课程内容要依据社会发展需求选取教材内容。

2.3 以研带学

汽车电子主要以书本上的理论知识为主，这使得理论与实践脱钩。根据OBE教育理念，为了让学生能够全面、熟练且直观地掌握汽车电子知识，除了在教材中增加相应的时间环节外，学校应与汽车电子相关企业进行长期合作。一方面，授课老师能与企业开展研究合作，提升老师的科研能力与实践能力，让老师能够及时了解汽车电子的最新发展动向与社会需求，进而提高教学质量；另一方面，校企合作企业能够为学生提供汽车电子企业实践基地，让学生能够深入生产一线更直观学习汽车电子知识。与此同时，学校可以聘请企业的工程师作为学生的实践指导老师，为学生现场讲解电子结构及其原理。通过以研带学，不仅可以让学生更直观学习汽车电子课程，也能够更有效地达到汽车电子培养目标。

2.4 教法改革

教学方法是以汽车电子教材为授课主要内容，在课程改革的教学背景下，汽车电子的教学方法在符合学校实际情况的条件下应与时俱进进行相应改革。创新教学形式可以提升教学活动的趣味性与有效性[6]，教学方法的改革具体有：

1.引导学生自主预习

汽车电子课程内容多、难度大，如果不提前预习，很难仅靠课堂学习完成培养目标。先课前预习，然后上课听老师讲解，才能更好学习课堂内容。为了更好达到培养目标，授课教师需要根据OBE教学理念提前布置预习内容，预习的内容不局限于汽车电子教科书。

2.翻转课堂式教学方法

为了更好达到教学效果，课程采用以老师讲为主，学习讲解为辅的翻转课堂式教学方法。根据老师布置的任务，让学生准备相应讲解内容，并进行课堂讲解。学习讲解完后，老师与其他同学针对所讲内容进行提问，讲课的同学回答相应提问。

3.布置探究式作业

根据班级实际人数对学生进行分组，每组人数相同。老师布置探究式作业，学生在课下搜集所需资料、撰写探究报告。严禁任何形式的抄袭探究报告，探究报告必须要通过查阅大量相关材料，完成报告后要求学生在规定的时间内上交探究报告。根据OBE教学理念，来对探究报告进行评分，可以直接对探究报告进行评分，在必要的情况下可以在对探究报告进行相应的提问或者答辩后进行评分，该评分作为平时成绩的重要组成部分。探究式作业不仅可以督促学生进行自主学习、积极复习、提高团队协调能力、掌握汽车电子最新技术，同时也能提高上课学习效率，高效达到培养目标。

4.“预习—听课—复习”三位一体教学方法

为了更好达到培养目标，课前预习、课上学习与课后复习三个环节要相辅相成。课前预习是提高课上学习效率的重要途经。听课要做到有的放矢、主动积极、不留死角地学习课程内容，尤其是预习过程遇到理解困难的内容要在课堂听课中理解透彻。课后复习是巩固课堂知识的重要一环，能把课堂内容。“预习—听课—复习”三位一体教学方法符合OBE教育理念，三者有机结合可以有效提高教学质量。

3 结语

依据工程教育需求，总结了目前汽车电子课程当前存在的主要问题：章节均课时少、内容陈旧、内容抽象性高。基于OBE教育理念，针对汽车电子课程进行了教学内容、教学方法等方面的改革。在以学生为中心的教学环节中，培养目标与考核机制的有机融合能够明确培养目标，并通过考核模式促使学生达到目标。通过编制基于OBE教育理念与社会发展需求的汽车电子课程教材，让学生可以学到更加符合学生发展课程。通过以研带学的教学方式达到理论联系实际的目的，使学生的学习方式不再仅仅局限于课本与理论，使汽车电子课程能够成为学生学习和掌握当代汽车电子技术最新技术与最新动向的基础课程。通过探索新的教学模式与方法，能够提高汽车电子课程的教学基础质量。通过以上改革的探索，能够使得学生建立牢固的汽车电子基础概念、夯实基础知识，不仅有利于学好后续相关各门专业课程，也有利于学生胜任将来的工作岗位。

[1] 邹杰,胡乾苗,邬杨波,等.基于OBE理念下的汽车电子技术课程改革初探[J].现代职业教育.2020:(32)1-3.

[2] 莫栋成,职山杰.基于OBE理念的“电机与电气控制技术”课程教学改革[J].南方农机,2020,51(21):170- 171.

[3] 李三平,孙雪,王扬威.基于OBE理念的课程教学改革探索与实践:以“机器人技术”课程为例[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2022(4):56-58.

[4] 李兴华,孙也.“OBE理念+课程思政”融入“流体力学”课程的教学改革与探索[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2022(3):55-57.

[5] 尹文荣.成果导向理念下汽车电器与电子控制技术课程教学改革实践[J].汽车实用技术,2022,47(3): 164-169.

[6] 杨忠美.工程材料课程教学改革与教学方法的探讨[J].科技视界,2022(1):89-90.

Curriculum Reform and Practice of Automotive Electronics Based on OBE Concept

YANG Fuyong1, HAN Xue2, ZHANG Xiaobing1, CAO Juyong1, XING Yanfeng*1

( 1.School of Mechanical and Automotive Engineering, Shanghai University of Engineering Science,Shanghai 201620, China; 2.Shanghai YuRen Education Technology Company Limited, Shanghai 201601, China )

Automotive electronics covers vehicle electronic control devices and vehicle electronic control devices. It is an important professional basic course for vehicle engineering. At present, there are some problems in the course of automotive electronics, such as few chapters, old content and high abstraction. In order to solve these problems, based on the educational concept of outcomes based education(OBE), this paper discusses the reform ideas of automotive electronics training objectives and evaluation mechanism, teaching contents, teaching methods and learning by research, so as to enhance students' interest in learning automotive electronics and improve learning quality.

OBE; Automotive Electronics; Teaching content; Teaching method

C642

A

1671-7988(2023)11-188-04

杨夫勇（1984－），男，博士，研究方向为质量控制、智能制造，E-mail:yangfy09@163.com。

邢彦锋（1978－），男，教授，研究方向为复杂薄板连接技术与装备，E-mail:xyf2001721@163.com。

《高强度钢-铝合金CMT焊缝热塑性变形及误差传递机理研究》，上海市自然科学基金（20ZR1422600）； 《考虑动态误差源的误差传递与补偿方法研究》，上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室开放课题（2019-002）。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2023.011.035