面向应用型本科院校新能源汽车专业的电工与电子技术实验课程设计

作者：任春 杨雪峰 刘姁升 王强 来源：《高教学刊》2024年第07期

摘 要：该文面向新能源汽车领域人才需求，在充分分析当前电工与电子技术实验教学中存在问题的基础上，针对教学理念与社会发展不适应、教学内容与岗位需要不一致、考核结果与能力水平不协调和学生学习特征与传统教学方法不匹配四个教学痛点，对鄂尔多斯应用技术学院汽车服务工程专业的电工与电子技术实验课程进行优化设计。构建基于OBE教学理念和PBL的应用型教学模式，开发面向岗位能力需求的应用型教学内容，建立多元分阶教学评价体系，旨在将岗位能力需求和教学预期产出与专业知识点的设计结合起来，使学生的岗位适应能力和创新能力显著提高。

关键词：应用型本科；新能源汽车；电工与电子技术实验；产出导向教育（OBE）；实验课程设计

中图分类号：G2 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2024）07-0098-04 Abstract： Facing the talent demand in the field of new energy vehicles， this paper fully analyzes the existing problems in the teaching of Electrician and Electronic Technology Experiment course. We conduct research on four teaching pain points， namely， the mismatch between teaching

concept and social development， the inconsistency between teaching content and post needs， the inconsistency between assessment results and ability level， and the mismatch between students' learning characteristics and traditional teaching methods. We have optimized the Electrical and Electronic Technology Experimental courses for Automotive Service Engineering major in ORDOS INSTITUTE OF TECHNOLOGY， built an applied teaching model based on OBE teaching concept and PBL， developed applied teaching content oriented to job ability requirements， and established a multi-level teaching evaluation system. Its purpose is to combine the demand for post ability and expected teaching output with the design of professional knowledge points， so that students' post adaptability and innovation ability can be significantly improved.

Keywords： applied undergraduate; new energy vehicle; Electrician and Electronic Technology Experiment; Outcome-Based Education; experimental course design

鄂爾多斯应用技术学院是我国高等教育转型发展中教育部批准成立的第一批以“应用技术”命名的本科院校，致力于培养学生的知识应用能力和解决实际问题的综合能力，以满足地方经济社会转型发展的需求。新能源汽车产业作为国家的战略性新兴产业，是实现我国汽车产业结构调整、转型升级和完成“碳达峰、碳中和”任务的重要举措。电工与电子技术实验作为工科院校非电类本科专业的重要实践课程，在学生综合能力和工程素养培养中起着极其重要的作用。然而，对于新能源汽车这个新领域，传统的电工与电子技术实验课程已无法适应应用型人才培养要求。结合电工与电子技术在新能源汽车中的实际应用，基于产出导向（OBE）理念开展电工与电子技术实验课程优化设计，对于培养面向新能源汽车领域的应用型、创新型紧缺人才具有重要意义。OBE的教育模式最早由美国学者Spady[1]提出，是以预期学习产出为中心来组织、实施、评价的教育模式，后被广泛应用于欧美的基础教育改革[2]。目前，基于OBE的教育理念被广泛应用于高校工程教育人才培养[3]，实现由基于“教育输入”向“学生产出”的评价体系转变和由“教”的效果向“学”的教学效果转变[4-5]。 一 课程定位

电工与电子技术实验课是本学院汽车服务工程专业的一门专业必修课，主要学习电工和电子技术的基本理论、基本知识、基本分析方法，使学生掌握电路、电机、模拟电子电路、数字电子电路及电气控制技术的基本理论和基本分析方法。理解电路与电子技术的分析方法、思考问题的角度，了解电工、电子技术领域的新技术、新知识。结合实践教学环节，提高学生实际用电技术的能力，并注重培养学生的知识应用能力和创新能力，在工程实践及日常生活中能够运用所学的电学知识分析和解决复杂工程实践问题。为学习后续专业课程及从事与汽车有关的电气技术工作打下一定的基础。 二 课程教学中存在的问题

电工与电子技术实验教学是提高学生知识综合应用能力和创新能力的重要载体，是对应用型人才培养目标达成度的最直观评价。然而，面向当前新能源汽车领域的人才需求，传统的电工与电子技术实验教学在教学理念、教学模式和教学内容等方面存在如下问题。 （一） 教学理念与社会发展不适应

受高等教育普及化、互联网技术的发展及知识的快速传播等因素的影响，很多知识体系无法像过去那样，可以长时间地支配和适应一个群体社会的不同时代。长期以来，电工与电子技术实验被认为是一门验证型实验课程，只是单纯地完成相应理论知识验证即可。在教学过程组织上，严格按照通用教学大纲的内容要求进行开展，过分强调知识体系的结构性和完备性，忽视了学生能力培养的内在规律；在教学方法的采用上，过分强调教师的作用，通过教师为学生讲授每一个实验的具体操作方法，学生按照具体操作步骤完成实验数据测试和实验结果分析并撰写实验报告就可以交差，忽略了综合性实验和创新性实验对学生知识应用能力和创新能力的培养；在教学过程中，过分强调学生操作的规范性和流程性，缺乏对实验现象的观察和问题发现的引导。在这种教学理念下，学生只是被动地完成自己的实验项目，缺乏对实验过程的细致观察和问题的深入思考，很难培养和提高自己的创新精神，不利于调动学生学习的积极性和培养学生的自主學习能力，甚至会导致学生产生严重的依赖性[6]。 （二） 教学内容与岗位需要不一致

在传统的宽口径培养模式下，电类专业学生和非电类专业学生的电工与电子技术实验教学内容同质化，面向不同专业设置的教学内容雷同。教学内容的设置上不仅忽略了实际工作岗位的能力需求，而且缺少能够培养学生综合知识应用能力的综合性实验和培养学生创新能力的探索性实验，此外，教学内容的设置也未能反映出现代电工与电子技术设计特性即硬件设计软件化。总之，在传统的电工与电子实验中并没有从“学生产出”及“学生毕业后真正要带走的是什么”这一根本目标出发，针对特定的专业量身打造教学内容、开展创新教学，严重制约着学生创新能力的提高。

（三） 考核结果与能力水平不协调

在应试教育思想的深刻影响下，面对当前高等教育发展受互联网和现代信息技术影响的新常态，传统的电工与电子技术实验考核依然沿用期末考试成绩占综合成绩70%的评定方法或者实验报告和实操各占50%的评定方法，忽视了学生在知识理解、应用能力、团队合作和交流及工程项目运行周期实践等综合素质的培养，导致该课程在学生的能力培养方面收效甚微，不利于学生个人能力和综合素质的提升。

（四） 学生学习特征与传统教学方法不匹配

近年来，学生出生在2000年以后，从小接触的科学内容较为充足，尤其是对于科学理念和科学素养方面有较为广泛的认知，在电工与电子技术实验课程开展中要注意课程内容和材料的广度和深度。其次，学生的学习特征表现在集中注意力的时间较短、合作意识不强、严格按照流程完成的规矩意识不强等特点，对于这样的学习特点，传统的实验教学方法与之匹配度不够高，在实验开展过程中的组织、安排及监督上提出了更高的要求。 三 面向新能源汽车领域的应用型课程设计

面对高等教育普及化、互联网技术的发展及知识的快速传播等因素的影响，高等教育要想实现内涵式发展，教师必须主动吸纳新的教学理念，以新型教学理念构建新的教学理论，以新型教学理论主导对新技术的合理利用。 （一） 落实OBE教育理念

OBE（Outcome-Based Education，OBE）教育理念，又称为成果导向教育、能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育，是目前工程认证的核心理念。OBE教育理念是一种以成果为目标导向，以学生为本，采用逆向思维的方式进行的课程体系建设理念，核心理念包括学生中心、产出导向、持续改进三大理念。

学校在修订2022版人才培养方案过程中，对标工程认证，依据OBE理念来完成，如图1所示。在汽车服务工程人才培养方案中，全面反映了学生毕业在思想品德、工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理及终身学习十三个方面要达成的目标和要求，其中与新能源汽车专业的电工与电子技术实验课程紧密联系的主要有工程知识、问题分析能力及使用现代工具能力三个方面，要求学生能够运用数学、自然科学、工程基础和专业知识，将复杂工程问题用数学模型、力学模型等加以描述并对其进行分析，解决汽车服务领域的复杂工程问题；能够应用数学、自然科学、工程科学的基本原理对汽车服务领域的复杂工程问题进行识别，并运用图纸、图表、文字等准确表述；能够综合运用文献、规范、标准或软件工具等进行技术分析并获得有效的结论；能够针对汽车服务领域的复杂工程问题，开发、选择、使用恰当的信息技术工具和现代工程工具，进行建模、求解、分析，并能够理解其局限性[7-8]。 （二） 建构基于PBL的应用型教学模式

为了实现面向新能源汽车领域的应用型人才培养，在应用型本科院校中开展电工与电子技术实验课程是培养学生综合应用能力和创新能力的最佳手段。采用以项目为主线，任务驱动的PBL（Problem-Based Learning）教学法，如图2所示，形成以学生为中心、以PBL为主导的应用型教学模式，并将这种教学模式与互联网自身的“交互性”结合，突出以应用为主线、教师为主导、学生为主体的特点，以唤起学生的自主学习兴趣，激发学生完成高难度任务的学习动力。在实际教学中，要求学生在课堂上以小组为单位、以项目为主线进行分工和协作，有针对

性地进行学习，对于不懂的内容先进行小组讨论，对于讨论后仍无法解决的问题由指导老师给予解决，这样可以提高学生的学习效率和趣味性，更好地激发学生的自主学习能力。 二 课程教学中存在的问题

电工与电子技术实验教学是提高学生知识综合应用能力和创新能力的重要载体，是对应用型人才培养目标达成度的最直观评价。然而，面向当前新能源汽车领域的人才需求，传统的电工与电子技术实验教学在教学理念、教学模式和教学内容等方面存在如下问题。 （一） 教学理念与社会发展不适应

受高等教育普及化、互联网技术的发展及知识的快速传播等因素的影响，很多知识体系无法像过去那样，可以长时间地支配和适应一个群体社会的不同时代。长期以来，电工与电子技术实验被认为是一门验证型实验课程，只是单纯地完成相应理论知识验证即可。在教学过程组织上，严格按照通用教学大纲的内容要求进行开展，过分强调知识体系的结构性和完备性，忽视了学生能力培养的内在规律；在教学方法的采用上，过分强调教师的作用，通过教师为学生讲授每一个实验的具体操作方法，学生按照具体操作步骤完成实验数据测试和实验结果分析并撰写实验报告就可以交差，忽略了综合性实验和创新性实验对学生知识应用能力和创新能力的培养；在教学过程中，过分强调学生操作的规范性和流程性，缺乏对实验现象的观察和问题发现的引导。在这种教学理念下，学生只是被动地完成自己的实验项目，缺乏对实验过程的细致观察和问题的深入思考，很难培养和提高自己的创新精神，不利于调动学生学习的积极性和培养学生的自主学习能力，甚至会导致学生产生严重的依赖性[6]。 （二） 教学内容与岗位需要不一致

在传统的宽口径培养模式下，电类专业学生和非电类专业学生的电工与电子技术实验教学内容同质化，面向不同专业设置的教学内容雷同。教学内容的设置上不仅忽略了实际工作岗位的能力需求，而且缺少能够培养学生综合知识应用能力的综合性实验和培养学生创新能力的探索性实验，此外，教学内容的设置也未能反映出现代电工与电子技术设计特性即硬件设计软件化。总之，在传统的电工与电子实验中并没有从“学生产出”及“学生毕业后真正要带走的是什么”这一根本目标出发，针对特定的专业量身打造教学内容、开展创新教学，严重制约着学生创新能力的提高。

（三） 考核结果与能力水平不协调

在应试教育思想的深刻影响下，面对当前高等教育发展受互联网和现代信息技术影响的新常态，传统的电工与电子技术实验考核依然沿用期末考试成绩占综合成绩70%的评定方法或者实验报告和实操各占50%的评定方法，忽视了学生在知识理解、应用能力、团队合作和交流及

工程项目运行周期实践等综合素质的培养，导致该课程在学生的能力培养方面收效甚微，不利于学生个人能力和综合素质的提升。

（四） 学生学习特征与传统教学方法不匹配

近年来，学生出生在2000年以后，从小接触的科学内容较为充足，尤其是对于科学理念和科学素养方面有较为广泛的认知，在电工与电子技术实验课程开展中要注意课程内容和材料的广度和深度。其次，学生的学习特征表现在集中注意力的时间较短、合作意识不强、严格按照流程完成的规矩意识不强等特点，对于这样的学习特点，传统的实验教学方法与之匹配度不够高，在实验开展过程中的组织、安排及监督上提出了更高的要求。 三 面向新能源汽车领域的应用型课程设计

面对高等教育普及化、互联网技术的发展及知识的快速传播等因素的影响，高等教育要想实现内涵式发展，教师必须主动吸纳新的教学理念，以新型教学理念构建新的教学理论，以新型教学理论主导对新技术的合理利用。 （一） 落实OBE教育理念

OBE（Outcome-Based Education，OBE）教育理念，又称为成果导向教育、能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育，是目前工程认证的核心理念。OBE教育理念是一种以成果为目标导向，以学生为本，采用逆向思维的方式进行的课程体系建设理念，核心理念包括学生中心、产出导向、持续改进三大理念。

学校在修订2022版人才培养方案过程中，对标工程认证，依据OBE理念来完成，如图1所示。在汽车服务工程人才培养方案中，全面反映了学生毕业在思想品德、工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理及终身学习十三个方面要达成的目标和要求，其中与新能源汽车专业的电工与电子技术实验课程紧密联系的主要有工程知识、问题分析能力及使用现代工具能力三个方面，要求学生能够运用数学、自然科学、工程基础和专业知识，将复杂工程问题用数学模型、力学模型等加以描述并对其进行分析，解决汽车服务领域的复杂工程问题；能够应用数学、自然科学、工程科学的基本原理对汽车服务领域的复杂工程问题进行识别，并运用图纸、图表、文字等准确表述；能够综合运用文献、规范、标准或软件工具等进行技术分析并获得有效的结论；能够针对汽车服务领域的复杂工程问题，开发、选择、使用恰当的信息技术工具和现代工程工具，进行建模、求解、分析，并能够理解其局限性[7-8]。 （二） 建构基于PBL的应用型教学模式

为了实现面向新能源汽车领域的应用型人才培养，在应用型本科院校中开展电工与电子技术实验课程是培养学生综合应用能力和创新能力的最佳手段。采用以项目为主线，任务驱动的PBL（Problem-Based Learning）教学法，如图2所示，形成以学生为中心、以PBL为主导的应用型教学模式，并将这种教学模式与互联网自身的“交互性”结合，突出以应用为主线、教师为主导、学生为主体的特点，以唤起学生的自主学习兴趣，激发学生完成高难度任务的学习动力。在实际教学中，要求学生在课堂上以小组为单位、以项目为主线进行分工和协作，有针对性地进行学习，对于不懂的内容先进行小组讨论，对于讨论后仍无法解决的问题由指导老师给予解決，这样可以提高学生的学习效率和趣味性，更好地激发学生的自主学习能力。