新工科视角下车辆工程专业实验教学模式研究

汽车产业是当前我国国民经济的支柱，它带动了经济的发展，同时被列入“中国制造2025”战略规划重点领域。当前国家大力提倡新能源汽车，我国已逐步从“汽车大国”转变为“汽车强国”，在发展过程中急需一大批高素质的创新型人才，离不开车辆工程专业的学生，所以需要探索新的实验教学模式，加强学生的创新和动手技能。在新工科视角下，新能源汽车、人工智能等新科技和新技术改变了社会经济，并促进了经济的快速发展，这些需要车辆工程专业学生具有复合型工程科技创新能力。
为推动工程教育改革创新，教育部反复研讨后，正式推出了“新工科”，并形成多项指导性文件，如“天大行动”“复旦共识”“北京指南”等。“新工科”既是社会经济转型的产物，也是工程教育和经济社会发展的“耦合”，“新工科”能为经济社会发展和科学技术创新提供大量的人才支持，能够在专业结构、体系、教育方式、资源上引领工程教育改革的发展，并进行综合改革。
新工科视角下，对嘉庚学院机电工程学院车辆工程专业进行实验教学模式研究。既培养了学生对专业基础知识的学习，还能使学生掌握必要的技能，同时提高学生的实际动手能力，营造创新环境。主要采取了以下措施:以学生为中心，推进研究型学习方法;合理构建实践教学体系，通过加强实践基地的建设，使学生理论和实践相结合，实现高水平的人才培养;与企业对接，采取联合培养模式，学生除了具有扎实的专业知识外，还需具有较高的实践能力，通过校企合作，为学生提供实践平台，在实践中解决实际问题，提高解决实际问题的能力，培养优秀的高素质车辆工程人才。从新工科建设背景、车辆工程课堂实验教学模式和车辆工程技能实验教学模式三个方面进行探讨，实现理论和实践的结合，提高学生的整体知识和自主创新能力。
一、新工科建设背景
在新工程视角下，加强对学生的创新能力培养已成为高校热点，多所高校在复旦大学共商新时期工程人才的培养问题，形成了“复旦共识”。高校在“新工科”背景下，明确了建设的主要任务和目标，形成了新理论、新模式、新质量、新结构、新体系的研究方向，开拓了工程教育改革的新路径。中山大学根据“新工科”核心要求，整合了院系与专业资源，积极探索复合交叉培养体制，将创新创业教育要素和工程教育培养方案有机结合，在教学上注重实训基地建设，为学生提供创业园等平台，开展校企合作建设课程，使学生真正实现理论结合实践。东莞理工学院采用“产业+学院”模式，不断引进人才，打造人才高地，使学校具有高水平师资。同时，以产业需求为导向，培养满足现实急需和未来发展趋势的人才，实施创新驱动发展战略，发展“资源地”，与各高新园区进行产学研合作，实现“强强联合”，推进国际化办学进程，使学生“走出去”。
当前多所高校已经进行“新工科”探讨与建设，确定了新工科教育模式的基本框架，在学校方面主要考虑了新工科的核心内容，建设新理论、新结构、新模式、新质量和新体系。建立“新工科”视角下教学框架，在新理论上，树立工程教育理念，立足当前，培养面向未来的学生创新技能，以学生为中心，培养贴近于社会需求的工程教育人才培养模式。在新质量上，与国际先进水平和标准质量进行对比，建立国家工程教育质量标准、推动社会人才培养，根据国家和行业标准衡量各高校的质量，提高高校的教育质量和认证标准。在新内容上，为适应新兴互联网技术、3D打印、人工智能等工程教育领域，改变传统的教育模式，不断提高知识体系、学生技能和职业素质。教师要不断更新知识，提高学术水平和教学技能，以实现教学内容和社会经济发展相匹配。
在新方法上，根据课程教学的内容和结果进行整合，制定详细的课程、教学内容和技能计划，借助教学资源，如MOOC、超星学习通进行数字化教学，不断提升教学手段，提高学校的教学质量和效果。在新模式上，主要进行工程教育人才培养，进行多学科和交叉学科教育，实现个性化培养模式，与企业相结合，保证学生实践和理论教学的实现，更加系统化和整体化地培养学生的知识体系，不断提高学生设计、研发、创新、解决实际问题的能力，培养创新型人才。
为适应高校发展和人才培养，嘉庚学院机电工程学院车辆工程专业进行了教学上的改革，主要以学生为中心，进行实验教学模式改进，加强学生的实践和创新，营造工程环境。改变传统实验教学模式，不只限于在知识原理上进行阐述，在实验教学模式环节更多地让学生参与到课程实践培养上，实现理论与实践相结合，使课堂实验教学模式和技能实验教学模式同时展开，同时，为其他高校的新工科建设提供基础参考。
二、车辆工程课堂的实验教学模式
在“新工科”视角下，需要大量的创新人才，在课堂教学上，应与传统教学方式不同，采用新的教学方法，即超星学习通，将理论知识内容进行展开，解决传统教学中教学任务繁重、学习效率低、缺少教与学交流、社会经济脱节等问题。在教学设计环节，首先对上课班级的学生状况和课程内容进行分析，看所需的条件是否满足超星学习通的要求，如车辆工程的机械结构有限元分析课程，上机操作前先处理好每个理论章节涉及到的问题，可以先做个视频，在课堂上为学生进行展示，同时，通过手机进行评价和提交作业。车辆工程汽车概论、汽车理论等课程可借助超星学习通进行作业和问题发布，学生可提前进行预习，课堂上教师主要讲述重点内容，大多数时间留给学生思考问题。不同的课程使用不同模式，如一些偏理论课程，可借助新教学方法进行问卷调查、作业、评价等，对于操作性较强的课程，可制作小视频发布在手机上，学生课前课后都可以去熟悉。
通过超星学习通学生还可以对课程进行评价，如果认为某节课内容较好或者想提出建议，可直接用手机提交，对教学进行评价，实现教师和学生的无缝衔接，增强教师和学生间的交流。
通过超星学习通的课前教学环节，利用教学网站、微信平台来搭建教师和学生的交流和学习平台，打破了传统教学中师生间的零交流模式。另外，上课前通过该平台把即将上课的新内容、课程视频、任务单发放给学生，使学生先自主学习，教师可通过平台实时监控进度，了解学生的课前学习情况，查看学生对任务的完成情况、对新内容的自主学习情况，收集学生对新内容不了解或有问题的情况，为课堂做好铺垫。
课中和课后环节。在课中进行新产品展示，引出新内容，结合任务单中学生的完成情况侧重简述内容，发现学生的学习问题，对学生进行指导。同时，收集学习评价，了解学生对内容的掌握情况，然后通过学习展开，再次验证学生的学习情况，最后进行学习总结，实现学生和教师互动，更好地了解学生的学习情况。另外，加快学习进度，只对不懂、难点问题着重讲述，提高学生的学习效率。课后学生通过平台进行课后反馈，再次自主学习和巩固，如果仍有不懂可以网络咨询，解答学生问题，使学生完全掌握内容，预习新内容，再次进行课前学习，每个环节相扣，使学生养成自主学习和思考的良好习惯。
通过新教学方法，使课程内容更加灵活。学生可以自由掌握学习进度，更加方便地进行学习，而且每个知识点都配合短视频讲解，使学生的学习更加高效，可以在任何时刻进行学习和回顾，不受时间和地点限制，满足个性化学习需求，提高学生的自主学习和思考能力，使学生拥有更多的自我展示机会，提升学习效率，有利于学生更好地掌握知识点、形成扎实的理论基础。
三、车辆工程技能实验教学模式
新工科是针对当前教育特点，把大学生打造成社会需要的人才类型。结合工程环境创建工程教育的新范式，引导学生在学科结构、知识体系上与工程教育相结合。嘉庚学院车辆工程专业的学生积极结合“新工科”开展工程教育，通过学生申请项目、参与竞赛以及进入企业基地实习三个方面开展技能教学。
1.申请项目
学校以学生为中心，重视教学质量。每学期都开展学生项目申报工作，如大学生创新创业项目，学校会组织先申报校级，再选择较好的项目申报省级和国家级，学校按不同等级奖励学生学分，勉励学生积极参加。当然，学生也会主动找教师报名，如在2017—2018学年大学生创新创业项目中，两组车辆工程专业的项目都进入国家级项目评选，说明有些学生能够积极思考，也希望能多参与实践项目，同时，也说明学生只要认真参与，必能取得不错成绩。学校还组织了厦门大学嘉庚学院三维虚拟校园活动等，倡导学生积极融入到实践中。
2.参与竞赛
竞赛对于车辆工程专业学生来说也是一种很好的锻炼途径，主要竞赛包括全国三维数字化创新大赛、福建省大学生工程训练综合能力竞赛、“互联网+”、挑战杯等竞赛。通过竞赛的形式加深学生与教师之间的联系，发掘学生的学习兴趣，培养学生探索、实践和创新能力，通过物质奖励、学分等机制鼓励学生更好地融入到实践活动中。同时，在竞赛过程中也能发现问题和解决问题，提高学生的勇气和创新能力。
3.进入企业基地
学校为了更好地营造工程教育，建设校企合作平台，与学校周围企业搭建创新实践教育平台，培养学生的应用技能。学校已经跟嘉泰数控科技股份公司、厦门金龙旅行车有限公司等企业建立实习基地。
另外，计划与海福实业共同培养车辆工程专业学生，使学生具有扎实的理论基础。同时，由企业负责实践模块，开展实践教学，把学生打造成理论和实践兼备的人才，学生毕业后才能适应社会需求，同时也有能力胜任新工作。因此，让学生进入企业基地，进行实践教学也是促进学生技能发展的好途径。