基于在线开放课程建设的汽车电器与电子控制技术教学改革

汽车电器与电子控制技术教学改革

高振刚

陆

鹏

任

春

刘海英

017000）

（鄂尔多斯应用技术学院，内蒙古

［摘

鄂尔多斯

要］以省级在线开放课程立项建设为契机，开展了汽车电器与电子控制技术课程的教学改革探索与实践。课程建设以

“一个中心，两个抓手”为基本原则，考虑课程的应用型属性及汽车先进电子产品的应用现状，更新了课程的教学内容；课堂教学采用教师引导、以学生为主体的全程参与式教学方法，注重虚拟现实技术在课程教学中的应用，以线下与线上相结合的混合教学模式提升教学质量；提高在线随堂测试成绩在理论课程考核中的占比以强化对学生学习的过程控制；综合考虑实验准备、操作规范性及实验结果进行实践课程考核。课程建设及教学改革的实践表明：基于在线开放课程建设的教学改革有效激发了学生的学习主动性，提升了课程教学质量。

［关键词］在线开放课程；应用型；教学改革

［中图分类号］G642.0［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2020）04-0071-04

在线开放课程是信息技术与教育教学深度融合的产物，是新时代背景下推动高等院校教育教学改革、提高教学质量、服务学习型社会建设的重要举措。自教育部在2015年发布《关于加强高等学校在线开放课程建设应用与管理的意见》以来，在线开放课程广泛集聚高校、政府、社会的优势力量和优质资源，形成了阶段性的成果，2017年教育部首批国家精品在线开放课程认定推出490门课程[1]，为精品在线开放课程的后续建设和发展

汽车类专业人才需要具备较好的电子技术基础知识与专业能力，汽车电器与电子控制技术课程建设在汽车类专业人才培养中占据重要地位。

课程的建设以“一个中心，两个抓手”为主导思想。一个中心即以“学生为中心”，在课程的教学设计中，要始终坚持以学生为主体的教学理念[3]。在理论教学中要打破教师灌输式的教学模式，充分发挥学生在理论教学中的作用，广泛开展启发式、讨论式教学模式在实际课堂教学中的应用[4]；在实践教学中要打破教师演示为主的教学模式，探索演示、自主动手及创新训练相结合的实践教学模式，注重对学生操作规范性的考核[5]。两个抓手即以“理论教学结合实践教学”“课堂线下学习结合课外线上学习”为抓手开展教学活动。由于汽车电子装置的结构及工作原理均较为复杂抽象，而学生受识图能力及学习能力的限制，常难以直观理解主要知识点对应的结构及工作原理，课堂教学效果较差，这使学生逐渐失去了学习的主动性及对课程的兴趣。因此，课程的建设应注重“理论教学与实践教学相结合”，将理论教学与实践教学同步有机结合，提高理论教学的生动性。另一方面，由于课程内容较多，且以汽车构造、电工电子技术等课程为基础，部分内容仅靠课上学习难以全面掌握，而学生课下自主学习又缺乏平台及相关资料。因此，在课程的建设中应注重“课堂线下学习与课外线上学习相结合”的混合教学模式，充分借鉴微课、慕课等线上课程

起到了良好的导向作用。应用型本科院校大多为地方本科院校转型发展而来，在软硬件设施、教学资源等方面与成熟高校具有一定的差距。开展符合应用型高校特点的在线开放精品课程建设，并将课程教学改革融入在线开放课程的建设中，这对于提升院校的学科专业建设、人才质量具有一定的意义。本文以自治区级精品在线开放课程立项建设为契机，以提高课程教学的质量为目标，对汽车电器与电子控制技术课程开展了符合应用型属性及在线开放课程特征的教学方法改革。

一、在线开放课程建设规划

汽车电器与电子控制技术是系统介绍现代汽车电器与电子控制系统的结构、控制原理及应用的汽车类专业核心课程。现代汽车的发展集中体现在先进电子技术在汽车上的应用。相关统计数据表明，传统汽车电子装置占整车成本的25%左右，豪华汽车电子产品占整车成本已达50%左右[2]，根据汽车产业的发展状况及趋势，

［收稿时间］2019-04-27

［基金项目］内蒙古自治区教育科学“十三五”规划课题（NGJGH2018208）；鄂尔多斯应用技术学院教学改革项目（20180209）。［作者简介］高振刚（1985-），男，内蒙古鄂尔多斯人，工学博士，副教授，研究方向：车辆底盘动力学及其控制，容错控制，汽车主动安全技术。

71

的优势，借助视频录制软件等工具，以课程的电子教案、演示文稿、作业、测试题、课堂教学视频、实验操作视频、动画为素材，利用网络平台为学生构建课外线上学习资源，实现信息技术与教学的深度融合，全面提高课程教学质量。

课及课程建设基本原则程问“一个中心，两个抓手”课教题在设学分汽成程建线及现析课程教学内容更新车果开教调研状研究实践服调查检反馈设放学课程教学方法改革课程教学方法改革务验及课改工，问教程革在建程题学建线设专分改开相课程考核方法改革业析革放关修课内正程容在线开放课程建设整理课程电子教案、演示文稿、随堂测试、录制教学视频等图1在线开放课程建设及教学改革总体规划

二、基于应用型属性及在线开放课程特征的教学改革（一）课程教学内容改革

课程教学内容规划是在线开放课程建设的首要内容。根据课程的特点及应用型本科的基本属性，主要从两方面开展教学内容的改革。首先，细化课程教学内容中理论教学、实践教学等环节的课时比例。在原培养方案中，课程只规定了总学分，并未明确划分理论教学与实践教学的具体学分，课程主要以教师讲授为主，其应用型属性特征体现不明显；在应用型属性课程建设中，将课程更改为理论教学、实践教学两部分，并明确规定了相应的学分。其次，优化教学内容，结合应用型本科院校的特点及新型电子技术在汽车上的应用，适当降低部分教学内容的难度，扩展教学内容的广度，更新并补充部分新教学内容，具体如表1和表2所示。

表1

降低难度的课程教学内容

篇章

教学内容篇章

教学内容蓄电池故障及排除传感器检测原理蓄电池充电方法及燃油喷射修正控

种类

制

汽车电器篇起动机试验

汽车电子控液力式转向控制制篇系统

闪光器种类自动变速器控制

原理部分仪表系统原理

ABS控制原理表2

更新的课程教学内容

篇章

新增教学内容篇章

新增教学内容氙气大灯制动力分配系

统

随动转向大灯辅助制动系统感应雨刷

电子控制稳定汽车电器篇

汽车电子控制篇

程序

电动座椅记忆车道偏离预警系统

无钥匙系统车道保持控制系统

倒车影像系统

自动泊车系统

72

实践教学内容包括试验内容及创新训练两部分。根据理论教学内容设置合理的实验内容，形成对理论课程的有效支撑，并将实验课程贯穿在理论教学中。同时，由于部分电子控制系统的作用无法通过实车实验进行对比，在课程教学中不能直观展示电子控制系统对整车性能的改善，对此，基于Carsim虚拟软件分组设置的创新训练项目，由学生自主选择题目并在课外完成创新训练项目，小组间通过展示创新训练的成果、交流讨论加深对课程内容的理解。课程制定的实验教学内容及创新训练项目如表3所示。

表3

课程实验教学内容及开展方式

实验教学内容课

时实验设备

教学方式

实验1蓄电池的使用与维护

1蓄电池，电压表，充电装

置

演示

实验2交流发电机的拆解与检测

1交流发电机总成，万用

表，工具自主动手

实验3起动机的拆解与检修

1起动机，万用表，工具箱自主动手实验4点火系统的类型及故障检查

1发动机点火系统试验台自主动手

实验5前照灯与信号系统的认知与操作1整车认知实验6仪表与指示灯系统的认知与操作1整车认知实验7辅助电器的认知与操作

1整车

认知实验8传感器的认知与检查

1发动机拆装试验台

认知

实验9发动机电子控制故障自诊断仪，整车理

系统故障自诊断

1实一体化平台自主动手

实验10电控自动变速器的检测与试验

1自动变速器试验台认知实验11巡航控制系统的认知与工作原理1巡航系统示教板

认知

实验12防抱死制动系统1防Carsim抱死制动试验台；认知；创实验13助力转向系统的1电动助力转向试验台，虚拟仿真软件新训练认知及工作原理实验14电子控制稳定程Carsim虚拟仿真软件认知；创新训练序

1Carsim虚拟仿真软件创新训练实验15车道保持系统

1Carsim虚拟仿真软件创新训练实验16汽车电子装置总线路

1

整车理实一体化平台

认知

（二）课程教学方式改革课程教学方式改革

教学是课程建设的主阵地，教学方式直接决定课程教学的质量。传统的教学方式主要以教师为主导，采用灌输式课堂教学为主，随着信息技术的发展，课程教学改革势在必行，我们主要从以下几方面开展教学改革。

1.以学生为主体的全程参与式教学方法的应用

教师与学生是课程教学中的主体，传统教学以“灌

输-认知-验证”为主，教师主讲教学内容，学生被动接受知识，这种方式要求学生具备较高的综合素质，尤其是主动学习的能力。当前，尤其是在应用型高校中，以教师为主体的教学模式难以有效开展，教学质量难以保证。为此，探索以“引导-探究-应用”为主的教学模式[6]，重新鉴定教师与学生在教学中的作用，强化学生在教学中的主体地位。在理论课程教学中，教师的主要作用是引导学生进入课程教学中，并让学生主动思考、广泛讨论，提高学生的参与度。以汽车电器篇中的“电动车窗”部分教学为例，传统教学模式与以学生为主体的教学模式教学开展方式的对比如图2所示。由图中可见，与传统教学相比，教师在参与式教学中更多起到了引导提问的作用，只主讲教学内容的重点、关键点，而学生通过回答教师的引导式问题，更多地参与到课堂教学中。根据学生的回答教师还可以扩大课堂的知识面，引发学生的主动思考。实践教学方面，主要通过虚实结合完成，提升学生自主动手的实验项目比例，在实践课程中各项目的开展方式如表3所示。

主讲：电动车窗

主讲：电动车窗的组成

主讲：电动车窗的作用

及类型

的控制电路

传统教学模式

教师

听

课

学生

电动车窗

引导提问：驾驶员与乘客引导提问：如何实引导提问：电动车如何控制同一车窗升降？现各车窗的升降?

窗上的新技术?主讲：电动车窗的控制电路

参与式教学模式教师

早期：手动摇转；中期：驾驶员与车窗锁止功能；客单独控制；防夹手功能；开关并联实现驾驶员与现代：驾驶员全锁车车窗自动关闭乘客同时控制

学生

部可控，乘客单独控制

功能

图2传统教学方式与全程参与式的教学方式

2.在汽车电器与电子控制技术课程教学中，注重虚拟现实技术等在教学中的应用

受教学课时及实验条件的限制，一些涉及电子装置的结构及作用不能直观地呈现在教学环节中，虚拟现实技术与教育教学的深度融合是优化教育资源、提高教学质量的有效手段[7-8]。以汽车电器篇的起动机结构及工作原理的教学为例，通过虚拟现实技术可制作起动机的虚拟装配动画及起动机的工作原理，如图3所示。与教材中展示的起动机二维图形相比，虚拟现实技术可使学生较好地掌握起动机的结构及工作原理，在汽车交流发电机、燃油喷射系统部件等内容的教学中采用虚拟现实技术也可显著提高教学效果。

起动机虚拟装配过程

UniversityEducation

起动机起动过程

图3

基于虚拟技术的起动机结构及工作原理

在汽车电子控制篇中，以ABS系统的教学为例，仅通过语言描述其作用较为生涩和抽象，而通过基于Car⁃sim时，的虚拟仿真技术，比较相同配置的车辆在装配使车辆在对开路面上行驶并制动ABS系统及无ABS系统的区别，如图4所示，可较为直观地体现ABS系统的作用。同样，如主动悬架控制技术、电子控制稳定程序等电子控制技术均可通过虚拟仿真技术提升教学效果。

装配ABS系统

未装配ABS系统

图4基于虚拟技术的ABS系统功能比较

3.线下教学的改革可提高课堂教学效果，线下与线上相结合的混合教学模式的应用

而在线开放课程的建设便于学生的课外学习，线上教学资源建设具有促进学生全面发展、支持学生的个性化学习等特点[9]，借助网络共享平台，以课程的电子教案、录制的教学视频、借助虚拟现实技术制作的动画、课堂测验及课外资源为素材，建设课程的线上教学资源。通过线下教学课堂教学改革结合线上开放课程建设全面提高课程的教学质量。

（三）课程考核方式改革

考核方式在提升教学质量中具有指挥棒的作用，考核方式改革主要注重加强学生学习的全过程考核，传统考核方式与全过程考核方式的对比如图5所示。理论教学的考核方面，传统考核方式主要是通过学生的期末考试成绩与考勤相结合的方式开展，学生不注重学习过程，部分学生通过学期末集中的学习也能通过考试，但对课程知识的理解和把握不足，课程考核方式缺乏对学生学习过程的有效把控。在基于在线开放课程建设的教学改革中，我们降低了期末考试在课程考核中所占的比例，加强在课程教学中的随机测试与定期测试，并借助在线课堂收集和分析学生的测试情况[10]，一方面将平时成绩纳入学生课程的最终考核指标中；另一方面，通过测试情况可反映学生对课堂教学知识点掌握的具体情况，形成对课程教学的有效反馈。实践教学考核方面，改革以实验报告为主的考核方式，加强对学生实验准备、实验过程规范性和实验结果的考核，实现全过程

73

考核[11]。

考勤10%传统考核方式期中考试20%期末考试70%课程随堂测试50％课程考核方式理论课程考核期末考试50％全过程考核方式实验准备20％实践课程考核实验过程40％实验结果报告40％图5传统考核方式与全过程考核方式

三、基于在线开放课程建设的教学改革实践成果通过在线开放课程的建设及教学改革实践，细化了教学内容的开展方式，强化了实践教学对理论教学的支撑，达到了较好的教学效果。优化更新教学内容后，教师可在规定的课时内完成全部的教学内容，这拓展了学生的视野，避免了较为复杂的理论教学在应用型教学中的比例；课程教学方式改革提升了学生的学习主动性；课程考核方式改革促进了学生对学习过程的重视。在生源质量、试题难度等条件基本相仿的情况下，与上一届未进行教学改革的学生相比，学生的不及格率由上一届的15.3%下降至8%，学生对课程主要知识点的掌握程度明显提高，这说明了基于在线开放课程建设的教学改革成效显著。此外，汽车电器与电子控制技术在线开放课程的建设对学校汽车类学科专业的课程建设具有正向推动作用，也为学校的在线开放课程建设发挥了示范引领作用。

四、结语

课程教学改革是提高课堂教学质量的重要方式，而在线开放课程的建设是拓展课堂教学的有效手段。基于应用型属性的汽车电器与电子控制技术在线开放课程教学改革表明：以“一个中心，两个抓手”为主导思想的课程改革符合当前教育教学的规律，通过适当调整课

74

程教学内容，改革课程教学方式及考核方式，提高了课程的教学质量；在线开放课程的建设为促进学生课下学习、师生互动提供了良好的平台。同时，因课程属性不

同，在线开放课程资源建设及教学改革方式有所差异，

应注重对教学过程的细节把控，及时吸收学生的反馈信息，总结并分析课程教学中碰到的困难及问题，持续改进教学方式和在线开放课程资源建设的不足。

［参

考

文

献］

1］宋永刚.以创新精神构建在线开放课程服务体系［J］.中

国大学教学，2018（1）：12-16.

2］中国公路学报编辑部.中国汽车工程学术研究综述·3］牟蕾，2017［张军，J］.中国公路学报，万小朋.发挥在线开放课程效能，2017（6）：1-198.

推动“以学

生为中心”的教学模式改革［J］.中国大学教学，2017（6）：4］刑晓敏，54-55.

李贻涛，张光烈“全程参与式”.教学方法的探索

与实践［J］.实验室研究与探索，2014（10）：173-176.5］李发宗，徐忠朝，崔仲，等.以能力培养为核心的汽车专

业实验教学体系的探索与实践［J］.实验技术与管理，6］杨蓉，2017（钟世华，4）:24-28.肖小明.探究式案例教学模式在药物制剂

工程教学中的实践研究［J］.化学教育，2018（16）：57-61.7］李平.推进虚拟现实技术应用提高高校教育教学质量

［J］.实验室研究与探索，2018（1）：1-4.

8］张大良.运用现代信息技术促进教学改革和资源共享

［J］.中国高等教育，2016（10）:1.

9］赵柱.西部地方高校基于慕课+混合教学的创新与实践

［J］.中国大学教学，2018（2）：12-14.

10］张国培.论“互联网+”背景下的雨课堂与高校教学改革

［J］.中国成人教育，2017（19）:94-96．

11］刘俊.技术应用型本科机械类专业实践教学体系研究

［J］.实验室研究与探索，2014（10）:211-214.［责任编辑责任编辑：：陈明］

［［［［［［［［［［［