1、2023 年 13 期教 改 新 论高 教 学 刊Journal of Higher Education新工科建设背景下汽车理论课程教学改革研究冯镇，刘晶郁，赵轩，陈轶嵩，袁望方，李彬，杨炜（长安大学 汽车学院，西安 710064）当下，人类正迈向工业革命 4.0 时代，新型人才的需求结构发生很大的转变。2017 年以来，教育部积极推进新工科建设，高校人才培养的目标发生了转变，提出创新型、应用型人才培养的新要求，以适应新时代的需要。新工科简单来讲既要对高校的传统工科教育进行改造升级服务，又要为社会中已经运行的新兴产业服务，以实现更新的理念、更好的模式和更高的教育质量。人才知识体系需要重构，人才
2、的培养质量面临重塑，教学方式需要创新，传统教学模式已无法与新工科教育的目标新要求同频，改革迫在眉睫，网络信息技术与教育教学的融合有望成为支撑新型人才的培养范式。本文以汽车理论课程为研究对象，基于“学习金字塔理论”进行课程教学的改革与实践，以适应新时代人才的培养需求。一课程特色与现状汽车理论课程作为长安大学车辆工程专业理论性和实践性突出的专业核心基础课程，伴随着车辆工程专业的创办（1980 年）而开设，经过一代一代的传承，在课程定位、培养目标和教学内容等方面持续建设和更新。使用的教材是比较经典的清华大学余志生主编的 汽车理论，从 1980 年的 汽车理论 第 1 版到如今的 汽车理论 第 6 版
3、。经过多年的积淀，依托车辆工程国家级教学团队和车辆工程国家级特色专业，形成了学历和职称层次高、人员队伍配置合理、教学经验丰富、科研实力雄厚和整体优势突出的汽车理论课程教学团队，且课程在2019 年被评为陕西省一流课程。为了加深学生对汽车理论课程的学习效果，本课程高度重视实践教学环节，从课程开设伊始的 2 个学时发展到目前的 1 周（约 32个学时），锻炼了学生的实践动手能力，培养了学生的团队合作精神。汽车理论课程以汽车运动学为基础，以力学分析为方法，结合实验指导，对汽车动力性、经济性、制动性、操稳性与平顺性进行研究，探究汽车主要使用性能与结构参数之间的内在联系。课程内容涉及数学、力学、机械、电
4、子及控制等多门学科，课程理论性与实践应用性较摘要：新工科建设背景下，高校提出创新型、应用型人才培养的新要求，为适应新时代的人才需求，对汽车理论课程进行教学改革研究。基于新型才人培养要求，对教学目标进行改革；根据“学习金字塔理论”发现教学效果不理想的症结，并进行教学方法、教学方式与评价体系改革。改革实践结果表明，学生知识应用能力培养效果改善明显。汽车理论课程改革较为成功，教学效果满足新工科创新型、应用型人才培养的要求，为高校传统课程教学改革创新提供一定的指导意义。关键词：新工科；新型人才；汽车理论；教学改革；学习金字塔理论中图分类号：G642文献标志码：A文章编号：2096-000X（2023）
5、13-0142-04Abstract:Under the background of new engineering construction,colleges and universities put forward new requirements fortraining innovative and application-oriented talents.In order to meet the needs of talents in the new era,the teaching reform ofAutomobile Theory course is studied.Based
6、on the training requirements of new talents,the teaching objectives are reformed.According to the learning pyramid theory,the crux of the unsatisfactory teaching effect is found,and the teaching manner,teachingmethod and evaluation system are reformed.The result of reform practice shows that the cul
7、tivation effect of students knowledgeapplication ability is improved obviously.The reform of Automobile Theory course is relatively successful,and the teaching effectmeets the requirements of cultivating innovative and applied talents of new engineering,and to provide certain guiding significance fo
8、rthe teaching reform and innovation of traditional courses in colleges and universities.Keywords:the new engineering;new talents;Automobile Theory;teaching reform;learning pyramid theory基金项目：国家重点研发计划“关键零部件安全性能演化规律和故障诊断技术及系统研发”（2019YFB1600800）；陕西高校教学改革研究重点项目“智能网联、新能源创新驱动下复合型汽车人才培养课程体系的探索与实践”（19BY033）
9、；中央高校基本科研业务费专项资金项目“电动汽车综合性能检测技术”（300102222503）第一作者简介：冯镇（1984-），女，汉族，陕西铜川人，工学博士，讲师。研究方向为新能源汽车技术、汽车动力学理论。DOI：10.19980/j.CN23-1593/G4.2023.13.034142-教 改 新 论高 教 学 刊Journal of Higher Education2023 年 13 期强。同时，课程内容中有些概念比较抽象，公式繁多且推导复杂，逻辑分析所占比例大，有些知识点还需要建立数学模型，学生学习起来比较吃力，认知晦涩，枯燥难懂，学习时存在畏惧情绪。课程团队在教学中也曾进行了一些教学
10、探索和实践，如优化课程体系与课程内容、加强实践教学、建设练习题库及建立资源精品共享课等，但教学效果改善不是很理想，没有解决教学问题的关键之处。以 20182019学年第 2 学期 2016 级车辆工程 1 班汽车理论课程期末考试成绩为例，不及格人数高达 12 人，优良人数仅为 4人，成绩不及格率相对较高，学生对基础性、概念性知识掌握情况薄弱，更别提对应用型能力的培养。二教学改革（一）教学目标改革为适应新工科建设所提出的创新型、应用型人才培养的新要求，首先对课程教学目标进行改革。以学生发展为根本，以学习产出为导向，提升培养质量，对教学目标进行改革。1）知识目标：掌握汽车基本性能与评价方法，揭示汽
11、车结构与性能之间的关系，学会汽车性能的评价方法，以及汽车结构对汽车性能的影响分析。2）能力目标：掌握用数学方法描述车辆三维运动规律问题，采用多种现代化工具，建立数学模型并求解，培养学生分析问题、解决问题的能力；通过汽车道路性能实验等实践环节，培养学生团队合作精神、实践能力、创新意识和探索精神。3）素质目标：掌握汽车的新技术、新标准和新理论，培养学生国际视野、批判性思维、自主学习和终身学习能力；将思政融入课堂，培养学生的社会责任感与家国情怀。（二）学习金字塔理论汽车理论课程改革的理论支撑是“学习金字塔理论”，该理论是一种现代学习理论。“学习金字塔”最早由美国学者、著名学习专家埃德加 戴尔于 19
12、46 年提出的。后经美国缅因州国家训练实验室研究，提出“学习金字塔理论”，用数字形式形象展示了不同的学习方式，学习平均保持率的差异，即学习者在 2 周以后还能记住多少内容。图 1 为美国缅因州国家训练实验室学习金字塔理论图。分析学习金字塔理论发现，不同的学习方法将导致不同的学习效果。传统教学属于被动教学，学生听老师讲，平均学习保持率最低，只有 5%；即使课堂中融入视频、图片、案例、实物及实验等工具，平均学习保持率也只达到 20%30%，学习效果提高并不理想。图1学习金字塔理论本课程团队在教学中曾经进行了一些教学探索和实践，而教学效果提升不明显。教学效果改善的关键在于学习方式的转变，即从被动学习
13、向主动学习方式转变，调动学生学习的积极性与主动性，让学生参与到学习中、亲身体验，让学生探究学习、学会学习，掌握学习的方法。教师在教学过程中扮演的是一个知识引导者和旁观者，引导学生在学习过程中发现问题，并帮助学生解决问题。（三）教学方法改革由“学习金字塔理论”可知，要从本质上改善学习效果，就要改变学生的学习方式，使学生具有主动学习精神，教师在教学过程中充当引导者、督促者及帮助者。因此教师“满堂灌”的传统教学方法无法实现“学习金字塔理论”的主动学习方式，教学方法变革势在必行。围绕知识目标、能力目标和素质目标三大课程目标，采用多元化教学策略，将不同的教学方法有机地结合起来，相互配合来完成教学任务。针
14、对知识目标的达成，课堂中采用启发式和互动式教学方法，通过课堂提问，激发学生的学习兴趣、积极性和主动性，并且教师和学生之间相互平等交流探讨，增强学生的参与度。以已建设的汽车理论陕西省省级精品资源共享课（http：/ 年 13 期教 改 新 论高 教 学 刊Journal of Higher Education通过发散式教学方法，引入新技术、新理论拓宽学生的国际化视野，与此同时将思政内容巧妙地穿插进课堂，加强对学生爱国主义素质教育的培养，培养学生具有浓厚的家国情怀、强烈的社会责任感与使命感。（四）教学方式改革传统课堂课时有限，汽车理论知识点多且繁，如果在传统教学课堂上实施新的教学方法，课程可能无法
15、按时结束，教学效果也不能充分发挥，即传统的教学方式与新的多元化教学方法不配套，教学方式必须要进行改革。线上线下混合式教学是一种基于互联网信息技术，将课堂线下教学与互联网的线上教学平台融合，进行传统教学模式与线上教学模式的优势互补，进而进行教学活动、教学管理与考核评估的教学方法。线上线下教学实施方案如图 2 所示。通过线上课堂，采用自主学习教学方法、可视化与网络化辅助教学方法，提前布置学习任务，发布课前预习要点、课前思考题与课程线上资源，使学生独立思考和分析问题的能力得到锻炼，此环节不受空间、时间限制，对于概念性的、易理解的知识点，学生自学完成。在线下课堂中，融入多元化教学方法，包括启发式、互动
16、式、情境式、小组协作式和发散式教学方法，教师对本节课知识点归纳总结，重点、难点内容通过案例引入及设计引导问题等方式进行课堂学习推动，学生通过小组讨论、回答问题及讲授给他人，对所学的知识点进行检验与巩固，激发学生学习的兴趣、积极性和主动性，使学生的团队合作能力、创新能力及思辨能力得到培养。通过拓展训练（即差异化教学）提高学生的发散思维，达到知识实际应用水平，教师在拓展环节引入前沿新技术、新理论，并融入思政内容，加强对学生爱国主义素质教育的培养，培养学生的家国情怀、社会责任感与使命感。图2线上线下混合教学实施方案线上线下教学过程中强调“以学生为主体”，关注学生知识进步、能力发展及情感表达，充分发挥学生的主体性，把学习的主动权交给学生。教师在课堂中扮演的是课堂的辅导者、帮助者、咨询者、答疑者和课堂秩序的维护者的角色。教师在课堂前，即线上，提倡鼓励学生基于资料、网络视频和课件进行自主、探究学习；课堂中通过问题互动、小组讨论及讲授给他人等方式，使学习由“被动接受”向“主动探索”发展，将知识转化为能力，使学习效果得到提升。（五）评价体系改革评价体系对教学实施起指导性作用，教学离不开评价，教师在教学
