關於淺談構建車輛工程專業實驗教學新體系
引言
車輛工程專業教學具有很強的實踐性、綜合性、社會性和創新性。近年來隨著國內汽車工業的發展，在車輛研製、生產、銷售、營運、售後服務、維修、運輸管理等工作的專業人才需求量同步增長的同時，新觀念、新技術、現代化的管理機制也將對從業人員的技術水平、業務素質、專業能力提出更高的要求。截至xxxx年11月我國汽車年產量已超過1000萬輛，這既給各高校車輛工程專業創造了廣闊的生存和發展空間，同時又對其教學提出了嚴峻而現實的挑戰。車輛工程專業的建設與教學必須緊跟汽車工業前進的步伐，要與社會的發展與要求相適應，否則專業教學將嚴重滯後於市場，人才水平和能力無法滿足市場經濟條件下的用人需要。本文將透過分析我校車輛工程專業實驗教學現狀，以專業課程實驗教學改革為切入點，就如何整合現行的實驗教學內容，最佳化現行的實驗教學安排，搭建循序漸進、特色鮮明的實驗教學框架體系進行分析與探索。
1、以往實驗教學模式現狀與弊端
以往專業課實驗教學過程中一直沿用傳統的教學模式，即課程實驗隨每門專業課程的程序，在規定的課時內，由教師在實驗現場講解實驗原理、具體的操作方法和實驗中應注意的相關事項，學生按要求的實驗步驟進行操作。這種教學模式對於單一的基本實驗技能訓練還算有效。但對設計性和和綜合性的實驗，由於該類實驗內容涉及面廣且具有很強的綜合性和不確定性，若也採用這種教學模式則使學生在學習過程中始終處於被動，限制了學生的思維和創造性的發揮。其實驗教學模式已不能完全適應培養車輛工程高素質應用型人才的要求，其弊端逐步顯現，主要表現在以下幾個方面。
(1)實驗內容老化，實驗開設缺乏連續性
1)教材內容程式化：目前絕大多數實驗教材都是傳統式的。即在實驗教材中的每個實驗都是將實驗目的、原理、裝置、步驟和記錄表格甚至結果都非常詳細，從而使學生養成了無需準備，只需被動接受的實驗習慣，更談不上培養探索能力和創新能力了。
2)教學內容的簡單重複：目前很多專業課教材的實驗內容與其他相關課程的實驗內容缺乏必要的有機聯絡，基本處於各自獨立，相互封閉的狀態。使很多相關聯的實驗內容在低水平簡單重複，不能達到循序漸進、由表及裡並逐步提高的教學目的。
3)基礎學科實驗與專業實驗脫節：基礎課程均在低年級時開設，與專業課實驗間隔了較長，且相關實驗技能訓練遠低於專業學生所需。而專業課實驗開始前又無法提供熟悉這些基本技能的條件和學時，這些因素客觀上都增加了專業課實驗教學和學生學習的難度，對專業實驗課的教學效果產生了較大影響。
(2)實驗學時限制
大多數高校的常規做法是根據實驗大綱規定，教師在規定的學時內完成教學大綱中規定的必開實驗。此種做法僅適用於基礎課程實驗，對於專業課程實驗則很不適合。在專業課程實驗中，即使是對經典理論的驗證和測試儀器的使用，往往也需區分不同情況進行連續測試。規定的學時遠遠不能滿足實際實驗要求。加之涉其他多學科的.綜合實驗和設計性實驗，更要在實驗前準備大量的知識點，教條的學時限制造成了很多綜合和設計性實驗無法實施。
(3)實驗儀器和裝置利用率低
工科學生畢業後，絕大多數都在生產一線，掌握現代測試儀器及測試技術是應具備的基本技能。但是，幾乎所有高校都不能為本科學生提供此方面的有效訓練。究其原因，主要有三個方面：一是許多儀器裝置較昂貴，測試樣品和執行使用費用很高，甚至有的貴重裝置授課教師都未曾使用過;二是這些儀器裝置的使用需要專門培訓，學校無法對人數眾多的本科生開展培訓;三是本科生的實驗精度和結論可能不需這些儀器裝置的支援。這些都造成了實驗室中的裝置儀器得不到充分的利用。
2、構建專業實驗教學新體系
工科專業畢業生應在具備紮實的理論知識的同時，具有較強的分析研究問題能力和實踐創新能力，以便能夠較快地適應各種複雜的工程技術環境，在實踐中綜合運用專業知識解決工程技術問題。而專業課程實驗在訓練學生基本技能和提高學生的工程素質等方面，具有其他教學環節難以替代的作用。因此，轉變專業課實驗的教學理念，制定切實可行的專業課實驗教學目標和教學模式，是改進專業課實驗教學的必然。現行的專業實驗教學模式及與之配套的實驗室管理機制，已遠不能適應科學和工程技術迅速發展對車輛工程人才的培養要求，必須進行調整與改革。為此，本校車輛工程實驗室改變了以往的實驗教學觀念，實行目標指導下的模組化實驗教學方法，獨立設課，全面開放實驗室，從根本上改變了落後的實驗教學體制，構建了車輛工程專業實驗教學新的模式與體系。
(1)打破課程壁壘，實現實驗內容模組化
從車輛工程專業人才培養需求的整體出發，對專業課實驗教學體系進行總體設計。把所有專業課程實驗教學作為一個整體來統一規劃。構建與理論課教學既有機結合又相對獨立的技能培養型實驗教學體系。實驗教學體系首先應打破課程的界限，以強化學生的實驗技能和創新能力培養為主線，按照實驗專案任務屬性及技能培養要求，劃分為基礎實驗技能、專業實驗技能、綜合實驗技能3個層次，每個層次再分若干實驗模組來構建我室專業實驗教學內容的總體框架。
基礎實驗技能層次主要培養學生實驗的基本操作方法及技能，正確的使用儀器，正確的資料處理方法，和科學嚴謹學風。包括：基礎理論驗證模組、常用儀器使用模組、汽車構造模組等。
專業實驗技能層次主要培養學生對專業知識的應用能力，專業技能的操作能力，理論聯絡實際的能力。包括：綜合性實驗模組、設計性實驗模組等。
綜合實驗技能層次主要培養學生獨立發現、分析、解決問題的能力，重點培養其創新精神和創新能力。包括：案例實驗模組、設計開發實驗模組、課外實踐活動模組等。
(2)獨立設課，建立系統化的目標式實驗教學
知識的積累過程是一個系統學習的過程，從能力培養上看，專業實驗教學內容應體現出承前啟後的規律以充分發揮的學生主觀能動性，培養學生科學的思維能力。為實現這一教學過程應在實驗課設定上將其從附屬於理論課教學的模式下分離出來，獨立設課並建立獨立的考核機制，從而保證實驗課教學有相對的獨立性。同時實現基本實驗技能訓練下的綜合性設計性實驗。為此，車輛工程實驗室單獨設定了獨立的實踐教學環節、加大了實驗教學學時比例，如單獨設立了汽車檢測與故障診斷、汽車電子控制、汽車發動機結構、汽車底盤結構專用實驗周，以保證實驗教學單獨設課的初步實施。
獨立設課為在教學形式上採用目標教學指導引導探討的模式指導實驗成為可能。根據制定的實驗目標將實驗內容從基礎性實驗逐步引入到設計性、綜合性實驗。例如：發動機故障診斷案例綜合實驗模組，首先要求學生從發動機兩大機構五大系統的結構原理等基礎性實驗做起，然後進行相關汽車專用檢測儀器裝置的使用專案等實驗，為發動機綜合檢測訓練奠定基礎。同時在完成發動機故障診斷綜合實驗模組前還要求學生首先完成查閱相關發動機的原廠資料和技術指標，設計檢測方案等步驟，實驗中還應注重訓練和培養學生獨立操作、獨立思考並運用已學的知識解決實際問題的能力。
(3)開放實驗室，充分利用教學資源
科學安排實驗開放時間，開放實驗時間是調動學生學習主動性，使其真正成為實驗教學主體的必要條件，也是切實完成教學目標的重要保證。因此，本校車輛工程實驗室科學安排了實驗開放時間，充分利用有限的實驗室資源，提高了儀器裝置的使用率。針對專業課實驗涉及面廣，耗時較長，連續執行等特點，實驗室在儘可能為學生提供較為充分的實驗時間的前提下，將內容相關聯，時間安排上能銜接的實驗專案相對集中，不僅有利於學生綜合研究和設計實驗專案，而且使儀器裝置的使用相對集中在某一時段，便於維護和管理。同時，積極支援和組織了大量學生的課外實踐活動，如卡丁車製作、本田節油大賽等，取得較好的效果，極大提高了學生專業學習積極性。
(4)引入計算機輔助教學，降低裝置執行使用費用
利用計算機多媒體技術和模擬技術可進行實驗儀器裝置控制、操作等工作模擬模擬，使學生全面瞭解和熟悉實驗儀器裝置的使用原理，操作過程和維護保養，並且可透過人機互動功能模擬實驗儀器裝置的操作步驟，進行操作技能的訓練。這樣不僅可縮短熟習儀器裝置的時間，同時也規範了學生的實驗操作，提高儀器裝置使用的完好率，降低實驗損耗和實驗成本。更重要的是拓寬了學生實驗技能的訓練途徑，使實驗準備更加充分，高質量的保證了實驗的順利進行。
3、實施效果
xxxx年，我校車輛工程專業被列為北京市品牌建設專業，同時從應用型人才實踐與創新能力培養體系與模式方面進行了改革與探索，建立了具有自身特色的車輛工程專業應用型人才實踐與創新能力培養體系，不但從培養計劃上體現了辦學特色，而且以培養能力為主線的課程設定，體現了重視基礎、加強實踐、充實內容、提高效率、突出特色的原則，取得了較好的效果。2008年車輛工程專業又被列入教育部特色專業建設點，建立了具有自身特色的車輛工程專業應用型人才實踐與創新能力培養體系，形成了自己的辦學方向和專業特色，並在xxxx年調整為一本招生專業。專業教學水平穩步提高，學生理論和實踐技能都得到極大改進，學生課外科技活動的層次明顯提升，實踐教學活動豐富多彩，畢業設計和論文的質量明顯提高，畢業生符合社會需要，培養質量得到社會的廣泛認可。車輛工程專業實驗室也在2008年教育部本科教學評估和機械工程實訓中心評審中獲得了好評。由車輛工程專業學生組成的北京資訊科技大學捷能車隊從xxxx本田節能競技大賽的120餘個參賽隊中脫穎而出，獲唯一最佳技術獎。
4、結束語
經過近幾年的不斷探索與實踐，我校車輛工程專業已將所有專業課程實驗教學作為一個整體來統一規劃，構建了與理論課教學既有機結合又相對獨立的技能培養型實驗教學新體系，但仍需不斷改進與調整。現代汽車本科教學實驗的教改是一項長期而又複雜的系統工程，任重而道遠，需要在實踐和理論上不斷探索，以求獲得更好的效果。