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关键词:汽车电子;电力电子;教学改革
作者简介:吴晓刚(1981-),男,黑龙江哈尔滨人,哈尔滨理工大学电气与电子工程学院,副教授;周美兰(1962-),女,黑龙江哈尔滨人,哈尔滨理工大学电气与电子工程学院,教授。(黑龙江 哈尔滨 150080)
基金项目:本文系黑龙江省高等教育教学改革项目(项目编号:JG2201201107)、哈尔滨理工大学高等教育研究重点项目(项目编号:A201200004)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)28-0098-02
随着汽车产业的发展,电子技术在汽车上的应用已成为汽车设计研究部门考虑汽车结构革新的重要原因。在国外,平均每辆汽车上的电子装置在整车成本中占20%~25%,一些豪华轿车上装有40多个微处理器,有的汽车电子产品甚至占整车成本的50%以上。许多汽车制造商都认为,增加汽车电子装备的数量,促进汽车电子化是夺取未来汽车市场的有效手段。[1]
在对汽车电子技术的教学研究中,文献[2]提出优化“汽车电子与控制”配置课程的内容、改革结构体系、改革教学方法和手段、加强实验建设和课程设计环节等改革思路。文献[3]分析了“汽车电子控制技术”课程在理论教学和实践教学方面的问题,提出了灵活多样的理论教学改革方案和采用项目教学法等加强实践环节教学的建议。文献[4]介绍了汽车电子控制技术课程精品实验项目的设计思想、主要环节及具体实践。文献[5]将虚拟仪器LabVIEW软件应用于汽车电子技术综合性和设计性虚拟实验中,并进行了实验教学的实践。文献[6]开发了汽车电子控制系统实验教学所需要的嵌入式系统,完成了实验箱硬件及教学实验所需的支撑软件,并在此基础上开展了教学实践。文献[7]介绍了在电子信息工程专业开设汽车电子系列特色课程的研究。
在汽车电子中,涉及到电力电子技术的内容通常称为汽车电力电子技术,并且成为了电力电子技术的重要分支。哈尔滨理工大学(以下简称“我校”)电气工程及其自动化专业下的电力电子方向,在汽车电子研究上已有了十几年的基础。在依托汽车电子驱动控制与系统集成教育部工程研究中心和黑龙江汽车电子技术研究中心科研基地的基础上,形成了以新能源汽车动力系统控制和汽车电子驱动控制为特色的研究方向,并培养了大量的硕士研究生和博士。因此,为了在本科教学中体现我校电气工程及其自动化专业的办学特色,结合在汽车电子方向上的研究成果,在2010年制定的电气工程及其自动化专业电力电子方向本科生培养方案中,特别增设了“汽车电子技术”专业方向选修课。本文以“汽车电子技术”课程作为研究和实践对象,通过课程结构优化设置和考核方式改革,结合现场教学和研究性教学的教学方法,实现具有特色的专业选修课教学。
一、“汽车电子技术”课程结构
“汽车电子技术”课程开设在大学四年级上学期,为专业选修课程,2学分,共32学时。其中理论教学22学时,实践教学10学时。根据电气工程及其自动化专业的基础课程和平台课程设置,结合汽车电子技术的主要特点,“汽车电子技术”课程的理论教学可分为6个模块,如图1所示。
在“汽车电子技术”课的理论教学环节中,第一部分,先介绍汽车电子的基本概念,回顾汽车电子技术的发展历史,通过实例分析介绍汽车电子对汽车安全与节能的影响,结合电气工程及其自动化专业的相关知识,讲述汽车电子与电力电子的关系。
第二部分,介绍汽车电子技术中常用的器件。包括光电、霍尔、电阻等各类传感器,常用于汽车电子控制系统中的单片机选型及选用依据,汽车电子控制系统中所用的交直流电机、电磁阀等执行器件的工作原理和控制方法。
第三部分,在以上介绍的基础上,着重介绍汽车变速器电控、ABS系统、动力转向电控等汽车电子控制系统的设计方法,主要内容包括电控系统开发遵循的标准、硬件电路设计和软件编程方法,特别强调目前汽车电子控制系统中所用的V流程开发模式。
第四部分,结合新能源汽车的热点问题,充分发挥电气工程及其自动化专业知识在电动汽车方面的运用。本门课与目前车辆工程专业所开设的“汽车电子技术”不同之处在于,省去了传统以发动机作为主导的汽车动力系统控制部分,强化了电驱动系统的匹配与设计部分。该部分内容除了包含对于汽车动力系统设计方法和匹配规律的介绍外,还增加了对于电动汽车动力系统控制的一般方法介绍。
第五部分,介绍汽车电器系统,包括汽车仪表系统、灯光照明系统、电动门锁系统、电动车窗、电动后视镜、电动天窗、电动座椅、车载空调系统、车载音响系统、车载电视娱乐系统、车载无线通讯系统、电子导航与全球定位系统、智能交通系统和车载网络系统等方面的内容。
第六部分是课程的最后部分,介绍汽车电子控制系统中可靠性的评价标准和一般的故障诊断方法。
以上六部分构成了我校电气工程及其自动化专业“汽车电子技术”理论教学的主要内容。
在“汽车电子技术”课程的实践教学过程中,主要有实验和课程设计两种方式。实验课作为学生在校内实现理论联系实际的一种比较有效的手段,学生通过实验能够加深对课程理论知识的理解,并能够培养一定的实践能力。我校在电气工程及其自动化专业“汽车电子技术”实验课的设置上,主要分为5个部分,如图2所示。
课程设计是提高学生分析问题和解决问题能力的重要手段,它不但可以使学生加深对理论和实验课程的理解,而且能够使学生将所学的课程内容与相关课程综合起来,提高了知识的应用能力。[8]“汽车电子技术”是一门实践性很强的课程,课程设计主要结合我校电气工程及其自动化专业平台课的知识,以电动汽车控制系统作为设计目标,让学生结合电力电子技术的相关知识进行设计。
二、“汽车电子技术”课程教学方法的改革
对于“汽车电子技术”课程来说,涉及到的汽车电子控制系统单靠语言描述是很难讲清楚的,而通过传统的板书教学方式,也很难清晰勾勒出汽车电子控制系统的原理和工作过程。因此本门课在授课方式上采用多媒体教学的方式,通过多媒体课件制作出的动画及示意图等来展示汽车电子控制系统的结构、组成及工作原理,使教学的内容直观清晰,易于理解。
在“汽车电子技术”课程的教学过程中,除了正常的多媒体课堂教学外,还采用了现场教学结合研究性教学的授课方法。现场教学即依托我校汽车电子驱动控制与系统集成教育部工程中心的实验平台,使学生到工程中心参观现场演示,并试用工程中心开发的汽车电子产品实验样机。这些教学手段可以使学生对汽车电子的功能及开发有更直观的认识。除此之外,教学内容中以汽车电子产品的项目开发作为主导。例如在“汽车电子控制系统的设计”这部分内容讲授时,可自始至终以工程中心开发的汽车变速器控制单元作为对象,从汽车电子产品开发的前期调研、方案论证,到中间环节的样机开发、功能验证,再到最后环节的样机标定、测试等进行全方位的介绍。通过这样的讲授,学生对汽车电子的感性知识加深,在理论学习中的目的就会变得明确,清楚地认识到需要掌握的主要内容。
三、“汽车电子技术”课程考核方式
为了有效地组织教学,突出“汽车电子技术”课程的实践性,改革了这门课程的考核方式。我校其他专业课程的考核方式大部分是以平时成绩占30%,期末卷面成绩占70%的比例进行综合评定。而由于“汽车电子技术”课程面向电气工程及其自动化专业电力电子方向的本科生,选课人数基本维持在40~60人范围内,这样的人数规模便于授课教师进行小范围内的专业指导,因此在考核方式上提出了平时成绩、作业成绩、实验成绩、课程设计与专业论文撰写相结合评定的方式。与其他课程不同之处还在于,其他课程安排的课程设计都是最终给定一个独立的成绩,而作为专业选修课,本门课程的课程设计成绩只是最终成绩的其中一部分。
目前该门课程的考核采用平时成绩占10%,作业成绩占10%,实验成绩占10%,课程设计占30%,专业小论文占40%的比例权重进行成绩的评定。这样做的好处是,不但能够充分发挥本门课理论与实践紧密结合的特点,并且可以充分激发学生的学习兴趣,培养学生的团队合作精神。
专业小论文作为考核的主要部分,在撰写过程中,授课老师首先利用2学时的时间对学生进行科技论文撰写的培训,而后引导学生充分利用学校图书馆的资源,根据各自分配到的科技论文主题进行文献的检索;学生分成了3至4名成员一组,选择关于汽车电子的主题项目,可建议主题为电动汽车整车控制器的设计、汽车防抱死ABS系统设计、汽车自动变速器控制系统设计等,学生也可以自己提出新的主题。给定主题一段时间以后,学生提交科技论文,并以学术会议的形式在课堂上进行交流,老师和其他同学可以自由根据报告者的内容提问,并提出意见和建议。该部分成绩可以当场给出,这样做的好处是激发学生的积极性,所给定的成绩能够实现主观与客观兼顾的效果,令所有同学信服。
四、结论
根据“汽车电子技术”理论与实际紧密结合的特点,结合所开设课程在电气工程及其自动化专业的实际情况,提出了教学中课程内容优化配置,现场教学结合研究性教学的授课方法;考核上提出了平时、作业、实验、课程设计与科技论文撰写相结合的方式。通过这些教学改革,提高学生学习的积极性和主动性,真正能够在有限的学时内获得最实用的知识,增强学生的实践能力。
参考文献:
[1]李建秋,赵六奇,韩晓东.汽车电子学教程[M].第2版.北京:清华大学出版社,2011.
[2]周雅夫,连静,李琳辉,等.《汽车电子与控制》课程教学改革的探析[J].科技创新导报,2010,(16):190.
[3]赵科.汽车电子控制技术教学探讨[J].新西部:理论版,2011,(27):221-222.
[4]赵秀春,徐国凯,陈晓云.汽车电子控制技术精品实验项目设计与实践[J].大连民族学院学报,2010,12(5):497-499.
[5]仇成群.LabVIEW在汽车电子虚拟实验教学中的应用[J].仪器仪表用户,2011,18(6):97-98.
[6]张新丰,陈慧,孟宗良,等.控制器V型开发模式实验教学探索[J].实验室研究与探索,2012,31(2):131-134.
论文摘要: 实时操作系统(RTOS)是复杂控制系统中必不可少的一部分,它能按照任务的优先级实现多任务调度,通过信号量、事件标志来实现任务的同步,消息队列和邮箱机制来实现任务之间的通讯,中断机制来实现突发事件的管理。较传统的前后台系统,它具有更高的实时性、稳定性。介绍了当前在国际汽车工业界日益占据主导地位的汽车电子开放式平台系统(OSEK/VDX)规范。介绍了NEC汽车电子专用实时操作系统RX850, 列举了其他RTOS并分析了其优缺点,建立了基于RX850的RTOS软件开发平台,实现了汽车发动机控制模块任务的调度,并对RTOS的多任务进行了软仿,这对于复杂软件系统开发是非常有实际意义的。
引 言
随着国内汽车电子产业的不断升级和研发投入不断加大,国内生产的汽车电子简单的ECU已经越来越普及,例如车载音响,仪表,车身控制BCM,动力转向EPS等等。越来越多的企业将精力投入到比较复杂的控制领域,比如发动机控制,防抱死系统(ABS)等,对于这些逻辑复杂、实时性和安全性高的控制任务,传统的前后台系统模式非实时处理的弊端越来越呈现,这就势必需要用到实时操作系统来管理这些任务。
OSEK标准是1993年德国汽车工业界联合推出了“汽车电子的开放式系统及接口软件规范”,即OSEK(open system and the corresponding interfaces for automotive electronics)。1994年法国汽车工业界的相似规范VDX(vehicle distributed executive)和OSEK规范合并,从而形成OSEK/VDX规范体系。当前OSEK标准已经成为汽车电子软件开发领域中的通用标准,旨在增强软件代码安全性、移植性,减少软件开发周期。
目前,市场上通用的开源RTOS有很多,比如μC/OS-Ⅱ,FreeRTOS,Linux-2.6等,但是这些核多半是用于通用领域或者安全性要求不太高的领域,如果将这些移植到汽车电子动力安全控制领域,是不太合时宜的;而且,这些核本身不是基于OSEK标准,如果引入OSEK标准,无疑加大了内核移植的难度。NEC电子的实时操作系统RX850是一款基于OSEK标准的汽车级专用RTOS,其内核的实时性已经得到第三方的专业测试。它已经被移植到了NEC芯片的集成开发环境PM Plus和Green Hills,客户只需要在IDE(Integrated Develop Environment)中编写脚本文件来配置RTOS即可通过编译,使得客户从底层驱动编写到RTOS任务调度轻松实现“无缝结合”,大大缩短了RTOS移植的开发周期。本文建立了基于NEC电子32位车身专用芯片V850/Fx3的软件平台,并介绍了如何实现RX850操作系统的配置,以发动机控制模块为控制模型来实现多任务的实时调度,最后通过软仿工具来分析该内核的效率和任务调度的实时性。
1 系统平台介绍
本系统采用NEC电子的32位车身专用芯片V850/Fx3系列,V850是NEC电子的32位微处理器核,5级流水线控制,内部32个32位寄存器,乘法/除法指令,数据空间支持最大4GB线性寻址能力,代码空间支持64M线性寻址能力,内部1MB的code flash,60KB的RAM空间,32KB的data flash用作EEPROM模拟。
基于OSEK标准的RX850实时操作系统符合以下标准:操作系统规范(OSEKOS)、通信规范(OSEKCOM)、网络管理规范(OSEKNM)和OSEK实现语言(OSEKOIL)。其中OSEKOS是针对汽车应用特点而专门制定的一个小型RTOS规范,着重以下几个方面:(1)可移植性,所有API都是标准化的并且在功能上都有明确的定义;(2)可扩展性,OSEKOS旨在通用于任何类型的 ECU,因此一方面系统要高度的模块化,另一方面又要能进行灵活的配置;(3)汽车应用的特定需求,诸如可靠性、实用性和代价敏感性等。相应的,OSEKOS 静态配置可以通过OS2EKOIL语言实现,用户在系统生成时静态制定任务的个数、需要的资源和系统服务。OSEKCOM为通信网络中的数据交换提供了标准的接口和协议。OSEKNM为监视网络的流量提供了一组标准的功能函数,以保证网络的安全性和可靠性。
2 RX850内核配置
由于RX850已经被嵌入到IDE,因此用户直接编写内核脚本文件即可,下面介绍如何来配置内核。
1.系统时钟设置
clkhdr
INTTM0EQ0 //选定TimerM为时间片中断源
2.堆栈设置
RX850的堆栈分为系统堆栈和任务堆栈,
POOL0功能: 系统基本表信息、准备队列、每个管理块、任务堆栈、中断句柄堆栈(系统堆栈)、可变长度内存、不变长度内存。
POOL1功能: 任务堆栈、中断句柄堆栈(系统堆栈)、可变长度内存、不变长度内存。
POOL0和POOL1都可以作为任务堆栈,即使没有POOL1也可以。配置如下:
intstk 0x400: pool0 //系统堆栈大小为0x400
tsk TSK1 _TSK1 0x050 : pool1 0x06
TTS_DMT 0x00 ei // TSK_ID_1ms任务堆栈大小0x50
3.允许最大优先级任务数
maxpri 0x1f //允许最大优先级任务数为0x1f
4. 信号量设置
sem Sem_Task1 0x00 //设置了信号量Sem_Task1为0
sem Sem_Task2 0x00//设置了信号量Sem_Task2为0
5.事件标志设置
flg
flg_Task1 //设置了事件标志flg_Task1
flg
flg_Task2 //设置了事件标志flg_Task2
5.邮箱设置
mbx ID_Task1 TA_MPRI //设置Task1的邮箱
mbx ID_Task2 TA_MPRI //设置Task2的邮箱
6.中断设置
RX850的中断分为直接中断和间接中断两种,直接中断不受RX850制约的中断句柄,理论上接近硬件中断的速度,其缺点是需要用户自己写中断处理句柄,包括:(1). 寄存器压栈;(2). 换向,跳转到中断句柄的开始;(3). 调用系统命令;(4). 返回到调度;间接中断的中断句柄在RX850的中断预处理后才被启动,优点是简化了句柄处理过程,缺点是由于RX850的预处理降低了速度,其处理过程如下:
图1 直接中断调度图
间接中断配置如下:
inthdr INTAD _AD_Interrupt //AD间接中断句柄配置
inthdr INTC1REC _CAN_Ch1RxInt //CAN间接中断句柄配置
图2 间接中断调度图
7.固定/可变内存池设置
当系统需要交换较大的数据时,此时任务堆栈是不够用的,需要开辟一段内存来使用。RX850支持两种方式的内存配置,固定内存池和可变内存池。固定内存池由用户自定义内存池的大小,可变内存池根据实际应用系统动态的定义所需内存大小,配置如下:
mpf MPF_ID_MBX 0x08 : pool1 50
//固定内存以0x08字节为单位排列,大小为50*0x08;
mpl MPL_ID_Task1 0x08 : pool1
//可变内存0x08字节为单位排列
8.系统周期循环中断设置
cyc CYC_INT_TIMER _CYC_IntTimer TCY_OFF 10
//系统周期循环中断时间为10个时间片
以上完成了操作系统的配置,然后通过NEC的IDE即可生成操作系统的.s和.h文件,将此两个文件包含在工程文件中即可。
3 RX850软仿及结论
通过以上配置,选择发动机控制模块为对象,下面对RX850进行软仿。NEC电子提供专门的软仿工具AZ,在IDE中打开AZ,运行程序后可以看到如下:
图3 任务调度仿真图
图4 任务对CPU的占用率
也可以通过RD850来实时检测各任务的状态如下:
图5 任务运行状态
通过上图可以很方便的看到每个任务的实时调度情况和CPU内核的使用效率。目前CPU的空闲率为94%,很多任务实际上没有被调用,用户可以根据实际情况将更多的功能模块放在API任务中来运行。软仿只能提供模拟的仿真,如果用户需要更精确的trace工具,则需要用硬仿来实现。
中图分类号:G482;G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)26-0248-03
一、引言
高校实验室是高等学校人才培养、学科建设、科学研究以及社会服务的重要基地,是办好学校的基本条件之一。我校作为应用型本科院校,其培养目标是面向生产、管理、服务第一线工作的高级技术应用型人才,强调学用结合、学做结合、学创结合,为地方经济建设、区域社会和行业发展服务。专业实验室对学生的实践能力和创新精神的培养起着重要的作用,是培养学生综合素质的重要基地。因此,专业实验室建设必须与学科建设、教学科研相结合,才能建设出先进的、适应新世纪要求、具有鲜明特色的学科专业实验室。我们汽车与轨道交通学院作为学校的一个新建学院,在专业实验室建设中为克服经费不足,避免实验设备固化和实验项目陈旧等问题,确保专业实验室的建设有利于学科专业的发展和教学、科研水平的提高,为此,我们提出了将专业实验室建设与毕业设计相结合,通过毕业设计来做好专业实验室建设的预规划、开发新型实验项目、为自制实验设备做好铺垫工作等,既提高了毕业设计质量,又为专业实验室的建设做出贡献。
二、结合专业实验室建设做好毕业设计选题工作
恰当的毕业设计选题是学生顺利完成毕业设计的先决条件。由于毕业设计的选题来自于本专业的实验室建设项目,符合本专业人才培养目标的教学要求。结合专业实验室建设用于毕业设计选题的课题主要有三类:①实验室建设规划类;②实验装置开发类;③新型实验项目开发类。
专业实验室建设通常与学科专业建设、教学基地建设等紧密结合,其建设规划的制定离不开学科专业的发展规划和专业人才培养方案,但由于学校实验室建设经费的紧张,只能量力而行地建设一些紧缺的专业实验室,其他专业实验室建设只能依靠中地共建项目的经费。近几年来,我们根据专业人才培养方案中的课程实验、课程设计、实习、实训等需要的实验教学设备,统筹规划了我院车辆工程实验中心的各个实验分室,将其中一部分实验室的建设规划作为毕业设计课题,如汽车综合性能检测实验室方案论证与设计、汽车电子控制系统仿真实验室方案论证与设计、新能源汽车实验室方案论证与设计、交通控制实验室方案论证与设计等,由学生通过毕业设计来完成部分专业实验室的预规划,后来在申报中地共建实验室项目时得到了很好的借鉴,获批两个中地共建项目,资金约600万元。
用于毕业设计的实验装置开发类课题有很多,这类课题需要有一定的知识结构,涵盖机械设计、流体传动设计、自动化控制设计和软件设计等,需要学生综合运用基础知识和专业知识来进行设计,工作量较大,可将其作为一个团队的课题。如将“电动助力转向系统实验台设计”分成三个子课题,分别是机械结构设计、控制系统设计和性能测试软件设计,由三个学生组成设计团队来完成整个课题,这样,每个学生的毕业设计难度和任务量都比较适中,由于三个子课题对知识结构的要求各不相同,将任务分配到不同专业方向的班级,机械结构设计子课题由车辆工程汽车技术专业方向的学生承担,控制系统设计和数据采集分析系统设计子课题由车辆工程车辆电子电气专业方向的学生承担。
用于毕业设计的新型实验项目开发通常是针对新建专业实验室的实验设备的,这类课题需要学生掌握已有实验台的结构原理,通过创新设计实验项目,并与设备供应商合作对实验台进行改进,以使开发出来的实验项目能更好地满足本专业的实践教学目的。这些课题既注重对学生基本能力的培养,又能充分发挥每个学生的积极性与创造性,使他们在各自已有知识和能力的基础上都有较大的提高。
三、专业实验室建设与毕业设计相结合以提高学生工程实践能力
工程实践能力主要包括工程设计能力、信息检索与处理能力、组织管理能力、分析问题解决问题能力、实践动手能力、科研能力、创新能力、团队协作和交流能力以及计算机应用能力等。结合专业实验室建设完成的毕业设计选题是紧密结合工程实践的,可使学生在“真刀真枪”中得到训练。下面以“电动助力转向系统实验台设计”这一课题为例说明如何在毕业设计中提高学生的工程实践能力。
“电动助力转向系统实验台设计”这一课题本身是一个实际的工程项目,需要通过项目规划、方案设计和详细设计来完成。通常由指导教师根据实验室建设的需求完成项目规划,所设计的实验台用于电动助力转向装置的性能试验,包括功能试验、输入输出特性试验、助力电流特性试验、反向冲击试验、回正特性试验、空载转动力矩试验等,学生通过毕业设计来完成方案设计和详细设计。这是一个需要三人合作完成的毕业设计课题,其中的方案设计是三人共同完成的任务,详细设计由三人各自独立完成。
在进行方案设计时,首先要了解课题的主要任务、目标,通过查阅有关资料和调研,拟定总的设计思路,进行方案的比较和设计。这一阶段主要培养学生的工程设计能力、信息检索与处理能力和团结协作能力等。收集资料和积累知识就是继承前人和别人的科学研究成果,继承的目的是为了创新,为社会实践服务。让学生学会在图书馆、网上进行论文检索的主要方法,要求学生依据课题的内容进行相关论文的检索、收集、学习等,阅读和分析已有的相关文献,可高效率地获得有益的观点和建议,这大大提高了学生获取知识的能力,在此基础上让学生总结分析出设计思路,完成方案的分析比较,按工程设计的惯例,求优化而不求惟一答案,强调综合地分析问题,从而在很大程度上激发了学生的求知欲和科研积极性,培养了他们独立自主的创新能力。在进行该课题的方案设计时,要以国家标准《汽车电动助力转向装置技术条件和试验方法》作为依据,可先根据个人设计的重点提出本人设计部分的几个方案,再综合起来进行优化,通过团结协作,确定出最佳的方案,共同完成总体方案设计。
接下来进入详细设计阶段,每个学生均在总体方案的基础上开始进行子课题的设计。这一阶段主要培养学生综合运用所学理论知识的能力、独立科研能力、分析问题解决问题能力、实践动手能力和创新能力等。做机械结构设计子课题的学生需完成输入端旋转动作器、输出端旋转动作器、工装夹具、逆向冲击部分和台架的设计。其中,动作器由伺服电机、减速器、联轴器等组成,这些部件只需通过计算然后合理选择就可以,减速器与电动助力转向装置输入、输出轴之间的联轴器如果选不到合适的就需要自己设计。工装夹具、逆向冲击部分和台架需自行设计。做控制系统设计子课题的学生需完成传感器的选择、电机驱动模块的选择、硬件电路图和PCB板图设计、电气接线图设计、元器件的详细清单、电路板卡的制作、控制系统组装等。做数据采集分析系统设计子课题的学生需完成的主要软件模块包括系统管理、项目测试、实验台与计算机之间的数据传输、实验数据记录、结果处理和显示等,以实现对试验过程进行控制、对试验系统工作参数进行设定、根据国家标准的要求设计相应的试验方法并得到测试结果、对测试结果进行分析、评价、显示、存档、查询、打印等。
通过完成这样的工程实际课题,整个团队相当于完成了一个产品设计的绝大部分工作,充分发挥了学生的设计主动性,强化了工程实践能力中的获取知识的能力、运用知识的能力、共享知识的能力、发现知识的能力、传播知识的能力,大大提高了毕业设计的质量,该团队课题中有2人的毕业设计获得了优秀。
四、利用毕业设计推动专业实验室建设项目的完成
把专业实验室建设项目通过毕业设计完成预演,有利于更好地完成专业实验室建设,完善、丰富了教学内容,并且更加适应了学科及专业的建设,充实了实验设备,促进了实验室建设。可见它不仅有利于学生综合素质的培养,而且加快了实验室建设的步伐。
关键词: 电工电子学 考核方式 教学改革
课程考核方式是指导学生学习的指挥棒,直接影响教师的教学方法和教育理念,更是一个重要的教学环节[1]。多年来,受应试教育的影响,我院一直采用以期末考试为主的单一考核方式,直接导致大学生存在思想上对自己要求不严,上课时不能认真听课,课外作业完成不够认真,存在抄袭现象;基础理论知识不牢固,影响了听课时的接受与理解能力。这种一锤定音的考核模式使教师教学的目的性和学生学习的目的性严重缺失,不利于学生能力的培养和综合素质的提高,甚至成为素质教育向纵深推进的瓶颈,所以推进考试内容和方法改革已迫在眉睫。
本文从考核方式改革、考核环节改革和考核评价方式改革等方面作介绍,积极探索多种考核方式如开放性的综合设计、专题的调研报告和课程论文、现成实验的故障分析等,加强对学习过程的考核。
一、考核方式改革
电工电子学包括电路基础分析、三相异步电动机、继电接触器控制、可编程控制器、模拟电子技术和数字电子技术,是一门综合性、实践性极强的课程。对于低年级学生来说,其学习的积极性和主动性不够,加上课堂内容信息量大,造成学生课上浑浑噩噩、课下迷迷糊糊。这种情况下,靠期末一张试卷闭卷考试势必导致大批学生不及格。我们将改变传统的考核方式,增加课程论文或者专题调研、专题讨论、课程制作等环节,并将传统的平时考核成绩加以细化如课堂互动情况(主要包括主动提问、被动回答问题,注意力不集中等)、课后作业的完成情况(如独立完成或者抄袭)、考勤等。重点加强对电工电子实践性教学环节的关注,通过实验课程解决必修课程中学生本应掌握,但尚未掌握的理论及构造知识问题,实验教学考核已做实验的故障分析,进一步培养学生综合运用所学知识和技能解决工程实际问题的能力[2],[3]。强化电工电子学网络课程平台的建设,通过已有的电工电子学网络课程平台增加对相应章节专题的讨论环节或者课程论文,提高学生学习电工电子学的兴趣,提高学生的学习积极性和主动性,拓宽学生的知识面,增强学生书面表达、写作的能力。理论考试以应用为主,尽量少一些记忆性内容,多一些实用内容,考试的目的由拉开档次变为检验学生的学习效果。变传统的闭卷答题为开卷答题,允许学生带教材或参考资料参加考试,这就要求学生在掌握电工电子技术原理的基础上深入认识、分析和解决问题,尤其是提高学生选择、组织、利用信息解决问题的能力,变知识考核为能力考核。这种开放式的考核注重学生各方面的能力,包括认识问题、解决问题的能力,与人交往的能力,创新意识和主动探究能力,团队合作能力,等等,注重实践结果的交流和分享,培养学生的集体荣誉感、团队合作精神及竞争意识[4]。
二、考核环节改革
考核环节由期末一次结果考核变为过程考核,将考核贯穿整个学期的授课和实验。重点解决考核环节理论与实践相分离的问题,从而解决理论知识掌握好的学生在实践操作哪怕是个很小的问题时也无法处理的问题,抑或有些同学实验做得很成功,却不知道为何这样操作,有的学生甚至是看别人如何接一根线也这样接一根,完全没有电路模型的概念,这几类学生根本不适合未来工作岗位的要求,不符合我校应用型人才培养的理念。我们根据电工电子学课程特点、教学内容和非电类教学对象采取多样性的考核模式,如借助网络课程的网络化考核模式、半开卷式考核模式、随堂考核模式、分阶段考核模式和全程考核模式。这些考核模式都极大地丰富了考核环节。变传统的总结性评价为真实性评价,发挥学生在学习活动中的主体作用,抛开卷面成绩作为学生能力的具体外在表现,避免学生只注重分数、轻视能力,只注重结果轻视过程的缺点,强化考核环节对学生学习的反馈和激励作用。减少标准化考试,将考核的重点倾向于实践和技能的掌握,倾向于整体系统结构的掌握和创新精神的培养。
三、考核评价方式改革
考核方式的改革不仅体现在强化过程考核,而且随着课程改革的不断深入,一方面需要淡化任课教师在教学过程中的主导地位,另一方面需要强化学生及团队小组的主体地位。因此,我们还需要对考核评价方式做相应的调整,变教师单一考核评价为集体考核评价,在考核过程中成立考核小组,采用由教师评、网络自评、团队互评、学生自评相结合的评价方式,使得考核结果更客观,更能全面反映学生的学习过程和效果。
根据以上三个方面的改革原则,我们对2011级、2012级汽车服务工程专业160名学生采用了以下具体的考核和评价方式。
1.“基本电路理论”课程考核由平时作业成绩、平时测验成绩、期末成绩和小论文成绩组成。
2.平时作业由任课教师根据教学计划布置并批阅(作为试点,部分教学班的平时作业在课程网站的习题系统上独立完成,其成绩由习题系统给出)。
3.平时测验分为两次完成,都在网络课程测验系统上独立完成,并由测验系统给出成绩。
4.期末成绩参加课程期末统一考试后,在统一阅卷的基础上给出。
5.学生必须自拟题目或根据任课教师提出的题目撰写课程学习小论文,并在一定形式下进行宣讲、答辩。根据学生的选题和自拟最终形成20道课程论文题目、20道课程制作题目。课程论文答辩首先在学生组中进行,评出名次,前几名将在教学班上进行宣讲、答辩,这些在教学班上答辩的论文将公布在课程网站上。最后,根据课程论文及宣讲、答辩情况评定课程论文成绩。
6)作业成绩、测验成绩、期末考试成绩和论文成绩在考核成绩中所占比例为:作业成绩及考勤20%,测验成绩20%,课程论文成绩20%,期末考试成绩40%。
四、课程考核改革工作的总结与展望
通过电工电子学课程考核方式的改革,考核过程与以往相比,更加注重学生的过程学习,考试成绩较以往更加合理公正,改变了一考定成绩的传统考试方法,更加注重学生的素质和水平的测试,被大部分教师和学生接受。我校从2011级汽车电子专业开始实行课程考核改革。为了进一步说明问题,我们将2009级、2010级汽车维修专业学生成绩与2011、2013级汽车电子专业学生加以比较。从学生的考试成绩来看,学生的成绩分布基本上成正态分布,说明不管哪种考核办法基本上都符合教学规律。并且考核改革后学生的不及格率有所降低,不论是最终的理论考试成绩平均分还是总评的成绩都有一定的提高,很少有学生不及格,大部分班级的不及格率下降到10%以下,具体情况见下表。
通过改革考核方式,我们发现学生在知识的综合运用、应用能力、自主学习能力、创新能力方面有了显著提高,而且学生在课堂上表现较前几届有了很大的改变,勇于提问,敢于同教师交流,尤其是课程论文和课程制作对学生查阅资料、分析问题解决问题能力、团队协作能力的锻炼尤为突出。
本文针对非电类专业电工电子学课程学习的困局,立足于“电工电子学”的课程考核方式改革,旨在使学生在掌握本课程的基本知识和基本技能的基础上提高分析、解决实际问题的能力,融会贯通相关课程知识。要真正提高学生的能力不能仅仅依靠考核方式的改革。考核仅仅是衡量的手段而不是目的,更应该在理论教学和实践教学中积极改革和探索,使电工电子教学达到最佳的教学效果,使工科非电类专业更有效地全面推进素质教育,培养学生的工程实践能力和创新能力。
参考文献:
[1]黎明,付扬.少学时电工电子学课程教学改革探究[J].实验技术与管理,2010,27(11):292-294.
[2]李文.工程背景下电工电子实验教学研究[J].实验技术与管理,2012,29(4):254-257.
[3]张传洋.面向工程教育的电工电子学教研探讨[J].教育教学论坛,2013,29(4):254-257.
(1)从实验教学体系的整体出发,综合考虑,明确各实验环节的任务和目标要求,以此为指导制订出新的实验教学大纲。围绕课程目标和教学大纲的要求,按照分层次、成模块、一体化、渐次递进的原则,精心规划设计实验教学内容。编写与之相配套的实验教材和实验讲义。(2)重视实验教学环节之间的相互衔接。在本实验教学体系中,每一个环节都有其任务目标,有比较明确的责任分工,突出强调其相互联系、相互衔接、层层递进的内在关系,避免相互割裂、彼此孤立。(3“)基础课程实验—综合课程训练实验—课外创新性实验—创新性科技活动”新的实验体系为主线,贯穿整个实验教学体系。
第一层次(基础课程实验):我们把汽车构造实验和汽车驾驶实验两门实验课程独立设课,加强学生实践动手和专业理解能力,也为后续实验和工程训练能力培养奠定基础。项目组成员克服没有资金的情况下,克服困难,在实验中心反复做一些实验,然后开出一些针对性强的课程实验来支撑整个实验体系,并完成相关的实验大纲,使理论教学与实践教学相结合,达到知识的运用、理解和深化的目的。同时,一些同学也参与到相关实验台的设计、制作和实验开发中,这个过程也锻炼了学生的工程训练能力,专业设计能力和实验开发能力,而这些能力都是车辆工程专业人才所必须的。
第二层次(综合课程训练实验):从汽车理论、汽车实验学、汽车设计、汽车电子等课程结合基础实验开出针对性非常强综合、设计性实验课程,在以课程设计课题实验和毕业设计(论文)课题实验为主,通过学生自己设计的课题实验开展综合性、设计性的实验研究,进而完成设计任务,从而提高学生的综合能力和汽车设计水平。
第三层次(课外创新性实验):这个层次需要调动学生的主动性,提高学生的工程能力。是学生初步掌握汽车零部件的安装、性能测试及调试等方面的技能。我们开放汽车实验中心,学生可以自己到汽车实验中心按照自己的理解,和想法做一些设计及相关的测试。例如,有的学生按照自己的设计制作一台车,我们从最初设计阶段开始指导,一直到完成;鼓励学生更多的参与到实际的项目中去,在汽车电子台架设计制作时,学生就把台架及相关的实验作为毕业设计的题目。课程设计也有的学生把利用课外时间在实验中心设计完成的作品作为自己的设计题目完成,同时取得了较好的成绩。我们还鼓励学生更多的参与到老师的科研课题中去,更好的训练学生的工程能力。这个过程对学生工程能力的提高是显而易见的。
第四层次(创新性科技活动):鼓励学生进行创新设计,也创造一些条件,鼓励学生参加校级及校级以上的各种大赛,如挑战杯、机械设计大赛、电子大赛等。学院举办过三届创新设计大赛,给同学们一个平台,充分调动起了学生的创新设计积极性。
2该教学体系是特色及创新点
(1)特色是树立理工科专业“实验教学与理论教学同等重要,实践是理工科专业人才成功之本”的教育理念。突出实践教学的重要性。建立“基础课程实验—综合课程训练实验—课外创新性实验—创新性科技活动”多层次的实验教学体系。(2)创新在于改变传统实验课程依附于理论课的传统,形成了理论教学与实验教学相互协调的实验新体系,注重学生的实践能力,创新能力的培养。
3实施效果
自从实施了该实验体系以后,学生工程实践能力有了大幅度提高,学习积极性也有了提高,配合该实验体系,汽车实验中心也全面开放,鼓励学生参与各种实践活动,这期间也出现了很多好的作品,参加了省级以上的各种大赛,并在近三年省部级大学生工程综合训练能力竞赛、挑战杯大赛、机械创新设计大赛中获得一、二、三等奖10余项,在国家推出的大学生创新创业训练项目中也申报成功省级、校级项目十余项,还有三项作品在申报专利中。车辆工程专业举办了三届“未来汽车杯”创新设计大赛中,本专业75%的学生都申报了作品,参与其中。
4结语
2018年上半年面向社会开考专业实践性环节考核时间安排表
专业
考核课程
报名时间
报名方式
考核时间
实施单位
报名联系电话
通信信息管理(专)
所有实验
2018年3月
电话或到学校自考办
(电子科技大学继续教育学院406室,成都市一环路东一段240号)
2018年5月上旬
电子科技大学
自考办
028-83202390
uestcedu.com/
电子技术(专)
所有实验
计算机及应用(专)
所有实验
机电一体化工程(专)
所有实验
计算机信息管理(专)
所有实验
机电一体化工程(本)
所有实验
计算机及应用(本)
所有实验
计算机网络(本)
所有实验
计算机信息管理(本)
所有实验
工业工程(本)
所有实验
机电一体化工程(本)
毕业设计
2017年12月
2018年3月中上旬
工业工程(本)
毕业设计
计算机及应用(本)
毕业设计
计算机网络(本)
毕业设计
计算机信息管理(本)
毕业设计
房屋建筑工程(专)
所有实践课程
2017年12月上、中旬
到学校自考办(西南交通大学远程与继续教育学院5408房间)
2018年3月中旬
西南交通大学自考办
028-87600449
建筑工程(本)
所有实践课程
环境艺术设计(本)
所有技术法考试
工程造价管理(本)
所有实践课程
物流管理(本)
所有实践课程
工程造价管理(专)
所有实践课程
环境艺术设计(本)
毕业论文
2017年12月上、中旬
2018年3月下旬
建筑工程(本)
毕业论文
文化产业(本)
毕业论文
工程造价管理(本)
毕业论文
2017年12月上、中旬
到学校自考办(西南交通大学远程与继续教育学院5408房间)
2018年3月下旬
西南交通大学自考办
028-87600449
物流管理(本)
毕业论文
电子商务(本)
毕业论文
英语(专)
英语(本)
听力 、 口语
口译与听力
2018年3月1日至3月29日
网上报考
2018年4月21日
西华师大自考办
内江师院自考办
四川大学自考办
西科大自考办
sc.51100.net
028-82009200
国际贸易(本)
毕业论文
2017年12月1日至12月15日
2018年3月下旬
四川大学
自考办
51100.net
028-85412537
联系人:邱老师
法律(本)
毕业论文
公共事业管理(本)
毕业论文
行政管理(本)
毕业论文
英语(本)
毕业论文
新闻学(本)
毕业论文
旅游管理(本)
毕业论文
对外汉语(本)
毕业论文
中英合作商务管理(本)
毕业论文
中英合作金融管理(本)
毕业论文
美术教育(专)
实践课程
2018年6月
电话报名
2018年7月
护理学(专)
1、生化实验2、病理实验3、药理实验4、临床实习5、生理实验
2017年12月
网上报考
2018年3月至6月
人力资源管理(本)
毕业论文
2017年12月1日至12月15日
2018年3月下旬
汉语言文学(本)
毕业论文
2017年11月
网上报考
2018年3月
四川师范大学自考办
crjy.sicnu.edu.cn
028-84760759
数学教育(本)
毕业论文
汉语言文学教育(本)
毕业论文
物业管理(本)
毕业论文
应用化学(本)
毕业论文
学前教育(本)
毕业论文
社会工作与管理(本)
毕业论文
应用化学(本)
微生物学与微生物学检验
环境影响与评价
有机化学(二)
信器分析(一)
2018年3月9日
现场报名
2018年3月10日上午
201年3月10日下午
2018年3月11日上午
2018年3月11日下午
四川师范大学自考办
028-84760802
应用化学(专)
微生物学
无机化学(二)
分析仪器结构与维护
工业分析
食品理化检验
2018年3月11日上午
2018年3月11日下午
2018年3月10日下午
2018年3月10日上午
2018年3月10日上午
物业管理(本)
物业管理与实务(实践)
2018年3月10日上午
028-84760255
学前教育(专)
幼儿教师实习指导(实践)
028-84760713
学前教育(本)
幼儿教师教研指导(实践)
教育管理(本)
毕业论文
2017年12月30日之前
网上查询细则,材料邮寄学校自考办报名
2018年3月
成都师范学院自考办
028-66054321
cdnu.edu.cn
会计(本)
毕业论文
2017年11月14日至11月24日
网上报名
Swufe-online.com
2018年3月24日
西南财经大学自考办
028-87352955
联系人:尹晓瑾
金融(本)
毕业论文
工商企业管理(本)
毕业论文
财税(本)
毕业论文
市场营销(本)
毕业论文
经济学(本)
毕业论文
营养食品与健康(本)
1、所有实验
2、毕业论文
2017年12月1日至2018年1月15日
电话或到学校自考办报名,四川理工学院继续教育学院:四川理工学院汇北校区食堂4楼408办公室
2018年3月中下旬
四川理工学院自考办
0813-5505572
联系人:张老师
电子商务(专)
1、课程考核
2、课程设计
2017年12月
到学校自考办
1、2018年3月第1周
2、2018年3月上旬
成都信息工程大学自考办
028-87077790
联系人:梁老师
小学教育(本)
毕业论文
2017年12月
电话或到学校自考办
2018年3月
西华师范大学自考办
0817-2314317
13219131715姚老师
体育教育(本)
毕业论文
2018年1月4日至10日(法定假日除外)
电话或到学校自考办(成都体育学院继续教育处306室)
2018年3月14日报到,3月15日考核
成都体育学院自考办
028-85050130
数字媒体艺术(本)
所有实践课程、毕业设计(开题、答辩)
2017年12月4日至2018年1月15日
信函或到学校自考办
2018年3月下旬
西南科技大学自考办
0816-6089268
zk.swust.net.cn/
信息管理与服务(本)
机械制造与自动化(本)
电子信息技术(本)
建筑经济管理(本)
物流管理(专)
实践课程
2018年3月12日
到学校成教院
2018年3月26日
四川交通职业技术学院
028-85094025
秘书学(本)
毕业设计
2017年12月1日至12月30日
到学校自考办
2018年4月初
成都学院
自考办
028-84612006
联系人:李老师
乡(镇)村管理(专)
所有实践
2017年12月
信函、电话或到学校自考办
2018年3月第2周
四川农业大学自考办
0835-2885763
林业及园林高新技术与管理(本)
毕业设计
2017年12月
2018年3月第2周
汽车服务工程(本)
汽车电子控制技术(实践)
汽车检测诊断技术(实践)
2017年12月1日至12月8日
到学校自考办
2018年3月下旬
西华大学
自考办
028-87721841
毕业设计
电气工程与自动化(本)
电力电子技术(实践)
单片机原理及应用(实践)
自动控制原理(一)(实践)
工业过程与过程控制(实践)
计算机控制系统(实践)
毕业设计
工程管理(本)
毕业设计
2017年12月1日至12月10日
网上查询细则(网址:jjy.pzhu.cn)邮箱报名(邮箱:1277155636@qq.com)、现场报名
2018年3月1日
攀枝花学院
自考办
0812-3372897
信息技术教育(本)
数据库Visual Foxpro及学校应用(实践)
Photoshop图形处理(实践)
计算机网络基本原理(实践)
毕业论文
2017年11月10日至11月30日
2017年12月2日至12月20日(论文)
到学校自考办(绵阳师范学院数学与计算机科学学院自学考试办公室一楼410房间)
2018年1月10日报到及开始实践性环节考核
2018年1月6日论文答辩
绵阳师范学院自考办
论文摘要:本文调查汽车网络销售的现状,从销售流程、体验网点、售后服务、销售车型等方面分析汽车网络销售方面存在的不足,然后根据实际案例提出自己的一些见解。
一、汽车网络销售的现状
从我国第一起网购汽车案例到现在,已经超过十个汽车品牌尝试“网上卖车”。以淘宝为首的网商和以一汽马自达、荣威、比亚迪、吉利为主的汽车厂商都在以不同形式加入到“网上卖车”的行列中。但像汽车这样的大额消费品的网上销售却并没有取得令人振奋的成绩。具体表现为:
(1)销售流程不是真正的网络销售流程。正常的网络销售,在现实中,购买者仅需签收货品,其他程序皆由网络操作及商家和物流公司合作完成。而目前的汽车网络销售,购买者仅是在线支付一定数额的保证金,此后的交易过程还是要在用户所在地的4s店来完成。实质上是一种“线上付款、线下购物”的形式,网店卖的仅是“裸车”,其方便程度远远低于汽车4s店,降低网络购买的积极性。
(2)体验网点过少。目前的汽车网络销售,有指定的4s店代行使体验的职责。例如,吉利集团全球鹰淘宝商城官方旗舰店,蓝白色熊猫款只有在指定的64个4s店有车,可以实际体验,而大多数城市还没有相应的体验店,这无疑降低了顾客购买的积极性。
(3)服务瓶颈令人担忧。汽车是大件货品,退换货成本很高,汽车网络销售店一般不接受网络商城的“7天无条件退换货服务”;购车后,车辆的售后服务以及相应的办证、保险、购置税等的服务难以保证,为购车带来不必要的麻烦。此外,由于汽车网购接近于厂商直接销售的模式,4s店若不能从中获取利润,很难为用户提供相应的售后服务,尤其是一些免费的服务。
(4)网店车辆品种单一,销售没有形成规模。网店一般研发适合网络用户群体的网络专供款车型,其他车辆不在网店销售。另外,网店为了吸引客户,经常组织“秒杀”、“聚划算”“限时打折”“团购”等活动,让利销售,购买量大增,但是非活动期间,购买者寥寥,还没有形成正常的汽车网络销售;而且,活动期间生产厂家生产能力不足,不能及时交货,导致顾客等待时间长,满意度下降。
二、发展策略
汽车业真正的电子商务,应该是把车直接开到消费者家里去,包括后继的税费、牌照等手续也会一并办好,客户觉得ok了,车辆才能交到客户手里。但这是最终极的汽车电子商务销售模式,也是用户体验最好的模式,恐怕未来很多年内都很难做到。但是,针对目前的发展,以吉利网店为例,可通过以下策略增加汽车网络销售的吸引力。
(1)与专业网购商城合作
对于吉利来说,旗下全球鹰品牌的目标消费群与淘宝商城高度一致,对淘宝商城来说,建立汽车营销板块,对它的商品架构和体系以及现有的技术、流程体现是一次重大的调整,而且需要人员配备。但是如果成功的话,双方将共同开启汽车网络营销新时代。如此一来,对于吉利和淘宝两家集团来说,就产生了1+1>2的效果。
(2)设计出专品
中国首款网络专供车全球鹰双色熊猫也正式宣告上市,此次全球鹰共推出两款双色熊猫,其中1.3l-5mt无敌型售价59800元,1.5l-4at爱她版无敌型售价69800元。
作为全球鹰首款在网上销售车型,双色熊猫在现有熊猫仿生学的外观造型上,配以蓝白色系的纹饰,视觉效果更为强烈,同时该车还增加了可视倒车雷达、dvd导航等配置,加上熊猫c-ncap五星安全的血统,极力满足年轻消费群要求个性、独立、洒脱的购车需求,也是对全球鹰“活力、突破、精彩”品牌基因的直接体现。
值得一提的是,此次上市的双色熊猫仅在全球鹰旗舰店才能购得,当地经销商在接到网购订单后,辅助完成提车及售后服务,并不直接对非网购者销售双色熊猫。
(3)与专业汽车4s店合作
顾客在经销商处付清尾款,就可享受4s店提供的上牌、保险、售后保养等一系列与实体店购车同等的售后服务。除了上述支付方式,买家亦可在线支付全额车款,然后到4s店直接办理提车手续,同时买家也能选择分期付款方式,申请分期付款,审核通过后,在线拍付保证金,然后到4s店支付车款首付(扣除保证金),办理提车手续。网上购车将给消费者带来便利。按照当前的支付方式,消费者在充分了解双色熊猫的产品性能后,完全可以在线全额支付车款,然后到吉利全球鹰全国200多家4s店提车,在线支付购车成为全球鹰旗舰店与其他汽车品牌网店的最大不同之一,此外,送车上门服务已经不再遥不可及,吉利将根据购车者的需求,逐步在全国各大城市开通此项服务,真正实现足不出户便能购买汽车的梦想。
三、结论
在网购和电子商务迅猛发展的背景下,可以预见的是,未来势必会有越来越多汽车企业加入网上销售的行列,全球鹰淘宝商城旗舰店车或将则成为第一个“引爆点”,引领中国汽车市场营销进入网购的新时代。
参考文献:
[1]刘小苗.论汽车销售模式.大众科技,2005年,第12期,224
[关键词]教具开发 实验指导教师 探索 建设
一、我国高职院校实验指导教师队伍建设的现状和问题
(一)投入跟不上发展,建设只重视数量和形式,忽视了质量和实质。高职师资教育的投入与学生总量的增长及教学质量的要求并未完全协调发展,在实验指导教师队伍建设上更是滞后于教育的发展,许多实验指导教师还停留在原有的知识传授模式和教学水平上,疲于应付过于繁重的教学任务,缺乏对职业技能培养教学法的研究和提高自身职业技能的动力。部分高职院校在实验指导教师队伍质量建设上,也存在价值观念的偏差,片面追求实验指导教师取得职业资格证书的数量,而忽视了对实验指导教师职业能力的培养与考核。
(二)学历层次整体较低,职称评定上只看重论文和科研,不重视教学成绩和技术应用。
近年来,国家逐步加强了对高职教育的投入力度,高职院校实验指导教师在学历层次、业务素质上有明显的提高,高级职称所占比例逐渐加大,具有本科学历的年轻教师已成为主要力量。但职业教育实验指导教师队伍高学历人数偏低、稳定性差,这是不争的现实。实验指导教师队伍中还是有相当比例的专科及专科以下的教师存在,而具有高学历的青年实验指导教师并不安于现状,取得研究生学历后,很可能跳槽。
高职院校实验指导教师的专业技术职务评审仍沿用本科重点考核科研能力的标准。而高职院校实验指导教师的能力重点恰恰不是科研,而是实训室建设、技术设备创新、专业实践指导和科学技术成果的推广与应用。实验指导教师在承担繁重教学任务的同时,还要将大量精力放在完成论文等硬指标上,对主要工作产生消极影响,这是我国实验指导教师动手能力不强的重要原因之一,从而直接影响高职教学质量。
(三)实验指导教师管理、考核标准不明确,激励措施不到位。
很多高职院校并没有制订和实施适合实验指导教师工作特点和要求的管理措施,不能有效地进行实验指导教师的专业培训,不能准确衡量他们的贡献,当然就无法对他们实施有针对性的激励。实验指导教师处于行为目标和职业前景不明确、业绩大小和能力强弱无区别的环境下,因此缺乏自我提升动力。
(四)实验指导教师队伍的培训力度不够。
目前针对学校实验指导教师队伍的培训力度远远不够,即使有培训也只是局限于校内的培训,针对专业实践技能培训的少之又少,派遣实验指导教师到企业中锻炼学多流于形式,没有真正形成一个良好的机制,企业也没有给予足够的重视。
二、基于教具开发的实验指导教师队伍建设探索
(一)教具开发背景。
经过调查,汽车整车故障检测实训台目前在国内汽车教具市场上尚属空白。汽车工程系此前曾经多方联系或考察有关厂家,都没有成型产品可供出售。其他省份高校拥有此类实验台的,均是与汽车制造企业联合开发或者订制的,而且价格昂贵。基于学院近年来开发汽车教具的实践积累,汽车工程系积极践行学院工程教育理念,提出了以“一汽大众捷达轿车整车实训台”研发的科研项目,利用科研工作,师生共同参与,将专业知识和专业技能有机融合在科研开发项目中,将实际科研任务进行课程化融合,培养实验指导教师和学生的实践动手技能和创新能力、科研能力。
(二)教具开发意义。
遵循学院工程教育理念和学生培养目标,充分利用第三学期专业实习的时间节点,以“一汽大众捷达轿车整车实训台”研发项目为平台和载体,实现了实验指导教师工程实践能力的提升,学长制施行的深化,学生动手能力的增强,凸显了项目的多方受益特点和工程教育素质理念的内涵。
(三)教具开发工程任务课程化设计。
1.教具的研发过程,体现了工程教育“实践性、综合性、经济性和创新性”的特性
以往专业教学都是使用真车,经常多次反复插拔插头或者反复穿孔检测,导致线路破损,带来高额维修费用。与使用真车进行专业教学相比较,实训台设计了电路引线检测端口,可以实现不解体检测整车,提高设备的使用寿命并降低维护维修成本,满足专业教学多样化需求。
2.组织全员参与教具开发,锻炼了实验指导教师工程实践能力
在自主研发实训台过程中,实验指导教师们对汽车的整车结构、运行原理以及故障排除进行了系统再学习,研制中对整车电控部分、电器部分、构造原理做逻辑分析,对各种处置亲自动手操作,实验指导教师的工程实践能力得到锻炼与提高。
3.由实验指导教师组织学生,实施工程任务课程化
以研发实训台为工程任务,按照工艺流程设置教学情境和环节,集教、学、做于一体,参与项目的学生们“学中做、做中学”、“手脑并用”。学生参与到实验指导教师为主的项目研发,可比在企业实习学到的东西多。在维修厂遇到不懂的知识,师傅也有不会的,而会的师傅又不一定能讲清楚。再回学校问老师,老师由于没在维修现场,具体讲解难免有时偏离实际。在学院跟着老师制作实训台,哪里不会了,老师能及时给予系统地讲解。
4.通过参与以实验教师为主体的项目研发工作,学生毕业论文得以“真题真做”
往年学生的毕业设计,论文类居多。这次参与实训台研发的学长们,准备以实训台开发工程实践为毕业设计题材和实例来“真题真做”,使之既有科研实践,又有科技含量。
5.团队协同,跨系跨专业合作,各出“绝招”、优势互补
汽车工程系汽车电子专业与机电工程系自动化专业,在本次项目研发中协同攻关,各出“绝招”、优势互补。汽车电子专业实验教师分工负责了汽车类电控部分、电器部分和构造结构的维修排障与设计,自动化专业实验教师负责了PLC程序设计与编制,增加了项目的科技含量。这种团队协同作战的方式,彰显了学院提倡的“双跨”理念内涵。
三、健全激励机制
为使实验指导教师队伍建设进入良性循环的发展轨道,必须制定一套合适的激励机制,在人事和分配制度上,体现政策的导向性和激励性。建立聘任和奖励制度,引入竞争机制,促进人才资源的优化配置和开发利用;采取实验教师轮训制度,优胜劣汰,申报职称时,把实验教师的实际工作效果作为晋升的重要条件;合理调配实验指导教师资源,鼓励骨干专业实验教师读在职研究生和参加社会技能培训,作为一定的教学工作量纳入年度考核;支持实验指导教师从事实训室建设、技术创新和实践教学工作相关研究,凡是有科研立项的实验指导教师,给予一定的奖励和资助。
四、形成考核制度
每个学期要对实验指导教师进行监督、检查和考核。学期初对实验教师授课计划和实训准备工作进行检查;期中督导员对实训教学效果和听课记录进行检查,对实训教学过程中的其他环节进行不定期检查;期末检查实验教师制定的实训教案;对科研情况的考核,实验教师每年至少参与一项院级科研或企业技改项目等。
[参考文献]
[1]黄湘倬.高职实训基地建设的师资队伍研究[J].当代教育论坛,2007(11)
[2]陈志生.高职院校实验指导教师队伍建设中存在的问题与对策思考[J].中国现代教育装备[J],2006(12)
关键词:车辆工程专业;应用型;实践创新能力;教学体系
Research on practical innovation ability cultivation for application-oriented undergraduates of vehicle engineering
Yang Bin, Wan Maosong, Wang Jiankang
Nanjing forestry university, Nanjing, 210037, China
Abstract: According to market demand for automobile professionals and vehicle engineering orientation. Cultivation system of practical innovation ability for application-oriented undergraduates of vehicle engineering is established. Theory course teaching system, teaching content, teaching methods, the experiment practice course system and students'' comprehensive quality training system are also innovated and practiced.
Key words: vehicle engineering; application-oriented; practical innovation ability; teaching sysem
汽车产业是国民经济支柱产业之一,近十年来,随着我国汽车行业的飞速发展,用人单位对汽车类人才的需求十分旺盛。同时,对车辆工程专业人才培养的质量和类型提出了新要求,迫切要求改革和创新车辆工程人才培养模式,着重加强学生的工程素质和实践创新能力的培养。
1 车辆工程专业定位
车辆工程专业培养学生具备扎实的基础理论知识和汽车设计、制造、试验方面的专业知识,能够在汽车设计研究院、汽车制造企业、汽车行业管理部门(维修行业协会、保监会)、保险公司、交通管理部门和高等院校等从事汽车产品开发、技术研究、交通安全、教学和管理工作。本专业主要要求学生系统地学习和掌握机械设计与制造基础理论、计算机应用技术等基础知识。
近年来,我校车辆工程专业根据我国汽车工业未来发展趋势和新的人才培养需求,对如何培养符合社会需求的实践创新能力的人才进行了深入研究和探索。围绕学校的“十二五”发展规划,重新确立了车辆工程专业建设指导思想,明确了办学指导思想和定位,着重培养学生在汽车产品的数字化设计和汽车测试等方面有较强的研究和应用能力,并对理论课程教学体系、教学内容、教学方法及实验实践课程体系、学生综合素质培养体系等多方面进行了创新与实践。
2 车辆工程专业应用型人才培养体系
2.1 理论课程教学体系的建设
2.1.1 “三模块”理论课程教学体系
根据车辆工程应用型本科人才的能力结构和要求,首先确定车辆工程应用型人才培养的课程体系和教学内容,构建了“三模块”理论课程教学体系,即与车辆工程专业相关模块,包括通识教育模块、汽车专业基础课教学模块和专业课教学模块,确立了各模块课程的知识要求和教学内容。具体做法是将本专业划分为汽车产品的数字化设计和汽车测试方向,依据不同方向开设了不同的主干课程,制订了新的课程教学大纲,组建了模块化教学团队,进一步优化了课程结构和不同课程之间的纵深关系,确立了各课程的教学目标和要求,修订了新的教学计划和教学大纲。
2.1.2 建设汽车数字化课程群
数字化设计与制造是现代汽车工业的发展趋势。为了满足现代汽车工业对既懂汽车结构又懂三维数字化设计技术复合型人才的需求,我校自2009年始开展了车辆工程本科专业数字化课群的建设,将数字化技术的应用能力培养作为专业人才培养主要目标之一。
通过对专业需求企业和相关院校广泛调研与论证,提出符合自身特点的课程建设方案,修订了各门课程的教学大纲,着手选择或编写教材,大胆尝试与改革数字化课程的教学方法与手段,陆续开设CAD,CAE以及汽车仿真和汽车电子类课程,如汽车CAD/CAE技术、汽车结构有限元分析、Matlab及其应用、汽车车身设计基础、汽车测试技术及设备、汽车电子控制技术等。同时,在教学内容和方法上也在不断改革和尝试,使学生不只局限于工具的使用,强调授课过程中训练学生思维的启发式教学方法,尽可能结合汽车零部件产品设计的案例式教学方法。
2.1.3 搭建汽车数字化应用平台
围绕着汽车数字化设计和汽车测试两个专业发展方向,以培养工程应用型人才为目标,开展实验仪器、设备和软件建设,在原有实验条件的基础上成立了汽车数字化设计与应用中心。已建成拥有DELL和HP高性能工作站、40台高性能计算机,80套汽车电子多功能实验系统,汽车制造业普遍使用的汽车CAD(辅助设计类)软件—CATIA v5r20,UG NX 6.0和PTC Cero 1.0,汽车CAE(结构性能分析类)软件—ANSYS10.0,汽车动力学与性能仿真软件—ADAMS,RECURDYN,虚拟仪器和检测开发软件—NI测控系统,LabView,Matlab等各种先进、正版软件的汽车数字应用实验室。
2.2 多途径提高大学生数字化应用能力
依托汽车数字化设计建设平台,将提高大学生的数字化技术实践创新能力培养贯穿于整个大学阶段课程学习、专业课课程设计、毕业设计、课外创新实践训练计划中。
(1)推行“以学生为主体、以教师为主导”的教学思想,坚持理论教学与实践教学并重,注重汽车新技术、新结构和新材料的介绍,正确处理各课程内容的纵深关系,周期性开展教学研讨,总结课程教学经验、不断改进教学方法。
(2)推行“优秀本科生导师制”,聘请学术造诣深、责任心强、治学严谨的教师担任优秀本科生导师,导师应在充分了解优秀本科生的学习基础、特长、志趣等因素的基础上,制订出切合实际的培养方案和较强针对性的培养计划及具体安排。安排优秀本科生参加科研工作和各类学科竞赛。优秀本科生在培养期间应积极参与指导教师安排的科研课题或项目,在指导教师的指点下积极申报校级以上创业计划、创新项目,并撰写科研论文或申报成果奖,使学生数字化技术综合应用能力得到提高。
(3)建立课外实践创新汽车数字化应用平台,鼓励车辆工程专业大学生参与机械创新设计等各种大赛,在全国三维数字化创新设计大赛、机械创新等竞赛中取得了较好成绩,以赛促教、以赛促训、以赛促用、以赛促新,培养了学生自我学习、自我开发的能力以及创新意识,同时也提升了专业能力和技术水平,促进了就业。
2.3 实验实践课程体系的建设
2.3.1 打破课程壁垒,实现实验内容模块化
从车辆工程专业人才培养需求的实际出发,实验教学体系首先应打破课程的界限,以强化学生的创新能力和实验技能培养为主线,对专业课实验教学体系进行总体设计,统筹规划所有专业课程实验教学,构建与理论课教学既有机结合又相对独立的技能培养实验教学体系,形成了“专业教师指导实验、实验教师参与课程教学”的教学模式。由专业课教师参与指导汽车发动机和底盘构造、汽车拆装与驾驶实习、汽车CAD/CAE技术等实验课程,将理论与实验教学课程紧密联系,使学生对所学内容有更深层次的理解。
2.3.2 开放实验室,充分利用教学资源
充分利用实验室现有资源,完善实验教学条件,积极开展实验室开放工作,为学生学习服务,培养和巩固学生的专业兴趣,激发学生的学习兴趣,培养学生的实践能力和创新精神。实验室开放包括认知实验开放、实验项目开放、计算机应用开放、科技活动开放等。同时,积极支持和组织大量的学生课外实践活动,极大提高了学生专业学习积极性。
2.3.3 引入虚拟仿真技术,降低设备运行使用费用
虚拟仿真技术已在车辆工程学生的课程设计和毕业论文综合设计环节开始广泛使用,利用计算机多媒体技术和仿真技术进行实验仪器设备操作与控制模拟,使学生全面了解和熟悉实验仪器设备的使用原理,操作过程和维护保养。学生参与实验教学仪器设备的自主开发及应用,要求学生利用3D(如UG,CATIA等)工程软件,建立对象的三维数字化模型,然后利用相关虚拟仿真软件制作成面向对象的交互系统。开发和利用虚拟仿真实验系统是改革实验教学的一个新的发展力向,可缩短熟悉仪器设备的时间,规范学生的实验操作,提高仪器设备的使用完好率,降低实验损耗和实验成本。
3 学生综合素质培养体系
(1)分析调查学生综合素质培养要求,将学生表达能力、团队合作能力和交流能力等素质培养要求落实到模块化和实践教学体系的环节中。在课程的教学方式方法、实验、课程设计、毕业综合设计等实践教学过程中,强化学生的团队合作意识,培养综合素质。
(2)强化学生科技竞赛、课外科技活动,提高学生的创业创新能力。在每年的机械设计竞赛、数学建模大赛、三维数字化建模竞赛等各类竞赛和科技活动中,组织专业学生积极参与,由专业教师进行指导。几年来,本校大学生广泛地参与科技创新活动,已有多名学生获得省级或国家级奖项,极大地锻炼了学生的动手能力,提高了学习兴趣,创造了良好的科技创新氛围,提高了科技创新意识。
(3)通过汽车维修等级工(国家劳动和社会保障部职业技能鉴定中心授权)和三维CAD应用工程师(国家制造业信息化培训中心授权)专业技能的认证,给本校学生提供了参加各项应用技能认证培训的机会,大大提高了学生的就业技能。
4 专业课教学模式和方法的改革
车辆技术发展日新月异,各种新理论、新技术、新方法不断涌现,教学内容和教学学时之间的矛盾日益突出。因此,改革教学模式和方法势在必行。
4.1 制定合理的教学计划
通过多年的教学实践经验和广泛调研,制定了合理的课程教学计划,将专业基础课教学计划提前,保证每个学期都有1~2门专业相关课程,使各门课程有一定的传承性和互补性。汽车的各门专业课之间有着密切的联系,特别是汽车构造、汽车理论、汽车设计这3门专业核心课程联系更紧密。多门课程各有特点,串联讲解的授课模式使学生将知识融会贯通,更深入理解汽车的结构、原理和设计。
构建了理论与实践一体化的教学模式。为保证理论和实践的紧密结合,主干课程的实验和课程安排在同一学期进行,或将实践内容和理论教学放在同一课程内,有助于加深学生对课程的理解,也有利于提高学生的动手能力和工程素养。
4.2 数字化设计方法和理论与实践教学相结合的模式
汽车产品的整个生命周期(PLM)都离不开各种数字化设计工具和软件的引入。具体表现为:在产品设计开发阶段,采用CATIA,UG NX等三维数字化造型设计软件;在产品性能测试分析阶段,采用ADAMS,ANSYS等工程软件;在实际产品的检测阶段,引入NI测控系统等。在理论和实践授课中引入这些工具,有利于促进学生对先进设计方法的学习,如在汽车构造授课中展示CATIA,UG NX等工具建立的三维汽车零部件构造模型;在汽车理论关于操纵稳定性、平顺性的分析研究中引入ADAMS动力学对比分析;在汽车设计课程设计和毕业设计中要求使用CATIA,ADAMS,ANSYS等实现汽车产品的CAD/CAE设计要求,使学生快速掌握这些先进数字化设计方法,提高实践创新能力。
5 结束语
汽车工业的快速发展既给车辆工程专业建设和人才培养带来了机遇,也带来了挑战。结合本校情况,对车辆工程应用型本科专业建设和专业课授课模式进行了改革,以国家汽车产业对高级工程技术人才需求和学生就业为导向,在车辆专业的人才培养模式、课程体系、理论与实践教学、学生综合素质培养体系等方面进一步探索与实践,大力加强专业学生的实践创新能力的培养。结合本专业实际情况,发挥优势和特色,培养出适应市场需求,具有实践创新能力的高素质车辆工程高级应用型人才。
参考文献
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