摘?要:當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局,新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革方興未艾,汽車(chē)產(chǎn)品從其誕生至今,對(duì)人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展和人類(lèi)文明的進(jìn)步發(fā)揮了巨大的作用,也經(jīng)歷了無(wú)數(shù)次變革的洗禮,汽車(chē)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)見(jiàn)證并忠實(shí)記錄了期間的技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新全過(guò)程,并正在引領(lǐng)著汽車(chē)行業(yè)向更高的目標(biāo)邁進(jìn)?!捌?chē)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)”作為高校車(chē)輛工程、交通運(yùn)輸及汽車(chē)服務(wù)工程等專(zhuān)業(yè)的限選課,在高校新工科建設(shè)的背景下,無(wú)論是在相關(guān)教學(xué)內(nèi)容或是教學(xué)模式方面都存在較大的改進(jìn)空間。本文結(jié)合高校汽車(chē)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)課程教學(xué)的特點(diǎn),闡述了課程改革的必要性,同時(shí)對(duì)課程教學(xué)模式分享了個(gè)人的思考及建議。
關(guān)鍵詞:汽車(chē);技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī);課程教學(xué)
一、課程改革的背景及必要性
改革開(kāi)放以來(lái),中國(guó)汽車(chē)工業(yè)經(jīng)歷了快速的發(fā)展階段,從汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量看,1978年僅14.9萬(wàn)輛,2009年突破1000萬(wàn)輛,2018年突破2800萬(wàn)輛,占全球市場(chǎng)30.3%,成為當(dāng)之無(wú)愧的汽車(chē)消費(fèi)大國(guó)。
與此同時(shí),中國(guó)政府支持出臺(tái)了大氣污染防治法、產(chǎn)品質(zhì)量法、消費(fèi)者權(quán)益保護(hù)法、對(duì)外貿(mào)易法、保險(xiǎn)法、道路交通安全法、汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策等一系列與汽車(chē)相關(guān)的法律法規(guī)、政策和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),并監(jiān)督執(zhí)行到位,確保汽車(chē)產(chǎn)業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展。
以環(huán)保節(jié)能方面為例,從1999年北京開(kāi)始實(shí)施國(guó)一汽車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn),到2020年7月1日起全國(guó)開(kāi)始實(shí)施國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn),從排放限值看,國(guó)六a階段限值略嚴(yán)于歐洲第六階段排放標(biāo)準(zhǔn)限值水平,比美國(guó)Tier3限值略寬松。而2023年7月1日起實(shí)施的國(guó)六b階段限值基本相當(dāng)于美國(guó)Tier3排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的2020年車(chē)的平均限值,如果考慮到測(cè)試程序的差異等因素,可以說(shuō)國(guó)六標(biāo)準(zhǔn)是目前世界上最嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)之一。汽車(chē)燃油消耗量方面,從限制單個(gè)車(chē)型的型式認(rèn)證油耗,到引入企業(yè)平均燃料消耗量目標(biāo)值,2021年1月1日起實(shí)施的我國(guó)乘用車(chē)第5階段燃料消耗量標(biāo)準(zhǔn)GB279992019,是貫徹落實(shí)《汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》的重要舉措,旨在推動(dòng)我國(guó)汽車(chē)先進(jìn)節(jié)能技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用,使我國(guó)乘用車(chē)平均燃料消耗量在2025年下降至4L/100km(NEDC工況),對(duì)應(yīng)二氧化碳排放約為95g/km(NEDC工況),該標(biāo)準(zhǔn)為“雙積分”管理辦法的實(shí)施提供了有效的技術(shù)支持,也是企業(yè)進(jìn)行戰(zhàn)略布局、產(chǎn)品規(guī)劃、技術(shù)研發(fā)的行動(dòng)指南。相關(guān)法規(guī)的實(shí)施,大幅減少了汽車(chē)能源消耗和有害氣體排放,充分體現(xiàn)了大國(guó)擔(dān)當(dāng)。
隨著美國(guó)、日本、德國(guó)、法國(guó)、挪威、荷蘭等國(guó)家相繼出臺(tái)燃油車(chē)禁售時(shí)間表,新能源汽車(chē)發(fā)展機(jī)遇日益明顯。中國(guó)政府從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)、推廣應(yīng)用、資源回收利用五個(gè)方面進(jìn)行全產(chǎn)業(yè)鏈統(tǒng)籌;在產(chǎn)業(yè)布局、產(chǎn)業(yè)清理規(guī)范、投資項(xiàng)目門(mén)檻三個(gè)方面進(jìn)行科學(xué)謀劃;在安全法規(guī)、安全責(zé)任、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、技術(shù)支撐和運(yùn)行監(jiān)控五大體系進(jìn)行管理創(chuàng)新,在新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、科技創(chuàng)新、財(cái)稅等方面建立了全方位的政策支持體系。
近年來(lái),智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)逐漸成為全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略方向和投資熱點(diǎn)。它是指搭載先進(jìn)的傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置,并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實(shí)現(xiàn)車(chē)與X(車(chē)、路、行人、云端等)(V2X)智能信息交換、共享,具備復(fù)雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能,可實(shí)現(xiàn)車(chē)輛安全、高效、舒適、節(jié)能地行駛,并最終可實(shí)現(xiàn)替代人類(lèi)操作的新一代汽車(chē)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的可靠商業(yè)運(yùn)用,可顯著改善交通安全、減輕交通擁堵、提高交通效率,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,并拉動(dòng)汽車(chē)、電子、通信、服務(wù)以及社會(huì)管理等協(xié)同發(fā)展,對(duì)促進(jìn)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重大戰(zhàn)略意義。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)體系包括“基礎(chǔ)”“通用規(guī)范”“產(chǎn)品與技術(shù)應(yīng)用”以及“相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)”四個(gè)部分,同時(shí)根據(jù)各具體標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)容范圍、技術(shù)等級(jí)上的共性和區(qū)別,進(jìn)一步細(xì)分為14個(gè)如下圖所示的子類(lèi)。
智能汽車(chē)安全性劃分為功能安全、預(yù)期功能安全(SOTIF,Safety?of?The?Intended?Functionality)、信息安全三大領(lǐng)域和智能汽車(chē)安全性開(kāi)發(fā)流程研究、功能安全性研究、預(yù)期功能安全與安全責(zé)任研究、智能汽車(chē)信息安全性研究、駕駛智能化產(chǎn)品可靠性研究、智能汽車(chē)安全性測(cè)試與驗(yàn)證研究六大方面。其中,功能安全問(wèn)題主要指電子電器失效造成的危害,預(yù)期功能安全問(wèn)題則指的是在系統(tǒng)不失效的情況下,由功能不足或可合理預(yù)見(jiàn)的人員誤用所導(dǎo)致的危害。預(yù)期功能安全是自動(dòng)駕駛汽車(chē)研發(fā)與商業(yè)化的最大課題。
智能車(chē)輛上應(yīng)用了大量的電氣電子安全相關(guān)系統(tǒng)監(jiān)視控制過(guò)程,在危險(xiǎn)條件出現(xiàn)時(shí)采取相應(yīng)措施,防止事故發(fā)生。人們下意識(shí)認(rèn)為安裝了電氣電子安全相關(guān)系統(tǒng)就是安全的。但是,由于電氣電子安全相關(guān)系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)、硬件、軟件、周?chē)h(huán)境等因素影響,它們不可避免地存在安全問(wèn)題。因此,為真正保障工業(yè)系統(tǒng)的安全可靠,不僅需要確定所設(shè)計(jì)的電氣電子安全相關(guān)系統(tǒng)是否已安裝和具有正確的安全功能,還必須確定其執(zhí)行安全功能的可靠程度,即電氣電子安全相關(guān)系統(tǒng)的安全性能或安全完整性等級(jí)(Safety?Integrity?Level,SIL)是否滿足要求。
歐美各國(guó)從20世紀(jì)70年代已開(kāi)始嘗試用系統(tǒng)工程、可靠性等理論方法來(lái)研究解決電氣電子安全設(shè)備和系統(tǒng)的可靠性問(wèn)題。2000年,國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)頒布了功能安全的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)(IEC?61508),并針對(duì)核工業(yè)、機(jī)械制造業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域發(fā)布了系列標(biāo)準(zhǔn),其中道路車(chē)輛相應(yīng)的功能安全標(biāo)準(zhǔn)為ISO?26262,其主要定位在汽車(chē)行業(yè)中特定的電氣器件、電子設(shè)備、可編程電子器件等專(zhuān)門(mén)用于汽車(chē)領(lǐng)域與安全相關(guān)的部件。ISO26262已于2011年11月正式頒布,成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),中國(guó)正在積極進(jìn)行相應(yīng)國(guó)標(biāo)的轉(zhuǎn)化與制定工作。
目前,ISO?26262的應(yīng)用方向包括安全氣囊(Airbag)、發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)(EMS)、電池管理系統(tǒng)(BMS)、電子控制單元(ECU)、汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)、整車(chē)控制系統(tǒng)硬件及軟件(EV&HEV)、制動(dòng)輔助系統(tǒng)(BAS)胎壓監(jiān)控系統(tǒng)(TPMS)、電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(ESP)、電子剎車(chē)力分配系統(tǒng)(EBD)、自適應(yīng)照明系統(tǒng)(AFS)、自動(dòng)緊急剎車(chē)系統(tǒng)(AEBS)等。而根據(jù)國(guó)內(nèi)商用車(chē)主動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn)法規(guī),ESP、AEB、LKA等主動(dòng)安全功能已列為或即將成為部分商用車(chē)的必備配置,詳見(jiàn)下表。
綜上所述,縱觀汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì),從技術(shù)層面看,汽車(chē)正由人工操控的機(jī)械產(chǎn)品逐步向電子信息系統(tǒng)控制的智能產(chǎn)品轉(zhuǎn)變;從產(chǎn)業(yè)層面看,汽車(chē)與相關(guān)產(chǎn)業(yè)全面融合,呈現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化、平臺(tái)化發(fā)展特征;從應(yīng)用層面看,汽車(chē)將由單純的交通運(yùn)輸工具逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芤苿?dòng)空間和應(yīng)用終端,成為新興業(yè)態(tài)重要載體。
2017年2月,教育部從貫徹國(guó)家推動(dòng)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展、實(shí)施“一帶一路”“中國(guó)制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”等重大戰(zhàn)略,促進(jìn)以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)為代表的新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的根本目的出發(fā),決定加快工程教育改革創(chuàng)新,開(kāi)展新工科研究和實(shí)踐。
“汽車(chē)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)”作為高校車(chē)輛工程、交通運(yùn)輸及汽車(chē)服務(wù)工程等專(zhuān)業(yè)的限選課,該課程主要研討與汽車(chē)產(chǎn)業(yè)投資、生產(chǎn)、消費(fèi)、流通、報(bào)廢回收等產(chǎn)品全壽命過(guò)程相關(guān)的法律、政策、技術(shù)法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn),要求學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)本課程,對(duì)我國(guó)汽車(chē)相關(guān)的技術(shù)法規(guī)和法律體系有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí),并能較好地運(yùn)用于汽車(chē)設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、貿(mào)易、營(yíng)銷(xiāo)等行業(yè)服務(wù)中。文章通過(guò)對(duì)該課程教學(xué)體驗(yàn)的總結(jié)和分析,認(rèn)為現(xiàn)有的課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式已不能適應(yīng)新工科背景下創(chuàng)新工程教育的要求。
二、課程改革思路及教學(xué)實(shí)踐體會(huì)
在新工科和一流專(zhuān)業(yè)建設(shè)背景下,現(xiàn)有課程教學(xué)主要存在以下問(wèn)題:需更新課程教學(xué)內(nèi)容;需改革教學(xué)模式;需改革課程學(xué)習(xí)和考核方式。以下結(jié)合2020年春季學(xué)期授課經(jīng)歷總結(jié)一些具體做法與體會(huì),該課程當(dāng)時(shí)采用網(wǎng)上授課方式進(jìn)行,但一些做法也可推廣應(yīng)用于線下教學(xué)。
從課程定位和課程主要內(nèi)容可知,本課程所涉及的知識(shí)面較廣,知識(shí)點(diǎn)相對(duì)分散。授課內(nèi)容涵蓋汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關(guān)的重點(diǎn)法律法規(guī)解讀;汽車(chē)貿(mào)易政策、金融政策、消費(fèi)政策剖析、發(fā)展新能源汽車(chē)的政策導(dǎo)向;汽車(chē)技術(shù)法規(guī)體系分析及基本內(nèi)容詮釋;汽車(chē)消費(fèi)的法律對(duì)策及消費(fèi)者合法權(quán)益保護(hù);汽車(chē)出口貿(mào)易與跨國(guó)經(jīng)營(yíng)的法律問(wèn)題、WTO法律規(guī)則與貿(mào)易爭(zhēng)端解決機(jī)制;知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)與糾紛解決辦法等。同時(shí),出于人、車(chē)、環(huán)境和諧發(fā)展的需要,汽車(chē)技術(shù)法規(guī)的時(shí)效性日益增強(qiáng),而現(xiàn)有教材的部分內(nèi)容更新速度相對(duì)滯后,要求授課教師除了具備綜合性的知識(shí)結(jié)構(gòu)和專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)之外,還必須實(shí)時(shí)關(guān)注行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài),以保持課件常備常新,課前資料準(zhǔn)備工作量大。
針對(duì)課程涉及面廣、綜合性強(qiáng)的特點(diǎn),備課時(shí)采用思維導(dǎo)圖方式對(duì)課程總體內(nèi)容進(jìn)行關(guān)聯(lián)性梳理,力求在授課前期使學(xué)生能清晰了解課程主要內(nèi)容及其關(guān)聯(lián)性。在重點(diǎn)法律法規(guī)解讀時(shí),采用以時(shí)間為主軸的魚(yú)骨圖方式,列出相關(guān)法規(guī)的關(guān)聯(lián)變更沿革關(guān)系。對(duì)于時(shí)效性較強(qiáng)而教材相關(guān)內(nèi)容更新相對(duì)滯后的技術(shù)法規(guī)(如汽車(chē)安全、環(huán)保、節(jié)能相關(guān)內(nèi)容),通過(guò)全國(guó)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)和國(guó)家相關(guān)主管部委官網(wǎng)等資源進(jìn)行信息查詢(xún)更新,力求授課內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn),并具有一定的學(xué)術(shù)前瞻性。
該課程目前一般采用跨專(zhuān)業(yè)大班上課方式,班級(jí)人數(shù)100人左右。同時(shí)上課的學(xué)生數(shù)量較多,并且跨專(zhuān)業(yè),已有知識(shí)背景差異較大,給課堂管理上帶來(lái)一定壓力。另外,課時(shí)相對(duì)較少,由于是專(zhuān)業(yè)限選課,一般為16學(xué)時(shí),教學(xué)組織方面有一定挑戰(zhàn)性。
在課堂管理方面,利用雨課堂掃碼登錄、隨機(jī)點(diǎn)名功能,解決人工點(diǎn)名耗時(shí)長(zhǎng)及極少數(shù)學(xué)生冒名頂替代掃碼的問(wèn)題。
考慮到課程受眾的差異性,在開(kāi)課前期,通過(guò)在課件中嵌入問(wèn)卷等多種方式,了解學(xué)生對(duì)課程有關(guān)知識(shí)的了解范圍和程度、學(xué)習(xí)興趣和思維特點(diǎn)等,以便及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法。
針對(duì)課時(shí)相對(duì)較少,而課程知識(shí)點(diǎn)較多且較為分散的特點(diǎn),將課前準(zhǔn)備的微課、慕課資源及公共媒體相關(guān)案例、可自學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)等制作成預(yù)習(xí)課件,通過(guò)雨課堂發(fā)送到學(xué)生手機(jī)端,根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)反饋,在課堂教學(xué)過(guò)程中對(duì)共性問(wèn)題進(jìn)行有針對(duì)性的講解。
在具體的教學(xué)過(guò)程中,應(yīng)避免一言堂和滿堂灌,可在課件中預(yù)設(shè)單選、多選、投票及主觀題等,通過(guò)雨課堂隨機(jī)點(diǎn)名方式抽問(wèn)學(xué)生,能起到活躍課堂氣氛和及時(shí)測(cè)試授課效果的作用。對(duì)較為抽象的概念問(wèn)題,盡可能結(jié)合實(shí)例進(jìn)行講解。
另外,考慮到班級(jí)人數(shù)較多,主觀題可采用雨課堂中的分組答題方式,答題結(jié)束后,可將答題統(tǒng)計(jì)情況投屏,并對(duì)共性問(wèn)題進(jìn)行講解,期間學(xué)生可通過(guò)彈幕等方式參與互動(dòng),教師也可發(fā)起小組互評(píng),進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與積極性。
在課程考核與評(píng)價(jià)方面,該課程考核通常采用考查方式,綜合評(píng)分結(jié)果中終結(jié)性考核占60%,過(guò)程考核占40%。由于過(guò)程考核所占比重較大,需考慮采取措施,使過(guò)程考核做到可量化、可比對(duì),以保證評(píng)價(jià)的客觀性和公平性。
期末考核可以采用集中綜合測(cè)試或采用大作業(yè)方式進(jìn)行。如采用大作業(yè)方式,可結(jié)合學(xué)生專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)或簡(jiǎn)單依據(jù)學(xué)號(hào)尾數(shù)將學(xué)生分成若干小組,完成不同主題的大作業(yè)。以往此類(lèi)課程的綜合成績(jī)是以期末成績(jī)、平時(shí)成績(jī)各按一定權(quán)重簡(jiǎn)單計(jì)算得到,較難全面而準(zhǔn)確地體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度及課堂參與程度,現(xiàn)在有了雨課堂、學(xué)習(xí)通等智慧教學(xué)工具,教師可以利用其教學(xué)過(guò)程數(shù)據(jù)記錄功能,十分方便地掌握學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課堂參與程度、課中測(cè)試成績(jī)、課后作業(yè)完成情況等一手?jǐn)?shù)據(jù),課程評(píng)價(jià)的客觀性和工作效率大為提高。
結(jié)語(yǔ)
汽車(chē)工業(yè)目前已成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),隨著和諧社會(huì)可持續(xù)發(fā)展理念逐漸深入人心,汽車(chē)產(chǎn)品逐漸向更加安全、環(huán)保、節(jié)能以及網(wǎng)聯(lián)化、智能化方向發(fā)展,汽車(chē)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)在協(xié)調(diào)和解決發(fā)展期間出現(xiàn)的法律及技術(shù)層面問(wèn)題中正發(fā)揮著不可或缺的作用,相關(guān)研究對(duì)工科高校汽車(chē)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的課程改革、學(xué)科能力建設(shè)等方面也有積極的引導(dǎo)作用,有關(guān)領(lǐng)域?qū)θ瞬判枨笠泊嬖谳^大缺口,高校應(yīng)以新工科建設(shè)為契機(jī),結(jié)合學(xué)校定位,調(diào)整和完善相應(yīng)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案及相關(guān)學(xué)科能力建設(shè)計(jì)劃。在課程資源開(kāi)發(fā)上,充分發(fā)揮專(zhuān)業(yè)教研團(tuán)隊(duì)的集體智慧,同時(shí)加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作,合理利用外部資源。在具體教學(xué)上,充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”與相關(guān)智慧教學(xué)平臺(tái)融合優(yōu)勢(shì),不斷改革與創(chuàng)新教學(xué)模式,向建設(shè)一流學(xué)科目標(biāo)堅(jiān)實(shí)邁進(jìn)。
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[5]GB?279992019,《乘用車(chē)燃料消耗量評(píng)價(jià)方法及指標(biāo)》.
基金項(xiàng)目:2012年廣西壯族自治區(qū)教育廳廣西高等學(xué)?!疤厣珜?zhuān)業(yè)及課程一體化項(xiàng)目”(項(xiàng)目編號(hào):GXTSZY234)
作者簡(jiǎn)介:周偉(1966—?),男,漢族,廣東開(kāi)平人,本科,教授級(jí)高級(jí)工程師,主要從事汽車(chē)工程相關(guān)課程教學(xué)研究。