摘" 要：新工科建設背景下，高校提出創(chuàng)新型、應用型人才培養(yǎng)的新要求，為適應新時代的人才需求，對汽車理論課程進行教學改革研究。基于新型才人培養(yǎng)要求，對教學目標進行改革；根據(jù)“學習金字塔理論”發(fā)現(xiàn)教學效果不理想的癥結，并進行教學方法、教學方式與評價體系改革。改革實踐結果表明，學生知識應用能力培養(yǎng)效果改善明顯。汽車理論課程改革較為成功，教學效果滿足新工科創(chuàng)新型、應用型人才培養(yǎng)的要求，為高校傳統(tǒng)課程教學改革創(chuàng)新提供一定的指導意義。

關鍵詞：新工科；新型人才；汽車理論；教學改革；學習金字塔理論

中圖分類號：G642" " " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2096-000X（2023）13-0142-04

Abstract： Under the background of new engineering construction， colleges and universities put forward new requirements for training innovative and application-oriented talents. In order to meet the needs of talents in the new era， the teaching reform of Automobile Theory course is studied. Based 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， teaching method and evaluation system are reformed. The result of reform practice shows that the cultivation effect of students' knowledge application ability is improved obviously. The reform of Automobile Theory course is relatively successful， and the teaching effect meets the requirements of cultivating innovative and applied talents of new engineering， and to provide certain guiding significance for the teaching reform and innovation of traditional courses in colleges and universities.

Keywords： the new engineering; new talents; Automobile Theory; teaching reform; learning pyramid theory

當下，人類正邁向工業(yè)革命4.0時代，新型人才的需求結構發(fā)生很大的轉變。2017年以來，教育部積極推進新工科建設，高校人才培養(yǎng)的目標發(fā)生了轉變，提出創(chuàng)新型、應用型人才培養(yǎng)的新要求，以適應新時代的需要。新工科簡單來講既要對高校的傳統(tǒng)工科教育進行改造升級服務，又要為社會中已經(jīng)運行的新興產(chǎn)業(yè)服務，以實現(xiàn)更新的理念、更好的模式和更高的教育質量。人才知識體系需要重構，人才的培養(yǎng)質量面臨重塑，教學方式需要創(chuàng)新，傳統(tǒng)教學模式已無法與新工科教育的目標新要求同頻，改革迫在眉睫，網(wǎng)絡信息技術與教育教學的融合有望成為支撐新型人才的培養(yǎng)范式。本文以汽車理論課程為研究對象，基于“學習金字塔理論”進行課程教學的改革與實踐，以適應新時代人才的培養(yǎng)需求。

一" 課程特色與現(xiàn)狀

汽車理論課程作為長安大學車輛工程專業(yè)理論性和實踐性突出的專業(yè)核心基礎課程，伴隨著車輛工程專業(yè)的創(chuàng)辦（1980年）而開設，經(jīng)過一代一代的傳承，在課程定位、培養(yǎng)目標和教學內(nèi)容等方面持續(xù)建設和更新。使用的教材是比較經(jīng)典的清華大學余志生主編的《汽車理論》，從1980年的《汽車理論》第1版到如今的《汽車理論》第6版。經(jīng)過多年的積淀，依托車輛工程國家級教學團隊和車輛工程國家級特色專業(yè)，形成了學歷和職稱層次高、人員隊伍配置合理、教學經(jīng)驗豐富、科研實力雄厚和整體優(yōu)勢突出的汽車理論課程教學團隊，且課程在2019年被評為陜西省一流課程。為了加深學生對汽車理論課程的學習效果，本課程高度重視實踐教學環(huán)節(jié)，從課程開設伊始的2個學時發(fā)展到目前的1周（約32個學時），鍛煉了學生的實踐動手能力，培養(yǎng)了學生的團隊合作精神。

汽車理論課程以汽車運動學為基礎，以力學分析為方法，結合實驗指導，對汽車動力性、經(jīng)濟性、制動性、操穩(wěn)性與平順性進行研究，探究汽車主要使用性能與結構參數(shù)之間的內(nèi)在聯(lián)系。課程內(nèi)容涉及數(shù)學、力學、機械、電子及控制等多門學科，課程理論性與實踐應用性較強。同時，課程內(nèi)容中有些概念比較抽象，公式繁多且推導復雜，邏輯分析所占比例大，有些知識點還需要建立數(shù)學模型，學生學習起來比較吃力，認知晦澀，枯燥難懂，學習時存在畏懼情緒。

課程團隊在教學中也曾進行了一些教學探索和實踐，如優(yōu)化課程體系與課程內(nèi)容、加強實踐教學、建設練習題庫及建立資源精品共享課等，但教學效果改善不是很理想，沒有解決教學問題的關鍵之處。以2018—2019學年第2學期2016級車輛工程1班汽車理論課程期末考試成績?yōu)槔患案袢藬?shù)高達12人，優(yōu)良人數(shù)僅為4人，成績不及格率相對較高，學生對基礎性、概念性知識掌握情況薄弱，更別提對應用型能力的培養(yǎng)。

二" 教學改革

（一）" 教學目標改革

為適應新工科建設所提出的創(chuàng)新型、應用型人才培養(yǎng)的新要求，首先對課程教學目標進行改革。以學生發(fā)展為根本，以學習產(chǎn)出為導向，提升培養(yǎng)質量，對教學目標進行改革。

1）知識目標：掌握汽車基本性能與評價方法，揭示汽車結構與性能之間的關系，學會汽車性能的評價方法，以及汽車結構對汽車性能的影響分析。

2）能力目標：掌握用數(shù)學方法描述車輛三維運動規(guī)律問題，采用多種現(xiàn)代化工具，建立數(shù)學模型并求解，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力；通過汽車道路性能實驗等實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生團隊合作精神、實踐能力、創(chuàng)新意識和探索精神。

3）素質目標：掌握汽車的新技術、新標準和新理論，培養(yǎng)學生國際視野、批判性思維、自主學習和終身學習能力；將思政融入課堂，培養(yǎng)學生的社會責任感與家國情懷。

（二）" 學習金字塔理論

汽車理論課程改革的理論支撐是“學習金字塔理論”，該理論是一種現(xiàn)代學習理論?！皩W習金字塔”最早由美國學者、著名學習專家埃德加·戴爾于1946年提出的。后經(jīng)美國緬因州國家訓練實驗室研究，提出“學習金字塔理論”，用數(shù)字形式形象展示了不同的學習方式，學習平均保持率的差異，即學習者在2周以后還能記住多少內(nèi)容。

圖1為美國緬因州國家訓練實驗室學習金字塔理論圖。分析學習金字塔理論發(fā)現(xiàn)，不同的學習方法將導致不同的學習效果。傳統(tǒng)教學屬于被動教學，學生聽老師講，平均學習保持率最低，只有5%；即使課堂中融入視頻、圖片、案例、實物及實驗等工具，平均學習保持率也只達到20%～30%，學習效果提高并不理想。

本課程團隊在教學中曾經(jīng)進行了一些教學探索和實踐，而教學效果提升不明顯。教學效果改善的關鍵在于學習方式的轉變，即從被動學習向主動學習方式轉變，調動學生學習的積極性與主動性，讓學生參與到學習中、親身體驗，讓學生探究學習、學會學習，掌握學習的方法。教師在教學過程中扮演的是一個知識引導者和旁觀者，引導學生在學習過程中發(fā)現(xiàn)問題，并幫助學生解決問題。

（三）" 教學方法改革

由“學習金字塔理論”可知，要從本質上改善學習效果，就要改變學生的學習方式，使學生具有主動學習精神，教師在教學過程中充當引導者、督促者及幫助者。因此教師 “滿堂灌”的傳統(tǒng)教學方法無法實現(xiàn)“學習金字塔理論”的主動學習方式，教學方法變革勢在必行。圍繞知識目標、能力目標和素質目標三大課程目標，采用多元化教學策略，將不同的教學方法有機地結合起來，相互配合來完成教學任務。

針對知識目標的達成，課堂中采用啟發(fā)式和互動式教學方法，通過課堂提問，激發(fā)學生的學習興趣、積極性和主動性，并且教師和學生之間相互平等交流探討，增強學生的參與度。

以已建設的汽車理論陜西省省級精品資源共享課（http：//qcll.chd.edu.cn/kcms/jxxg.htm）為依托，靈活運用可視化、網(wǎng)絡化輔助教學方法，提升學生對知識點的理解。針對能力目標的達成，課前采用自主學習教學方法，提供學生自主學習支架，培養(yǎng)學生獨立思考和分析問題的能力。對于課程中的重點難點內(nèi)容，加入案例分析及課堂小組討論環(huán)節(jié)，將枯燥的理論和工程實際相結合，通過情境式教學方法分析案例，結合小組協(xié)作教學方法，按照學生實際學習情況進行差異化分組課堂討論，培養(yǎng)學生團隊合作能力、解決問題的能力及探究精神。針對素質目標的達成，在案例分析總結歸納的基礎上，通過發(fā)散式教學方法，引入新技術、新理論拓寬學生的國際化視野，與此同時將思政內(nèi)容巧妙地穿插進課堂，加強對學生愛國主義素質教育的培養(yǎng)，培養(yǎng)學生具有濃厚的家國情懷、強烈的社會責任感與使命感。

（四）" 教學方式改革

傳統(tǒng)課堂課時有限，汽車理論知識點多且繁，如果在傳統(tǒng)教學課堂上實施新的教學方法，課程可能無法按時結束，教學效果也不能充分發(fā)揮，即傳統(tǒng)的教學方式與新的多元化教學方法不配套，教學方式必須要進行改革。

線上線下混合式教學是一種基于互聯(lián)網(wǎng)信息技術，將課堂線下教學與互聯(lián)網(wǎng)的線上教學平臺融合，進行傳統(tǒng)教學模式與線上教學模式的優(yōu)勢互補，進而進行教學活動、教學管理與考核評估的教學方法。線上線下教學實施方案如圖2所示。

通過線上課堂，采用自主學習教學方法、可視化與網(wǎng)絡化輔助教學方法，提前布置學習任務，發(fā)布課前預習要點、課前思考題與課程線上資源，使學生獨立思考和分析問題的能力得到鍛煉，此環(huán)節(jié)不受空間、時間限制，對于概念性的、易理解的知識點，學生自學完成。在線下課堂中，融入多元化教學方法，包括啟發(fā)式、互動式、情境式、小組協(xié)作式和發(fā)散式教學方法，教師對本節(jié)課知識點歸納總結，重點、難點內(nèi)容通過案例引入及設計引導問題等方式進行課堂學習推動，學生通過小組討論、回答問題及講授給他人，對所學的知識點進行檢驗與鞏固，激發(fā)學生學習的興趣、積極性和主動性，使學生的團隊合作能力、創(chuàng)新能力及思辨能力得到培養(yǎng)。通過拓展訓練（即差異化教學）提高學生的發(fā)散思維，達到知識實際應用水平，教師在拓展環(huán)節(jié)引入前沿新技術、新理論，并融入思政內(nèi)容，加強對學生愛國主義素質教育的培養(yǎng)，培養(yǎng)學生的家國情懷、社會責任感與使命感。

線上線下教學過程中強調“以學生為主體”，關注學生知識進步、能力發(fā)展及情感表達，充分發(fā)揮學生的主體性，把學習的主動權交給學生。教師在課堂中扮演的是課堂的輔導者、幫助者、咨詢者、答疑者和課堂秩序的維護者的角色。教師在課堂前，即線上，提倡鼓勵學生基于資料、網(wǎng)絡視頻和課件進行自主、探究學習；課堂中通過問題互動、小組討論及講授給他人等方式，使學習由“被動接受”向“主動探索”發(fā)展，將知識轉化為能力，使學習效果得到提升。

（五）" 評價體系改革

評價體系對教學實施起指導性作用，教學離不開評價，教師在教學中通過不斷地評價，才能分析學情、診斷學生課程目標的達成程度，才能有的放矢地優(yōu)化教學，促進學生更好的發(fā)展。汽車理論課程傳統(tǒng)的教學評價體系以評價學生為主，學生成績由卷面成績與平時成績兩部分組成，其中卷面成績占70%～80%，平時成績占20%～30%。這種評價方式單一、容易實施，但會導致學生為了考試去學習，為了卷面成績而考前突擊復習，這種平時不努力，臨渴掘井的學習，往往考完試就忘記了，即使考得了高成績，知識的理解與應用也不理想。因此，需要新的評價體系，才能夠準確、有效地評價學生的多元發(fā)展。

新的評價體系由評價學生的“學”和評價教師的“教”2條核心主線主導，對課程形成閉環(huán)評價體系，根據(jù)教學效果，調整教學過程環(huán)節(jié)，不斷優(yōu)化教學效果，使學習質量達到更優(yōu)。

由圖3可知，依據(jù)改革的教學方法與教學方式，評價體系改革通過學生綜合成績、學生與督教對教學過程的評價及課程畢業(yè)要求目標達成度四個方面對課程教學效果進行綜合評價，根據(jù)評價結果，反饋修正，不斷改進、持續(xù)跟進優(yōu)化教學過程，形成閉環(huán)課程評價體系。

對學生學習效果評價，以激發(fā)學生自主學習為目的，考查學生的能力與應用，從多元化、多角度綜合開展。評價改革主要由平時成績、課堂表現(xiàn)和期末成績?nèi)蟛糠纸M成，具體見表1。新的評價方法可對學生學習過程進行綜合評估，可充分反映學生的學習過程，以及學生知識綜合掌握與應用情況。

對教師的教學評價，主要目的是發(fā)現(xiàn)教學實施過程中存在的問題與不足，及時修正，改善教學效果。通過督導聽課與針對學生的課程問卷調查，反饋教學意見，對教學過程不斷優(yōu)化，提升教學水平。

三" 改革實踐結果分析

對2017級車輛工程專業(yè)1班2019—2020學年第2學期進行汽車理論課程改革實踐，期末考試成績與2016級車輛工程專業(yè)1班2018—2019學年第2學期傳統(tǒng)教學方式汽車理論學生成績進行對比，具體見表2。由表2可知，考慮到班級人數(shù)基數(shù)的差別，2個班級成績差別主要在2個分數(shù)段：0～59分數(shù)段內(nèi)，課程改革后的人數(shù)為0，不及格率降為0，課程改革對此分數(shù)段內(nèi)學生影響較大，說明通過課程改革后，學生對基礎知識的理解與掌握情況理想；80～89分數(shù)段內(nèi)，課程改革后的人數(shù)為12，良好率提高到42.86%，此分數(shù)段內(nèi)說明學生獲得應用型題分數(shù)的情況改善，學生將知識轉化為能力，應用型能力培養(yǎng)效果明顯。通過以上分析說明汽車理論課程改革是成功的，新工科人才培養(yǎng)的新教學目標要求基本達到。

四" 結束語

新工科建設背景下，對人才培養(yǎng)提出符合時代發(fā)展的新要求，對傳統(tǒng)工科進行課程改革以適應新時代的要求不可或缺。以培養(yǎng)創(chuàng)新型、應用型人才為標桿，進行教學目標改革，并基于“學習金字塔理論”對汽車理論課程進行教學方法、教學方式與評價體系改革。課程教學改革充分發(fā)揮學生的主體性和教師的引導性，激發(fā)學生學習的主動性、積極性和創(chuàng)造性，使學生的知識、能力與素養(yǎng)得到綜合培養(yǎng)，課程的新教學目標得到充分實現(xiàn)，提升教學質量，為適應新工科建設新型人才需求的高校傳統(tǒng)課程教學改革創(chuàng)新提供一定的指導意義。

參考文獻：

[1] 胡欽太，劉麗清，鄭凱.工業(yè)革命4.0時代下，智慧教育如何拉開發(fā)展新格局[EB/OL].https：//www.sohu.com/a/309358139_99950984.

[2] 教育部推教育信息化2.0行動目標“三全兩高一大”[EB/OL].http：//edu.cnr.cn/list/20180522/t20180522_524242652.shtml.

[3] 余志生.汽車理論[M].北京：機械工業(yè)出版社，2017.

[4] 王飛，劉勝輝，崔玉祥.工程教育專業(yè)認證背景下的地方工科院校新工科建設的思考[J].高教學刊，2021（3）：63-66.

[5] 楊瑩.疫情防控背景下“學習成效金字塔”理論在高校線上教學中的應用[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2020，19（19）：176-177.

[6] PANDE M B， BHARATHI S V. Theoretical foundations of design thinking - A constructivism learning approach to design thinking[J]. Thinking Skills and Creativity，2020，36：100637.

[7] 張宏坤，吳崇田.基于超星學習通APP的《有機化學》翻轉課堂的構建與應用[J].高教學刊，2021（3）：116-119.

[8] 李津津，葉佩青.新工科背景下貫通式項目制研究型綜合實踐教學模式探討[J].中國大學教學，2020（10）：58-61.

基金項目：國家重點研發(fā)計劃“關鍵零部件安全性能演化規(guī)律和故障診斷技術及系統(tǒng)研發(fā)”（2019YFB1600800）；陜西高校教學改革研究重點項目“智能網(wǎng)聯(lián)、新能源創(chuàng)新驅動下復合型汽車人才培養(yǎng)課程體系的探索與實踐”（19BY033）；中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金項目“電動汽車綜合性能檢測技術”（300102222503）

第一作者簡介：馮鎮(zhèn)（1984-），女，漢族，陜西銅川人，工學博士，講師。研究方向為新能源汽車技術、汽車動力學理論。