摘要：文章首先分析了“动力电池与燃料电池”课程实施存在的问题，然后论述了工程教育专业认证背景下“动力电池与燃料电池”课程建设，包括明确课程目标、更新课程内容、改革教学方式、建设师资队伍、设计考核评价体系，最后阐述了“动力电池与燃料电池”课程目标达成情况。

　　关键词：“动力电池与燃料电池”课程；工程教育专业认证；考核评价体系

　　专业认证已经在国际上实施多年，是得到广泛采纳的，保证和提高高等院校专业教育质量的重要方法和途径。近年来，教育部采取了多项重大举措，促进不同专业认证协调有序发展，而我国专业认证正是以工程教育为起点。2006年，教育部成立了全国工程教育专业认证专家委员会，开始了工程教育领域的专业认证试点工作；2016年，我国成功加入《华盛顿协议》，实现工程教育专业认证与国际认证的实际等效；截至2018年初，全国已有198所高校的846个工科专业通过专业认证，标志着这些专业的质量实现了国际实际等效，进入全球工程教育的第一方阵[1]。

　　工程教育认证的目的是提高我国工程教育质量，为工程教育改革和发展服务，为工程教育适应政府、行业和社会需求服务，为提升中国工程教育国际竞争力服务[2]。工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度，是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。以学生为中心是工程教育专业认证的核心，其要求专业课程体系设置要围绕学生毕业能力达到行业认可的既定质量标准这一核心任务展开，并强调建立有效的质量监控和反馈制度，实现课程体系建设的持续改进，以保证专业教育质量和专业教育活力[3]。

　　在工业5.0时代背景下，我们正在面对一种不同学科深度融合的现象，所以需要对未来工程教育的发展进行思考与讨论[4]。我国成功加入《华盛顿协议》表明我国工程教育质量得到了国际工程教育界的认可，能为工程教育类学生提供具有国际互认质量标准的“通行证”，从而为其将来走向世界打下基础。同时专业课程应在该背景下不断改革创新，探索多元化课程体系建设，对标工程教育认证标准。例如，乔纳森·米兰达(Jhonattan Miranda)等[5]基于教育4.0的核心要点对三个工程教育案例进行研究。张爽等[6]在工程教育专业认证背景下就高数教学方式进行了创新。赵加宁等[7]以计算机专业英语为例，探索专业认证背景下的教学新模式。牛锁良等[8]以数控实训为例进行实践课程的创新优化。

　　新能源汽车是汽车产业未来发展的大势所趋，同时也是“双碳”背景下降低碳排放的有效途径，为培养更多顺应时代发展的车辆工程专业人才，各高校课程体系建设应做到与时俱进。在工程教育专业认证大背景下，本文以“动力电池与燃料电池”课程为例，探索课程建设策略，切实做到以学生为中心、以行业为标准、以时代发展为动力，做好产学研高度融合发展、理论与实践协同发展，促进学生全方位提升，探究工程教育人才培养的新模式、新体系。

　　一、“动力电池与燃料电池”课程实施存在的问题

　　目前，“动力电池与燃料电池”课程建设仍处于探索阶段，所以工程教育专业认证背景下“动力电池与燃料电池”课程实施仍然存在一定的问题，集中反映在以下四个方面。

　　第一，学生不重视，学习积极性欠缺。目前，“动力电池与燃料电池”课程作为选修课，学生容易产生只要拿到学分就行的想法，在课程教学中，学习态度不积极、不主动，容易造成教学资源的浪费，进而导致教学效果大打折扣。另外，教师对于学生的跨学科知识融合能力、实践动手能力、工程能力和创新能力培养重视不足[9]。

　　第二，课时分配不均，实验关联性不强。对于“动力电池与燃料电池”课程而言，理论课和实验课的分配比例严重失衡，具体表现为理论课时较多，而实验课时较少，加之实验课并未紧接着理论课设置，造成实验课、理论课相互割裂，导致学生难以将知识点进行融合。

　　第三，课程内容陈旧，缺乏创新性。大多数高校的“动力电池与燃料电池”课程教学仍使用传统教材，课程内容及任务设置过于陈旧，教师普遍缺乏新技术的应用，教学手段较单一，未能将新技术、新工艺、新潮流等新兴知识及时体现到“动力电池与燃料电池”课程体系设计中，难以实现与时俱进，这将会影响高质量工程人才的培养[10]。

　　第四，考核机制单一，对学生缺乏鼓励。以往的“动力电池与燃料电池”课程考核以期末开卷考试成绩评定，考核量化指标宽松，手段单一，不能综合全面地对学生进行评价，难以反映课程教学的总体效果，这不利于教师掌握学生的学习情况，也难以激发学生学习热情[11]。

　　二、工程教育专业认证背景下“动力电池与燃料电池”课程建设

　　针对目前“动力电池与燃料电池”课程教学中存在的问题，结合工程教育专业认证对教育教学的新要求，需要对课程教学进行改革，以促进学生的能力培养，达到良好的教学效果。工程教育专业认证背景下，“动力电池与燃料电池”课程教师应通过教学改革，如明确课程目标、更新课程内容、改革教学方式、建设师资队伍等形式，培养学生理论与实践相结合的能力，提高其创新能力、实践能力，从而为新能源汽车领域培养高素质工程人才。

　　(一)明确课程目标

　　“动力电池与燃料电池”课程具有知识新、重实践、多领域、跨专业、学科交叉性强的特点，课程总体目标是让学生掌握新能源汽车中动力电池和燃料电池的工作原理、基本特性和系统集成等基础和前沿知识，培养学生的创新能力和实践能力，为新能源汽车领域培养高素质工程人才。具体来说，“动力电池与燃料电池”课程有以下四个目标。课程目标1：掌握动力电池的工作原理和电池系统基本设计流程，可以实现简单的电池建模并应用于BMS系统；熟悉电池管理技术的原理与运用；熟悉新能源汽车动力电池与燃料电池等关键技术。课程目标2：能够运用相关的电池工作原理和专业知识，针对实际电池单体及电池系统工作过程中出现的问题，分析其产生的原因，提出有效的解决措施。课程目标3：能够理解和评价电池结构、运行过程，以及其在新能源汽车产业的应用对环境、社会可持续发展的影响。课程目标4：能够对电池试验测试数据进行分析，解释影响电池性能指标的环节与因素，并得出改进电池性能指标的合理且有效的结论。

　　(二)更新课程内容

　　教学内容顺应时代发展与产业发展潮流是专业认证背景下工程人才培养的前提。“动力电池与燃料电池”课程正是新能源汽车大发展现状下设立的一门课程，其内容可以很好地契合产业发展的需要。该课程内容涉及两部分，其中，动力电池部分主要涵盖动力电池发展趋势、动力电池系统、动力电池管理、动力电池安全分析、动力电池测试与分析；燃料电池部分主要涵盖燃料电池的热力学、反应动力学、电荷传输、质量传输过程、燃料电池建模与测试、燃料电池汽车设计。同时，教师可利用教学团队的科研优势，面向产业应用需求，将科研课题与工程应用融入课程教学。即以团队科研项目为依托，增加实验环节，让学生分组进行科研，融合新能源汽车学科理论与产业技术，以此引导学生将所学的知识融会贯通，且重视学生动手操作能力的培养，拓宽学生的专业视野。另外，教师还要强调实验在课程总评中的比重，注重理论与实践协同发展，培养学生的工程能力，加强学生的团队协作能力和科研能力。

　　(三)改革教学方式

　　与传统的“动力电池与燃料电池”课程不同，在教学方式上，教师要注重了解知识的应用背景，同时强调教与学的角色转变，从“以教师为中心”转向“以学生为中心”，让学生在课程学习中边学习、边思考、多动手，深入理解所学知识的原理、背景及应用场景。为此，在实际教学中，教师可以采取以下三种教学方式实施教学改革。

　　第一，运用现代教学技术，引入VR技术等新型教学手段。即依托VR技术将“动力电池与燃料电池”课程当节课的教学内容场景化，为学生提供沉浸式、交互式的虚拟实训环境，增进学生对“动力电池与燃料电池”课程相关知识的理解。

　　第二，采用任务驱动式教学法。即教师根据“动力电池与燃料电池”课程当节课的教学内容设计任务或提出任务，要求学生分组进行实验方案设计，并选出小组长将实验任务细化分配给组内的每一个成员，然后由每个小组自己讨论完成任务，并进行操作，最后由组长展示任务成果，由教师点评、提出改进意见，从而促进学生掌握“动力电池与燃料电池”课程相关知识[12]。

　　第三，引入案例教学法。具体而言，教师可根据“动力电池与燃料电池”课程教学的需要，从不同渠道搜集整理企业现有的与之相关的真实案例，通过“案例描述—案例讨论—案例总结”这一过程，让学生切实体会“动力电池与燃料电池”课程知识在实际生活中的应用。同时，学校应与相应的企业合作，建立校企联合培养基地，组织项目实践活动，为学生提供实践、实习的平台，促使学生夯实基础、提升实践能力[13-14]。

　　(四)建设师资队伍

　　由于“动力电池与燃料电池”课程涉及多个专业领域、多个方向，如物理场、电力电子、热力学等，因此课程团队必须与时俱进，从而确保学生学习的时效性，即建设一支教学水平高、工程实践经验丰富、理念先进的课程团队尤为重要。“动力电池与燃料电池”课程教学团队应包括高职称且有资历、有经验的教授或副教授，负责实验教学的工程师，同时邀请有企业工作经验的高级工程师参与教学设计。另外，为强化教师的培养和梯队建设，开阔其国际视野，课程教学组还要为教师提供研修项目，同时依托重点实验室、实验平台等资源，满足学科交叉教学的需要，完善知识链，从而达到工程教育的目的。

　　(五)设计考核评价体系

　　课程考核是检验教学效果、提高教学质量的重要环节，是实现培养目标的重要手段[15]。为提高“动力电池与燃料电池”课程评价的准确性，课程目标达成情况评价采用直接评价方式，包括测试(期末考试、实验报告)和过程性考核(平时考核)。课程考核分为理论和实践两部分，以期末考试成绩、实验报告成绩与平时考核评价综合评定学生成绩，其中实验报告成绩占30%、期末考试成绩占60%、平时成绩(课程考勤)占10%。根据教学大纲要求，教师要将课程目标指标点按照相应的比例落实到具体的考核方式和内容中，生成各课程目标点对应评价方式的权值分配，如表1所示，进而逐一对课程目标点中每个学生的各考核环节的得分情况按比例进行加权求和，最终得到每个课程目标点的达成情况。

　　三、“动力电池与燃料电池”课程目标达成情况

　　针对“动力电池与燃料电池”课程的评价体系，通过各个教学环节的得分对课程目标的支持权重计算各课程目标的达成度。课程目标达成情况的评价数据主要来源于2018级车辆工程专业学生在各个教学环节的考核材料。通过对学生期末考试成绩、实验报告成绩与平时考核成绩的对应课程目标得分情况进行综合分析，达成情况如图1所示。

　　图1显示，各项课程目标均大于0.7的期望值，说明学生掌握了新能源汽车中动力电池和燃料电池的工作原理、基本特性和系统集成等专业基础知识；能够运用相关的电池工作原理和专业知识，针对实际电池单体及电池系统工作过程中出现的技术问题，分析产生的原因，提出有效的解决措施；能够对电池试验测试数据进行分析，解释影响电池性能指标的环节与因素，并得出改进电池性能指标的合理且有效的结论；能够理解和评价电池结构、运行过程，以及其在新能源汽车产业的应用对环境、社会可持续发展的影响。

　　如图2所示，课程目标1展示了学生对动力电池相关知识的掌握程度，课程目标2为学生在电池产生问题后能够有效解决的情况，课程目标3为学生对电池结构的评价理解，课程目标4为学生对电池试验的掌握程度。由(a)可知，学生课程目标1得分整体比较理想，说明学生对动力电池及燃料电池的基本知识掌握得较好。由(b)可知，学生课程目标2得分情况基本符合预期，除缺考学生外，仅有2人得分率在70%以下，这两位学生在出勤率、平时完成作业、小组交流讨论汇报及项目设计研究报告等方面表现得相对较差，有待进一步了解其学习动机等情况，进而对他们进行学业上的精确指导，提升其对基础知识和基本方法的运用能力。由(c)可知，学生个体课程目标3的达成情况较分散，说明学生在对电池结构、运行过程及其在新能源汽车产业的应用对环境、社会可持续发展的影响评价理解方面略有欠缺，还需改进。由(d)可知，学生个体课程目标4整体达成情况较好，说明学生能够自主进行电池试验测试和数据分析，对影响电池性能指标的环节与因素掌握得较好。

　　课程目标达成情况是改进和完善专业人才培养体系的重要依据。课程教学团队要根据课程目标达成情况及时跟踪学生对课程内容的掌握情况，了解课程教学过程中存在的问题，并针对性地改进教学方法和手段，促进学生全面发展，从而培养基本功扎实、具有创新能力和实践能力的卓越人才。

　　四、结语

　　本文针对工程教育专业认证下的课程建设与教学改革，以“动力电池与燃料电池”课程为例，调整课程的教学思路，提出了明确的目标导向，推动教学内容与教学方式深入改革，增强学生实践能力，以培养符合工程教育专业认证要求的新型工程人才。

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