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车辆工程专业课程与实践教学研究

摘要:构建新工科背景下凸显汽车行业发展趋势的车辆工程专业课程与实践教学体系,建立多科性高校车辆工程专业与相关学科深度融合的机制,构建行之有效的车辆工程专业特色教研模式,搭建虚拟仿真实验教学平台,建立虚实结合和校企协作的实践教学平台,实现实践教学系统化和实践教学资源的开放共享,同时循序渐进地推广运用。形成新工科背景下凸显汽车行业特色的车辆工程专业创新型人才培养体系和模式,将对地方高水平大学的新工科建设工作,从理论到实践,提供典型案例。

关键词:新工科;车辆工程;专业课程;实践教学

世界工程教育的发展与最新潮流显示:工科人才培养与业态转型方向以及工业未来的发展趋势保持高度一致,日趋复杂的工程实景将更紧密地嵌入工程教育过程。与世界工程教育图景恰相契合,我国也适时提出新工科方向和计划,并被高等教育领域广泛称为卓越计划2.0阶段[1]。从“复旦共识”到“天大行动”再到“北京指南”,为全国高校新工科建设提供了经验和借鉴,起到了示范和指导作用。2017年2月底,教育部颁发《关于开展新工科研究与实践的通知》,将新工科归纳为“五个新”:工程教育的新理念、学科专业的新结构、人才培养的新模式、教育教学的新质量、分类发展的新体系。人才培养是高校发展的核心目标,创新创业能力是工程人才培养的必要条件,创业能力是新产业发展的必备能力,创新能力是产业和经济发展的源泉,是产业必须具备的核心竞争力。未来市场竞争激烈,技术更新周期短,产业发展模式多样化,这对复合型工程人才提出了更高要求,创新创业能力尤为重要[2]。相对于传统的工科人才,未来新经济和新兴产业需要的是工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型人才。不仅局限在某一学科,更需要多学科交叉,还需要有长远的眼光面对新技术、新经济和新兴行业的发展,在技术精湛的同时更加强调经济、社会和管理能力及人文素质的培养。

汽车工业已经成为经济体系中极为重要的支撑性产业。随着汽车工业的发展,企业对专业技术人才的需求也日益旺盛。对此,众多高校依据市场所呈现出的需求,纷纷开设车辆工程专业,并有继续增多的趋势。多科性高校具有丰富的学科门类,有利于多学科交叉渗透和拓展学生知识视野,顺应新工科多学科融合的需要,并激发学生的创新创业思维[3-5]。但随着经济发展和经济进步,社会对大学生创新实践能力要求的日益提升,部分新开设车辆专业的地方多科性高校,存在的特色不明显、教学资源有限和教科研实力不强等问题日益凸显,如何克服存在的困难,培养新工科背景下的符合汽车行业发展需求的车辆工程专业高素质复合型人才,这一问题亟待解决。新一轮科技革命正推动着传统制造业快速升级,2016年国家制定了《节能与新能源汽车技术路线图》,2017年提出了《汽车产业中长期发展规划》,我国汽车产业由大变强面临难得的历史机遇。以新能源汽车和智能网联汽车为突破口,力争经过十年持续努力,迈入世界汽车强国行列。汽车技术的发展趋势为电动化、智能化、网联化、轻量化[6],适应汽车产业转型发展的车辆工程专业应符合新工科建设国家战略需求,新工科背景下的车辆工程专业建设探索应聚焦人才培养的两大关键问题———专业课程体系和实践教学体系,主动适应汽车电动化、智能化、网联化、轻量化发展,并能够付诸实施,还有以下问题需要进一步研究。

1人才培养特色定位及课程体系

结合安徽理工大学优势学科建设现状,确定专业特色定位。构建多学科融合的人才培养课程体系,尤其针对汽车行业发展趋势的专业课程,完善培养方案的修订。目前我校车辆工程专业特色定位为新能源汽车和智能网联汽车,课程设置也以此为前提,如何与新能源汽车和智能网联汽车有机结合,合理设置专业课程,是课题研究的主要内容之一。考虑到目前对已有车辆工程专业主体课程体系进行调整存在困难,拟采用“专业必修+专业特色选修教学”的模式进行,在符合教育部专业认证和安徽省本科教学评估要求的情况下,逐步推进培养模式改革。最终形成凸显我校在新工科背景下车辆工程专业创新型人才培养课程体系。在原有专业课程教材基础上,选择与专业特色课程体系相适应的课程资源,并建立车辆工程专业特色课程网络教学平台。

2“虚实结合+校企协同”模式的实践教学新体系建设

实践教学是人才培养质量的重要保障,培养学生创新实践能力和创新精神是新工科的基本内涵。车辆工程是实践性很强的应用型学科,由于车辆工程学科的自身特点,在实验教学工作中往往存在一些困难,尤其是道路实验,很多地方高校无法提供合格的实验场地,而硬件在环仿真技术为问题的解决提供了一条新的途径。本项目拟对车辆工程专业实践教学体系中的道路实验教学环节进行研究,涵盖汽车理论、汽车试验学、汽车振动学、自动驾驶汽车技术、新能源汽车技术以及汽车驾驶实习等专业课程实验教学和实训、实践教学。通过车辆动力学软件和环境感知软件搭建汽车驾驶交通环境,同时结合现有实验设备、师资和实践教学大纲,基于底层驱动、制动和转向执行装置和控制器搭建硬件在环仿真实验平台,让学生身临其境地体会汽车道路试验过程,提升学生对汽车动力性、能耗经济性、操纵稳定性、平顺性和通过性试验内容的掌握,探讨硬件在环实验项目和实验内容,建立实验大纲,打造基于硬件在环仿真实验教学平台的实践教学新体系,研究的人才培养质量保障制度及持续改进目标。利用地方高校与区域汽车相关企业的资源,通过产学研深度融合,利用新一代信息技术,打造基于校企协同模式的实践教学新体系。

3多学科交叉融合人才培养模式

车辆工程专业具有多学科交叉的特点,而多科性高校的特点是学科门类齐全,从而有利于各学科交叉融合,培养新工科背景下车辆工程专业创新型人才。课题将研究如何把多科性大学与汽车行业发展趋势相关的学科有机整合,寻求符合专业认证和安徽省本科专业教学评估要求的培养模式。探讨电气工程、电子科学与技术、信息与通信工程、控制科学与工程、计算机科学与技术等学科与车辆工程学科的交叉点,探讨借助我校优势学科的教学科研资源,并加强与汽车行业相关企业的合作力度,探讨新型校企合作人才培养模式,构建多学科融合的车辆工程专业教研平台,整合多学科的科研成果促进教学改革,在新工科背景下提升车辆工程专业课程教学的内涵建设,进而形成车辆工程专业的特色优势。

4车辆工程专业课程与实践教学体系共享平台建设

针对短期内专业课的师资力量难以明显改善,尤其是实践教学设备和师资无法取得大的提升的情况,完全依靠本校教师和实践教学资源,无法完全满足新工科背景下车辆工程专业创新型人才培养的需求。因此,基于云共享技术的专业课程与实践教学体系共享平台,建设探讨如何高效利用合肥工业大学、安徽农业大学等兄弟高校的师资和实践教学资源,研究如何制定新工科背景下车辆工程专业资源共享平台的质量保障体系。

5结论

聚焦新工科背景下人才培养的专业课程体系建设,主动适应汽车电动化、智能化和网联化发展,构建凸显汽车行业发展趋势的车辆工程专业人才培养课程体系;注重学生创新素质的培养,构建行之有效的车辆工程专业特色教研模式,建立多科性高校车辆工程专业与相关学科深度融合的机制。建立校企深度融合的协同教育生态,建设先进的实践教学平台,探索实践教学新模式,构建车辆工程专业在新工科背景下的人才培养实践教学体系。搭建虚拟仿真实验教学平台,建立虚实结合和校企协作的实践教学平台,实现实践教学系统化和实践教学资源开放共享。

参考文献

[1]叶民,孔寒冰,张炜.新工科:从理念到行动[J].高等工程教育研究,2018(1):24-31.

[2]于莉莉,张磊,孟凡波.新工科背景下高校创新人才能力培养研究[J].科技创业,2018(1):87-89.

[3]李涵武,崔宏耀.车辆工程专业人才创新能力培养分析[J].交通科技与经济,2009(4):127-128.

[4]王奎洋,贝绍轶,唐金花,等.应用型本科创新型工程人才培养模式刍议———以车辆工程专业为例[J].高等农业教育,2012(4):29-32.

[5]李坤,史永宏.创新型人才培养实验室开放体系探索与实践[J].实验室研究与探索,2015,34(1):258-261.

[6]《中国公路学报》编辑部.中国汽车工程学术研究综述[J].中国公路学报,2017,30(6):1-197.

作者:汪选要 陈清华 喻曹丰 单位:安徽理工大学机械工程学院

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