卓越計劃模式下交通運輸專業工程實踐教學體系改革與實踐

馬其華, 王巖松, 張春燕, 任洪娟

(上海工程技術大學 汽車工程學院，上海 201620)

0 引 言

隨著社會的發展和科技的進步，對高等教育提出了越來越高的要求。對工科高等院校而言，如何培養大學生(包括本科生和研究生)的綜合素質、提高其工程能力和工程素養已成為人才培養的核心問題。國外高校實施工程教育的歷史久遠，以美國、德國和法國的高校為代表，取得了良好的效果和成功經驗[1-3]。近年來，我國逐步確立了工程教育在工科高校人才培養中的主導地位。2010年，教育部推出了“卓越工程師教育培養計劃”(以下簡稱“卓越計劃”)，明確提出了“工程教育要‘面向工業界，面向世界，面向未來’，著力提高學生工程意識、工程素質和工程實踐能力，強化創新精神培養”的指導思想[4-5]。顯然，這些意識、能力和素質的培養，除需要比較系統的理論教學外，更需要強化大學生工程實踐教育，加強實驗和實踐教學環節建設，不斷改善工程教育的社會環境。通過實踐教學體系的改革與創新，提升大學生的工程能力和素質，提高工程實踐教學質量對高等工程技術人才的培養至關重要。

交通運輸(汽車運用工程專業)改革原有專業實踐教學體系,以 “堅持依托上?，F代產業，主動服務地區經濟”的辦學宗旨為指導，以“學科鏈、專業鏈對接產業鏈”及“能力本位”為原則，借鑒國內外應用型本科教育在工程實踐能力培養的模式和方法，建立起以培養學生在汽車運用工程領域的工程實踐能力、工程設計能力、工程創新能力和社會適應能力為目標的分層次、模塊化、開放式的創新型人才培養實踐教學體系。

1 專業實踐體系現狀與改革的必要性

在全國范圍內，工程技術人才的培養已經成為教育界、企業界和工程界關注的重點。目前我國高等工程教育還存在課程內容與課程體系不合理、學校與社會(或企業)溝通較少、學生工程素養培養力度不夠、教師缺乏工程背景和工程能力等方面的問題[6-7]。上海工程技術大學始終堅持“學科鏈、專業鏈對接產業鏈”的辦學特色。作為學校重點發展的專業之一，交通運輸(汽車運用工程專業)于2011年被教育部列入“卓越計劃”。與國內其他高校的同類專業類似，該專業的人才培養計劃中融入了一系列實驗和實踐教學環節，主要包括：

(1) 教學實驗。主要包括物理實驗、電工技術實驗、電子技術實驗、汽車技術基礎實驗以及汽車專業綜合實驗等；

(2) 工程訓練。主要包括制圖測繪實習、制造技術基礎實習(金工實習)、機械原理課程設計、機械設計課程設計、汽車發動機構造實習、汽車底盤構造實習、汽車電器實習、汽車檢測實習、畢業設計等；

(3) 社會實踐。主要包括本科生4年3次，每次6周的產學合作教育實踐。

以“卓越計劃”的實施為契機，汽車運用工程專業對已有實踐教學內容進行了調整和優化，將認知實習、生產實習、崗位實習、見習實習等實踐教學環節寫入專業培養計劃中，并結合“現代汽車運用工程與管理”“十二五”內涵建設項目，不斷推進對實驗、實踐教學內容和方法等方面的改革和創新，初步形成了一套比較系統的汽車運用工程專業實踐教學體系。在“卓越計劃”專業培養計劃的實施過程中，發現現有的工程實踐教學體系尚存在以下不足之處：

(1) 工程實踐教學體系存在缺陷。本科工程實踐教育包括普通勞動實踐、教學實驗實踐、研究項目實踐、工程訓練實踐、工業訓練實踐和社會調研實踐6個方面。而大多數高校的實踐教學體系中僅涵蓋其中的教學實驗、工程訓練和社會調研實踐3部分，但在研究項目實踐和工業訓練實踐2個方面相對缺乏或存在不足，工程實踐教學體系中對此類實踐項目有待深入研究和開發。

(2) 實踐教學體系缺少“大工程”性。我國設置汽車運用工程專業的高校一般同時設有汽車相關其他專業，如車輛工程、汽車服務工程、交通運輸、汽車營銷、汽車物流等等。上海工程技術大學設有車輛工程、汽車服務工程和汽車營銷3個與汽車運用工程密切相關的專業[8-9]。在工程實踐教學中，國內各高校汽車運用工程專業的工程實踐課程教學內容類似。由于各相關專業定位和培養目標不同，各專業往往單獨設課，缺少共享的工程實踐平臺整合和實踐教學課程體系，實踐課程內容安排仍停留在對學生的專業技能培訓層面上，對學生綜合素質培養不利，教學效果無法滿足創新型人才培養的需求。

(3) 校企聯合人才培養機制，工程實踐教學效果不明顯。盡管國家明確提出實踐教學對人才培養的重要性，積極倡導大學生進入企業實習，但由于在國家層面上缺少相應的政策支持，企業對人才培養興趣不大，致使大學生進入企業開展工程實訓非常困難。即使能夠進入企業，也很少有動手操作的機會。為此，各高校相繼成立工程訓練中心開展實踐教學，在一定程度上解決了學生的工程訓練問題，但由于高校工程訓練中心的教學設備、生產環境和文化氛圍與實際工廠和企業差別較大，在校內實習很難達到理想的工程訓練效果[10-11]。因此，建立切實可行的校企互動人才培養機制，實現實踐教學與科研、工程、社會應用之間的良性互動，是提高大學生工程能力的關鍵所在。

(4) 高校教師考核和評價體系不利于工程實踐教育的發展?，F有的高校教師考核和評價體系大都偏重理論教學和學術論文指標，而輕視了工程技術本身的創新與發展[12]。這種評價體系很大程度上影響了教師投入工程實踐教學的積極性，由此造成工程實踐教學內容停留在傳統實驗和實訓項目的簡單重復上，而缺少與教師科研和工程問題密切相關的設計性、綜合性和創新性實踐教學項目的開發，不利于學生工程能力及素質、創新精神和能力的培養。

2 專業創新型工程實踐教學體系的建設

改革原有汽車運用工程類專業實踐教學體系,以上海工程技術大學“堅持依托上?，F代產業，主動服務地區經濟”的辦學宗旨為指導，以“學科鏈、專業鏈對接產業鏈”及“能力本位”為原則，借鑒國內外應用型本科教育在工程實踐能力培養的模式和方法，建立起以培養學生在汽車運用工程領域的工程實踐能力、工程設計能力、工程創新能力和社會適應能力為目標的分層次、模塊化、開放式的創新型人才培養實踐教學體系(見圖1)[13，15]。

圖1 交通運輸專業對學生工程能力的漸次提升圖

汽車運用工程類專業的工程實踐能力培養主要定位于以下幾個方面：① 交通運輸預測及交通運輸規劃、管理能力；② 專用汽車產品設計開發和試驗的能力；③ 智能化汽車性能檢測、診斷能力及對相關設備進行改造設計和技術創新的能力，應用各類軟件對汽車性能試驗數據進行分析處理的能力；④ 汽車電路分析設計、汽車電控系統設計開發能力，及對相關工具和軟件的應用能力。在上述4方面專業能力的界定范圍內，培養學生的工程實踐能力、工程設計能力、工程創新能力和社會適應能力，而整個工程實踐教學體系也為此目標服務。著重建設的平臺有：

(1) 公共課程實驗平臺。物理實驗(一)、物理實驗(二)、電工技術實驗、電子技術實驗；

(2) 專業基礎課程實驗平臺。汽車發動機構造實習、汽車底盤構造實習、汽車電器實習；

(3) 專業課程實驗平臺。汽車檢測技術實習、汽車專業綜合實驗、汽車技術基礎實驗；

(4) 工程訓練平臺。制圖測繪、制造技術基礎實習、機械原理課程設計、機械設計課程設計、UG CAD課程設計；

(5) 工業訓練與社會實踐平臺。汽車電控系統設計開發、畢業設計(論文)、汽車品牌運營和拓展調研、汽車市場調研、產學合作(一)、產學合作(二)、產學合作(三)；

(6) 創新與綜合工程實踐平臺。大學生英語競賽、大學生數模競賽、大學生創新活動、HONDA節能競技大賽、FSAE汽車設計大賽、飛思卡爾智能車設計大賽、智能移動設備設計競技大賽、汽車助理工程師認證、大學生科研計劃活動；

(7) 開放性實驗平臺。電控燃油噴射特性檢測與評價實驗、高壓共軌電控柴油機性能實驗、汽車電子實驗室、Matlab實驗室建設。

3 以能力提升為目標，改革課程內容

3.1 改革制造技術基礎實習課程

制造技術基礎實習(金工實習)對培養高級工程技術人才起著重要作用。由于歷史的原因,常規的工程實踐只是在知識、技能和思想作風方面對學生進行訓練。而現代工程實踐則是面對發展中的現代制造技術，對學生進行知識、能力、素質和創新意識的全面訓練?，F代工程實踐教學,除了常規的制造技術外，還有數控加工技術和特種加工技術,以及先進的制造系統、工程管理系統和環境保護設施等。充分利用常規的和先進的教學基礎設施，輔以精心設計的教學方案,培養出高水平的師資隊伍，就可以實現“學習工藝知識,增強工程實踐能力，提高綜合素質，培養創新精神和創新能力”的新型課程教學目標。因此，對制造技術基礎實習課程的改革可從下面幾方面進行：

(1) 課程內容改革。在傳統車、銑、磨、鉗、鑄、鍛、焊等基礎實踐環節基礎上，加入數控車、數控銑、加工中心、CAD/CAM、特種加工、快速成型，使學生接受先進的、綜合的制造技術訓練，了解CAD/CAM/CAPP等在工程中的應用，在課程實習要求上，從簡單的基本技能訓練提升到以設計、制造、安裝并重的綜合性訓練,這將有利于學生綜合工程素質的培養。

(2) 改革課程實習載體。在制造技術基礎實習過程中，不論專業，不分學校，學生加工制造的對象千篇一律。為突顯專業特色，并使實習內容更切合專業實際，汽車運用工程類專業學生的制造技術基礎實習若以汽車零部件為實習載體，應更能使學生掌握傳統及現代制造加工技術在汽車零部件加工上的應用及技術要點。

(3) 設計和加工并重。開設創新設計環節，讓學生充分利用CAD/CAM技術，發揮想象力和實踐能力，自主設計作品，選擇加工方法，設計加工工藝，并負責整個生產過程的實施。激發學生對先進制造技術的學習興趣，增強了自豪感和成就感，對創新意識和創新能力及綜合素質的培養具有重要意義。

3.2 改革汽車底盤構造實習和汽車發動機構造實習

汽車底盤構造實習和汽車發動機構造實習(統稱為汽車構造實習)?，F有的汽車構造實習，其目的主要在于在汽車發動機及底盤拆裝過程中，讓學生進一步了解機構工作原理、熟悉汽車內部結構、掌握各零部件間的裝配關系，同時熟練掌握拆裝順序及拆裝工具的使用。但如果將兩個實習加以延伸和擴展，則可對學生的工程設計能力起到有效的訓練和顯著的提高。

在實習的后階段加入零部件設計的實踐和考核環節：在學生充分掌握汽車內部結構及工作原理基礎上，加入零部件設計考核環節，則將汽車構造實習從僅僅的熟悉結構上升到對學生工程設計能力的訓練層次，是在學生完成制圖測繪、機械原理和機械設計課程理論和實踐教學后的又一次工程能力訓練，對學生工程設計能力必定有很大提高，并且是針對商業化產品的一次設計演練，也可作為是對學生進行的工業訓練實踐。

3.3 強化UG CAD課程內工程設計實踐環節

現有UG CAD課程的基本內容是UG入門、層的設置，參數的預設置，坐標系變換，對象的選擇，矢量構造，曲線及草圖的建立，基本體素及成型特征的建立，特征操作，二維圖紙的繪制等。目的在于讓學生掌握UG系統CAD的基本知識，掌握零件實體模型的建立和工程圖繪制方法，靈活運用所學概念解決具體問題和上機操作的能力，并能應用到畢業設計、產學合作等實際工作中，總體說來，對基礎能力的要求更多。若在課程進行過程中，對授課時的練習目標、載體進行重新設計，針對實際工程圖紙的設計來學習UG CAD，并且在課內實踐操作及設計時以實際工程零部件為設計對象，強化其中的工程設計實踐環節，則學生的工程設計能力應可得到更進一步提高。

3.4 改革汽車電器實習課程

現有的汽車電器實習課程，其內容主要包括萬用表的使用，蓄電池的檢測與維護，汽車發電機與電壓調節器的檢測與試驗，汽車起動機的檢測與試驗，點火系統的檢測與試驗，汽車儀表的檢測與試驗，汽車信號與報警裝置的檢測，汽車輔助電器的檢修與維護，汽車電路的檢修與維護，汽車空調的檢修與維護等。實習依然著重于各系統的檢測、維護及維修，對學生在整個系統的電路分析、電路設計方面的能力的培養較少。在以系統為單位進行的汽車電器實習過程中，加入對每個系統的電路分析和設計內容，將使學生更能從系統和整體的角度掌握汽車電系結構，并加強對系統電路的分析和設計能力。

3.5 積極開拓校企合作，深化工業訓練及社會實踐內涵

學校內部的工程實踐條件無論多好，都不能取代社會工廠和企業的教育功能。汽車運用工程類專業應該主動去營造各種機會，建立起對校企雙方都有利的各種動態聯盟。將工程實踐教學體系中的部分課程放到企業中進行，則其所起到的訓練效果會與完全在校內完成有明顯的區別。為深化汽車運用工程類專業的工程訓練、工業訓練及社會實踐等環節，將緊緊依托上海各汽車制造企業及上海交通運輸集團總公司，積極開拓校企合作，將工程實踐教學體系中的部分實踐課程，從校內轉移到企業，深化專業工業訓練實踐及社會實踐內涵。本項目將在積極爭取與企業合作同時，將校內部分實踐課程向企業轉移，讓學生通過企業了解技術、產品、生產、管理和市場，處身與真實社會生產環境，學生的工程實踐、設計及創新能力必有明顯的提升。

4 結 語

通過幾年的探索與實踐，我校交通運輸專業工程實踐體系在卓越工程師教育計劃的引領下，依托“現代工業”國家級工程實訓中心和市級“汽車工程實訓中心”兩個平臺，以上海高校內涵建設為抓手，以提高學生工程實踐能力為目標，對實踐教學體系和實踐課程目標等方面進行了較深層次的改革，取得了令人矚目的成績。學生的綜合素質和社會適應能力已得到了社會各界的好評。在取得已有成績的基礎上，正總結經驗，積極完善，力爭在“十二五”期間使其成為國家卓越工程師培養優秀項目，并成為市級及全國該專業實踐教學的典范。

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