車輛工程專業課程體系改革研究
——以山東建筑大學為例

閆法義，吳亞蘭，鄭忠才，沈寧

（1.山東建筑大學機電工程學院，山東濟南250101；2.山東省高校機械工程創新技術重點實驗室，山東濟南250101；3.山東科技信息報社，山東濟南250014）

車輛工程專業課程體系改革研究
——以山東建筑大學為例

閆法義1，2，吳亞蘭1，2，鄭忠才1，2，沈寧3

（1.山東建筑大學機電工程學院，山東濟南250101；2.山東省高校機械工程創新技術重點實驗室，山東濟南250101；3.山東科技信息報社，山東濟南250014）

高校課程體系建設是人才培養目標能否實現的基礎。高校車輛工程專業現有的課程體系已不能很好地滿足企業對畢業生工程能力和創新能力的要求，需要進行相對應的改革。文章以山東建筑大學車輛工程專業課程體系為例，分析了目前課程體系設置中存在的問題，闡述了課程體系改革的重要性，以學生工程能力和創新能力培養為目標，從理論課程體系和實踐課程體系兩個方面改革，提出了本專業理論課程和實踐課程體系改革的措施，總結了課程體系改革對學生工程能力和創新能力培養的成效。

車輛工程；工程能力培養；課程體系；改革

0 引言

高校課程體系建設是人才培養目標能否實現的基礎。當前，隨著我國道路交通事業的快速發展，多數高等工科院校都開設了車輛工程專業，在校車輛工程專業學生人數快速增加，為我國車輛工程專業技術人員的培養提供了保證。然而，眾多該類院校中，地方院校占大多數。由于師資力量、實驗條件和實踐平臺等諸方面存在不足，課程體系設置以理論課程學習為主，實驗、實習也多以演示和簡單重復為主，致使該類車輛工程專業學習內容重理論、輕實踐。進而，導致學生學習積極性不高、工程能力欠缺，創新能力不強，無法很好地適應現代汽車企業對畢業生實際工作能力的需要。

針對于工程能力培養的課程體系改革研究主要集中于課程體系改革的指導性主張和模式［1－3］，車輛工程專業課程體系改革的重點也是側重于具體的課程［4－5］，對課程體系的改革研究不足。

文章針對山東建筑大學車輛工程專業課程體系存在的問題，從理論課程體系和實踐課程體系兩個方面，就車輛工程專業課程體系設置進行改革研究。提出了本專業理論課程和實踐課程體系改革的措施，并提供了課程體系改革對學生工程能力和創新能力培養的成效。為地方高等工科院校車輛工程專業培養學生的工程能力和創新能力進行了有益的探索。

1 車輛工程專業課程體系存在的問題

泰勒把課程劃分為目標、內容、組織、和評價四個基本問題，現代課程理論就是關于課程目標的確立、課程內容的選擇與組織，以及評價目標達成程度的學問［6］。課程體系是人才培養方案的主要內容，是人才培養目標實施的基礎，課程體系設置是否合理是學生工程能力培養目標能否實現的前提［7］。車輛工程專業課程體系改革直接決定了學生對所學課程內容的態度，完善的課程體系可使學習從要我學變為我要學。課程體系改革也最終影響到學生工程能力和創新能力的培養。另外，課程體系改革也是當前進行的各類教育改革的核心和主要內容。因此，車輛工程專業課程體系改革具有重要的意義。

當前車輛工程專業課程體系設置注重理論學習，對學生工程能力培養和創新能力培養重視不夠，存在的主要問題表現如下：

（1）學生工程能力培養不足

當前，企業普遍反映學生實際工作能力不足，表現為開拓創新能力、設計與繪圖能力、制造與施工等方面能力欠缺，走上工作崗位后不能盡快適應角色，不能解決實際問題，增加了企業的培養成本和時間［8］。

學生工程能力不足反映在課程體系中表現為：以汽車理論方面的專業基礎課和專業課設置為主，理論課與實踐課程缺乏必要的紐帶。學生理論課和實踐課程學習完畢之后，感覺所學理論課程空泛，實踐課程似走過場，導致機械類技能不能很好地掌握，車輛類過多理論課程無法運用于生產，學生不能很好地運用所學知識解決工程實際問題。

（2）學生創新能力不強

車輛行業集成現代科技最新發展成果，是現代科技發展的集中體現。然而，原有車輛工程專業課程體系內容老化，體現行業發展水平的新知識、新裝備的學習和介紹不足。創新課程開設缺乏，學生創新能力培養缺失，行業內的創新方法、創新研究不足，都嚴重影響了學生工程創新能力的培養。

（3）課程體系的系統性不強

課程體系的系統性是指基礎課程、專業基礎課程和專業課程等課程按照培養目標組成有機統一體，各類課程組成的課程群相互聯系、相輔相成。基礎課程為專業基礎課程打下基礎，專業基礎課程是專業課學習的前提，同時，專業課是專業基礎課的應用和深化。然而，車輛工程專業原有的課程體系系統性不強，課程之間的連續性不足，每門課程在整個培養方案中的地位、作用定位不夠明確。雖然在每學期上課之初學生都拿到了課程的教學指南、教學設計和教學進度表等教學文檔，但大多數學生仍然反映上課時不知道為什么開設這門課程，該課程的學習需要哪些基礎知識，學完該課程有什么作用和意義。

（4）課程體系的導向性不足

車輛工程專業是隸屬于機械工程一級學科的專業，從歷年來的招生情況來看，大部分同學對本專業有濃厚的興趣。學生既可以學習喜愛的專業，又能學習大機械類專業的課程，興趣與就業結合較好。然而，從近年來教學的效果來看并非如此，學生掌握本專業的汽車理論方面的知識不夠深入，與就業緊密相關的專業技能如結構設計和分析、電子控制等知識掌握不扎實。這都是課程設置沒有以專業技能和就業為導向的集中體現。

針對地方高等工科院校車輛工程專業課程體系設置中存在的問題，有必要對現有的課程體系進行改革，使學生從課堂教學開始就樹立職業能力觀念，不斷培養其工程實踐能力和創新能力，把學生的注意力和積極性重新拉回課堂。

2 車輛工程專業課程總體設置

地方院校車輛工程本科專業培養目標是，培養學生掌握汽車工程領域內較系統的基礎科學知識、較寬廣的技術基礎知識，具備汽車及其相關產品的設計、制造、電子控制、檢測維修等方面所必要的專業知識及基本技能，具有較強的實踐能力和創新精神，能從事汽車工程領域內設計、制造、實驗、運用、研究、營銷的應用型高級工程技術人才［9］。

依據車輛工程專業人才培養方案和培養目標，車輛工程專業課程包括必修的公共課、基礎課、專業基礎課、專業課，和供學生選修的專業選修課和公共選修課，還包括實習、實訓等實踐課程。

公共必修課包括思想道德修養與法律基礎、馬列主義毛澤東思想、計算機文化基礎、體育、大學英語和形勢與政策等。公共必修課和公共選修的人文社科類、經濟管理類、藝術類等課程，是通識教育課程，以培養學生畢業后處理各類問題的綜合能力。專業基礎課包括電工電子學、計算機應用技術、機械原理、汽車構造等課程。車輛工程專業交叉學科多，專業基礎課主要從機械類、車輛類等兩個方面進行設置，是本專業學生學習專業技術課和實踐類課程的前提，也是學生從事車輛專業設計、制造、控制、實驗和營銷等工作的基礎。專業課主要培養學生的專業能力，包括汽車電子技術、汽車發動機原理、汽車理論等必修課和汽車實驗學、汽車空氣動力學和汽車CAE技術等選修課。

專業集中實踐教學環節課程，按照實訓、實習、課程設計和畢業設計幾個大類設置。實訓包括機械制圖測繪周、汽車發動機實驗周、汽車電子實驗周、汽車運行實驗周、汽車拆裝實驗周等。實習包括金工實習、汽車制造工藝學生產實習和畢業實習等。課程設計包括機械原理課程設計、機械設計課程設計、電工學課程設計、汽車設計課程設計等［10］。

3 車輛工程專業課程體系的改革

針對車輛工程專業課程體系存在的系統性不強、導向性不足以及學生工程能力和創新能力培養不足的問題，車輛工程專業課程體系的改革主要包括：理論課程體系改革和實踐課程體系的改革。

3.1 理論課程體系的改革

（1）課程體系的優化與調整

原有的課程體系過分注重課堂教學，學生也是以聽講為主。教學計劃安排了大量的課堂授課課時，特別是專業理論課課時過多。但應用型工科大學培養的是有工程能力和創新能力的人才，尤其應注重“知行合一”，學生應有更多自主的時間進行工程能力和創新能力的實踐和鍛煉。因此，將理論課程學時從原來的2480學時減少為2248學時，刪減熱工基礎、發動機原理等與其它課程內容交叉多、理論性過強的理論課課時，增加汽車傳感與檢測技術等有助于培養學生工程能力的課程。相應地，實踐教學則從340學時增加為360學時，實踐教學學分占比從22.3%增加至32.5%。

針對課程體系的系統性不足的問題，在制定教學計劃時，考慮課程間的銜接，突出課程的地位與作用。以汽車構造（發動機）的設置為例，該課程的任務是使學生對汽車發動機的基本參數、基本工作原理和總體構造以及重要機構和系統的結構與工作原理、零部件的作用等有較全面的掌握。先修課程包括機械制圖、機械設計等，安排在第5學期學習，理論課學習完畢之后緊接著進行發動機拆裝實驗周的專業實踐課程，理論與實踐緊密結合，取得較好的學習效果。通過課程體系的優化和調整，課程體系的系統性和完整性得到加強。

（2）面向工程能力培養的汽車計算機輔助系統課程改革

汽車計算機輔助系統包括計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）和計算機輔助工程（CAE）等。計算機輔助設計、分析和制造是車輛工程專業本科生工程能力的重要方面，是學生從事該專業進行工程設計、分析的主要手段，也是學生就業的重要方向。然而，本專業學生在計算機輔助設計、分析和制造能力方面比本學院其它專業學生相對較弱。究其原因是課程設置主線不清，重點不夠明確，學生學了很多計算機輔助系統的軟件，但真正遇到工程問題不能快速有效地運用這些軟件完成設計、結構分析、裝配和制造等過程。例如，生產一個零件，如何進行三維造型，如何轉化為施工圖并生成加工程序在數控加工設備上制造出來。現有課程不能完整地解決這一問題。

在設置該類課程時，無需設置過多軟件課程，避免貪多而一種軟件也學不精的情況。圍繞一門核心的汽車行業三維造型軟件如UnigraphicsNX設置汽車CAD課程，該軟件除了主要的設計功能還包括工程圖模塊和加工模塊，工程圖模塊將三維模型轉化為工程圖供工程技術人員使用，加工模塊可生成加工程序輸入到數控加工設備進行加工。因此，該課程的設置完全可以滿足汽車計算機輔助設計和汽車計算機輔助制造的教學任務。另外，開設汽車有限元法及應用課程，使學生掌握汽車結構分析的原理和方法，獲得汽車計算機輔助工程的能力。通過計算機輔助系統課程的改革，培養學生車輛機械結構的設計、分析和制造工程能力，為本科生的就業打下基礎。

（3）面向工程能力培養的汽車電子控制技術課程改革

電子控制已經成為汽車滿足越來越嚴格的節能減排標準以及提高動力性和安全性的核心技術，現代汽車產品創新的90%源于電子控制技術。汽車電子控制方向也是本專業學生就業的另一重要領域。然而，學生普遍反映該類課程學習難度大，知識掌握不系統，課程內容很難應用到工程實際中去，工程能力欠缺。汽車電子控制原課程僅設置單片機原理與應用和汽車電子技術兩門課程，課程系統性不足，課程內容銜接不好，學生無法形成完整的控制理論體系和初步的電子控制工程能力。增設現代控制理論、計算機控制技術等課程，形成完整的汽車電子控制理論課程體系，使學生掌握如何分析和解決汽車電子控制的工程問題。

課程改革后，形成以現代汽車控制為導向，集成車輛工程專業計算機控制技術、現代控制理論、單片機原理與應用、汽車電子技術等課程體系，培養學生運用汽車控制技術進行汽車產品設計和研發的能力。開設汽車發展最新技術，讓學生全面系統地了解現代汽車電子控制技術發展的現狀與趨勢，了解諸如發動機控制系統、傳動控制系統、主動安全控制系統等的結構和原理，培養學生對汽車控制技術的興趣和熱情，為其今后從事汽車控制方面的工作和研究提供方向指導。

理論知識的學習還應輔以單片機與硬件技術、汽車電子技術的課程設計和綜合實驗周等集中實踐環節，讓學生運用所學汽車控制理論解決工程實際問題。課程設計需設計合理，以大作業的形式進行，每人一個題目，切實讓每個學生都得到鍛煉和實踐的機會。

（4）開設創新理論和方法課程

車輛工程專業學生在完成基礎課、技術基礎課和專業課之后，初步具備了一個工程技術人員的工程設計能力。但是大部分院校的設計課程幾乎都是學習典型的零部件、機構的參數的設計步驟，學生的精力重點集中在詳細設計階段的計算與結構確定，對產品設計方案原理創新活動涉及較少。工程創新能力培養的根本目的是增強設計人員在產品設計中的創造力和解決問題的能力［11］。產品的概念設計在產品創新設計中起到決定作用。但工科院校的培養重點在于通過課程的學習使學生掌握傳統的設計方法設計典型的產品，學生更關心的是如何進行計算、確定具體的結構形式和制定詳細的工藝路線。因而，缺乏一般性技術哲學的學習，缺少對技術創新規律的掌握與產品原理創新的實踐鍛煉，是造成學生創新能力低下的重要原因［12］。

鑒于此，在車輛工程專業中開設發明問題創新理論、創新思維方法訓練、TRIZ理論等創新方法課程，培訓學生的創新思維和創新能力［13］。采用頭腦風暴法、試錯法等創造發明方法，克服慣性思維，針對技術難題，抓住工程問題的沖突與矛盾，解決工程中諸如設計與產品生命周期中的制造、包裝、維護和回收等環節中的問題，解決經濟性、安全性、舒適性與產品的設計周期和生產成本等的矛盾。例如在汽油機設計中壓縮比是一個重要的指標，提高壓縮比能提高發動機的性能和效率。然而，提高壓縮比會導致發動機在工作過程中產生爆燃或表面點火現象，還會導致排放性能變差。相同型號、相同排量的發動機壓縮比在設計時提高哪怕一點，都會帶來幾何量級的工程實際問題。應用TRIZ理論的矛盾分析法，在提高發動機壓縮比的同時，辯證地解決隨之帶來的其它問題，開拓學生的創新思維能力。因此，基本創新理論課程的學習和訓練是學生工程能力、創新能力的重要途徑。

3.2 實踐課程體系的改革

實踐課程是車輛工程專業培養學生工程實踐能力的重要課程組成部分，包括汽車實驗學、各類實習和實訓。筆者在車輛工程專業畢業生做問卷調查發現，在實踐環節學生更注重“實際”的能力，傾向于增加實習經歷、駕駛體會、到4 S店和汽車制造廠參觀實習等，多動手、多動腦。實踐課程教學實行工學交替、師生并重、理論與實踐相輔相成的實踐教學方法［14］。針對當前社會需求和學生的求知方向，在開設汽車發動機實驗周、汽車電子實驗周等必修實訓課的基礎上，還應重點考慮開展以下實踐課程建設。

（1）汽車修理技術

該課程是一門實踐性很強的課程，實驗課程是本課程的重要教學環節。開設實驗的目的是將理論與實踐有機地結合起來，通過實驗有助于學生加深對基本概念、基本原理的理解以及對基本方法的運用，提高學生的實際操作能力，為以后畢業生面向汽車修理方向的工作打好基礎。

課程擬設置汽車故障診斷與排除實驗和汽車調整實驗，在實驗理論方面能更加深入的了解汽車的結構、原理，在實驗教學方面能使學生學會使用汽車修理所用的各種工具和汽車故障診斷與排除的方法，提高學生的動手能力和實際解決問題的能力。

（2）汽車拆裝

車輛工程專業的學生與其它大機械專業學生對機械基礎的要求相同，在進入專業課學習之前已經完成了機械制圖、機械設計基礎等課程。然而，筆者在畢業設計環節發現很多同學CAD軟件非常熟練，有的拿到了不同級別的證書，卻沒有獨立繪圖能力，這是由于學生先修的機械基礎課程之間的聯系沒能很好地掌握，獨立地進行工程設計的能力欠缺［15］。基于此，在學習汽車構造（發動機、底盤）之前，帶領學生觀看各類汽車包括柴油機、汽油機等的發動機和底盤結構，使學生對這些結構有一個大體的印象，進而學習理論課程。學期末集中安排汽車拆裝實驗周，包括底盤和發動機的拆與裝，并要求學生現場手繪零件圖和裝配圖。該課程將理論與實踐有機地結合起來，通過實驗有助于學生加深對基本概念、基本原理的理解以及對基本方法的運用，提高學生的實際操作能力。另外，支持、鼓勵學生考取相應的職業資格證書，為以后的工作打好基礎。

（3）汽車運用工程

汽車拆裝實習結束后，同學們對整個汽車的構造有了深入的理解，在此基礎上給同學們提供一個駕駛體會的機會，結合課堂教學，掌握諸如汽車的使用條件、經濟性、排放、安全等知識，開設汽車運用工程實習課。開設汽車駕駛實習和汽車運行實驗周，課程分組進行，在指定的場地內每位同學有三到五次駕駛機會。該課程是對理論課程的鞏固和補充，讓學生運用所學知識體會車輛該如何設計、生產、使用和維護，為生產、研究、設計等實踐中合理選用汽車、改裝各種專用車、合理使用、管理汽車以及正確地進行汽車試驗等打下較堅實的理論和實踐基礎。

4 課程體系改革取得的成效

4.1 形成面向工程能力培養的專業教學模塊

依據車輛工程專業課程體系教學改革的措施，形成了以汽車計算機輔助系統和汽車電子控制兩個面向工程能力培養的專業教學模塊。汽車計算機輔助系統和汽車電子控制是當前的熱點，也是車輛工程專業的兩個主要研究方向和就業領域。教學模塊結合車輛工程中的結構和控制兩個主要方面，課程體系設置從較為空泛的理論課程內容向生產實際偏重，不僅為隨后的課程設計和畢業設計提供知識和技能保證，還為將來學生的就業提供了更廣闊的選擇空間。學生對這一系列課程從要我學，變成我要學，學習積極性大大提高。

4.2 學生工程能力顯著提高

通過課程體系改革，學生的工程實踐能力得到明顯的提高。在每年的畢業設計中，車輛工程專業的畢業設計作品均涌現出了一批有一定創新性、制作質量較高的機電一體化產品。學生從設計、編程到購買材料、生產制造和調試，基本掌握了整個汽車零部件的設計和加工生產的過程。學生的畢業設計作品在畢業設計末期進行集中展示，畢業生的工作積極性大大提高，同時也鼓勵和吸引了非畢業班學生盡快加入導師的課題組進行學習和鍛煉。

另外，在山東省機電產品創新設計大賽、機器人大賽等培養學生工程能力和創新能力的比賽中，車輛工程專業的學生每年都有多人次獲得一、二等獎等獎項。通過理論和實踐課程改革，學生成長為理論扎實、動手能力強、專業綜合素養高、工程實踐上手快、適應社會需求的創新性、應用型人才。

4.3 學生創新能力明顯加強

課程體系改革明顯促進了學生創新能力的提高。除了畢業班學生畢業設計的訓練之外，低年級的學生也積極加入到指導老師的縱、橫向課題中。車輛工程專業的本科生開始接受論文寫作和專利申請的訓練。每年都有本科生申請的專利被授予，并有工程應用的論文發表在科技期刊中，對學生今后的就業和繼續深造起到了積極的作用。學生創新意識不斷增強，創新能力不斷提高。

4.4 組建了各類實踐教學平臺

積極開展將校園培養與社會培養相結合，將學生送到生產實踐第一線的實踐活動。組建了以參觀、學習為目的和以參與、設計為目的不同類型、不同層次的實踐教學中心，為學生工程能力和創新能力培養提供各類平臺。分別與山東天辰集團合作成立工程技術研究中心和工程實踐教學基地，學生可完成實習教學任務，還參與到工程項目的研發中。與山東技師學院聯合組建實踐教學基地，學生在該教學實踐基地完成汽車拆裝實驗周等的實踐教學任務。另外，與其它知名汽車企業如中國重汽等也建立了長期的合作關系。學生實踐、實習不再是僅僅看一看、聽一聽，而是接受生產實踐第一線的工程師、技師指導，理論和實踐自然過渡，學生親自動手實踐，實踐效果明顯提升。

5 結語

在當前企業對車輛工程專業畢業生的工程實踐能力和創新能力要求日益提高的情況下，地方應用型本科院校車輛工程專業應加大課程體系建設和改革的力度，在理論課程體系和實踐、實習課程體系領域進行不斷探索，強化課程體系的設計和指導，培養出具有創新能力的工程專業技術人才。文章的研究結合我校課程體系改革的實際，為車輛工程專業培養學生工程能力課程體系建設提供參考和借鑒。

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（學科責編：王光銀）

Innovations of curriculum system of vehicle engineering specialty：A case study of Shandong Jianzhu University

Yan Fayi1，2，Wu Yalan1，2，Zheng Zhongcai1，2，et al.
（1.School of Mechanical and Electronic Engineering，Shandong Jianzhu University，Jinan 250101，China；2.Key Laboratory of Mechanical Engineering＆Innovation Technology in Universities of Shandong，Jinan 250101，China）

Curriculum system construction is the basis of realizing the aim of talent cultivation in universities.However，the current curriculum system of vehicle engineering in universities can'tmeet the requirements of enterprises well for graduates'engineering abilities and innovation abilities.The curriculum system of vehicle engineering requires innovation correspondingly.By taking the curriculum system of vehicle engineering of Shandong Jianzhu University as an example in the paper，the problems of the current curriculum system were analyzed and the significance of the innovations were elaborated.Based on the cultivation of engineering abilities and innovation abilities of students of vehicle engineering，the innovation measures were put forward from the items of theoretical courses and practical courses.The innovation effects for the cultivation of engineering abilities and innovation abilities of the studentswere Summarized.

vehicle engineering；engineering ability cultivation；curriculum system；innovation

G642.0

A

2015－04－04

山東建筑大學博士科研基金項目（XNBS1016）

閆法義（1978－），男，講師，博士，主要從事汽車新能源理論、應用及車輛工程專業教學等方面的研究.

E-mail：yanfayi＠sdjzu.eud.cn

1673－7644（2015）05－0500－06