新工科下軌道交通車輛工程本科生培養方案思索

張濟民

摘要：當前，世界范圍內新一輪科技革命和產業變革正在興起，不斷催生新技術、新業態和新產品，迫切需要培養造就一大批創新型工程人才。新工科建設是對新一輪科技革命和產業變革的主動響應，本文在“新工科”背景下，對同濟大學車輛工程（四年制）本科生培養模式及培養方案進行探究，對如何培養高素質、多學科交叉型人才做了進一步的探討，為新工科下高校的軌道交通車輛工程復合型人才培養體系提出了基本思路。

關鍵詞：新工科；軌道車輛工程；人才培養

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）52-0042-03

一、引言

相對于傳統的工科人才，未來新興產業和新經濟需要的是工程實踐能力強、創新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型“新工科”人才，為此，教育部教育司日前下發了《關于開展新工科研究與實踐的通知》[1]，提出了高等工科教育“新工科”建設的人才培養思路[2]。“新工科”是以立德樹人為引領，以應對變化、塑造未來為建設理念，以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，培養未來多元化、創新型卓越工程人才[3]。至今為止“新工科”概念是提出來了，但是其具體的定義還不是很明確，沒有官方的定義。就作者觀點，新工科建設是對新一輪科技革命和產業變革的主動響應，通過對新工科專業的建設，有利于對高素質、多學科交叉型復合人才的培養。新工科專業，主要指針對新興產業的專業，以互聯網和工業智能為核心，包括智能制造、大數據、云計算、人工智能等相關工科專業。新工科專業是將傳統工科專業與大數據、人工智能、機器人等相關元素交叉融合的交叉專業，是對傳統工科專業的升級改造。新工科下的同濟車輛工程（四年制）培養方案如何在傳統的知識學科點有機融入上述元素，是判斷其是否新工科的關鍵準則。

二、“新工科”背景下同濟大學車輛工程（四年制）人才培養的思考

伴隨全球經濟發展和工業復蘇，軌道交通行業正處于新一輪上升階段，軌道交通行業將在全球開啟新周期快速發展篇章。全球鐵路行業市場空間廣闊，鐵路作為經濟環保的交通運輸模式會得到持續發展。中國高速鐵路雖然起步較晚，截至2016年底，全世界高速鐵路運營里程總計約3.5萬千米，其中中國大陸高速鐵路運營里程2.2萬千米，占全世界的62.8%，位居第一，遠超世界其他國家和地區高速鐵路運營里程總和。中國軌道交通事業的快速發展，迫切需要具備厚實的基礎知識、國際化和創新能力的復合型創新性人才。

在“新工科”背景下，工業智能化、大數據、人工智能興起，以百度為例，推出了一款叫作“度秘”的虛擬助手，人們可以用自然語言和它對話。它能講笑話，幫你定酒店，回答一些一般需要用搜索引擎解決的問題，而且它正在變得越來越智能。“以后我們會把這種自然語言界面變為新的平臺，對話就是新平臺。未來，人們不用學怎么使用新的遙控器、鍵盤，因為只用說話就夠了。通過自然語言理解，所有的工作就都可以被完成了。”百度CEO李彥宏在劍橋大學的演講中如是說道。工業智能化的時代到來了，各行各業都在朝著智能化的方向努力，我們車輛工程專業也不例外。為了更好地適應國際軌道交通的發展趨勢，依托于“新工科”背景，同濟大學車輛工程（四年制）制定了新的本科生培養方案，以“新工科”為契機，將車輛工程專業與互聯網、智能化、網絡化相結合，開展寬口徑、知識交叉復合和國際化的軌道交通裝備工程人才培養，為軌道交通行業可持續快速發展和國際化提供人才支持。同時，我們從麻省理工大學與斯坦福大學的人才培養模式中得到了一些啟示。麻省理工大學創立了CDIO工程教育理念，它以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程[4]。同樣地，斯坦福大學以培養“有用的人”為目標，大力培養學生的創新能力，提高學生的職業技能，斯坦福大學經由跨學科的學術講授，激勵學生鍛煉自己的創造力和領導力[5]。從這兩所國際頂級高校的人才培養模式可以看出，培養有創新意識、動手能力強的應用型的工科人才是非常必要的。我們車輛工程（四年制）專業借鑒這兩所高校的人才培養經驗，并結合中國軌道交通（干線軌道、城市軌道）發展實際情況，制定了一套適用于軌道車輛的研究、創新及應用型人才培養方案。

三、以“新工科”為背景的車輛工程（四年制）創新型人才培養方案

1.人才培養模式。課程設置以滿足軌道交通車輛技術的發展要求，培養高素質復合型“新工科”人才，以“多學科交叉融合”、“工程實踐強化”及“個性化培養”為特征的建設思路制訂培養方案，形成以學生為中心，課內與課外相結合、科學與人文相結合，教學與研究相結合的創新人才培養模式。

參考學院以往的辦學經驗和市場需求，對課程設置和教學內容進行篩選，提出以軌道車輛技術為核心涉及軌道車輛設計與集成、列車牽引與運行控制、軌道車輛健康管理與安全等方向，開設軌道交通創新能力拓展、軌道交通綜合實驗等創新實踐環節，全方位地對課程教學內容、教學模式、教學手段及教學資源進行革新探索。

以軌道交通車輛課程體系為基礎，兼顧科學研究及項目開發的總體教學目標，建立“課堂教學—實驗驗證—方案改進—創新實踐”的“新工科”教學模式，創建“軌道交通車輛創客實驗室”，將理論學習、實驗研究及實踐行動三者一體化，讓學生可以參與“idea的構建—實驗設計—方案制定—實驗驗證—動手實踐”全過程。通過體制和機制上的創新與完善，探索建立自主管理開放式管理模式，充分考慮學生個性化發展的要求，做到因材施教著力培養學生科學研究思維、創新意識和團隊合作精神；鍛煉學生發現問題、分析問題、解決問題以及交流、總結的素質和能力，實現實驗資源與環境、實驗人才與成果的共享。

新的人才培養方案還注重對學生的個性化培養，刪減了部分必修課的數量，適當增加了選修課的比例，給予學生更多的選擇機會，同時增加了一些人文必修課，以拓寬學生的視野，使學生全面發展。尊重學生的興趣，充分考慮學生的需求，鼓勵學生個性化發展，給了學生一片自由發展的空間[5]。

2.課程體系設置。為了實現軌道交通車輛工程專業的培養目標，并且與前面所提及的人才培養方案相吻合，課程體系設置非常重要，它不僅是整個教學環節的核心，而且對學生知識結構的形成、就業都將產生很大影響。課程體系主要包括通識課程模塊、專業課程模塊及創新實踐模塊三個部分。其中，在通識模塊內，個性化課程比重有所增加，即通識教育選修課，占總學分的6.25%。在專業課程模塊中，專業必修課仍占主要比重，占總學分的23.125%。創新實踐模塊占總學分的25%，主要包括工程實踐、工程基礎課程設計、軌道交通創新能力拓展、企業生產實習、專業課程設計、畢業設計（論文）等。

為了適應“新工科”的發展背景，車輛工程（四年制）專業也與其他新興專業交叉融合，在軌道車輛工程中融入大數據、互聯網、人工智能等元素以完成對傳統軌道車輛工程的升級改造。新的培養方案中將課程分成五大部分，如圖1所示，分成機械部分、電氣部分、控制部分、無線通信部分和機電部分，這五部分的課程設置與人工智能、互聯網、大數據這種新興學科交叉起來，推動了現有課程的改革創新。同時，為了培養學生的創新意識，在新的培養方案中加入了9次創新試驗，在該平臺上可以實現機械部分設計、電氣部分設計、機械部分制作、控制部分設計、電氣部分集成，無線控制通信調試，機電聯調，綜合調試，控制通信（局域網）運行測試的全過程，通過在該平臺的創新試驗，可以讓學生了解創新的意義及實現創新思想的途徑。

四、總結

在“新工科”建設背景下，為使我國高等工程教育更好地適應國家社會經濟發展的需要，我們對車輛工程（四年制）專業的人才培養方案做了一定探索。將“新工科”的新式工程教育理念貫穿本科生培養方案的全過程，使得學生將理論知識與實際問題結合學習，增強理論、工程和項目的聯系，從而加強對理論知識的理解，為今后更好地適應工科下的工程設計、科學研究及其他技術工作奠定必要的基礎。雖然新的培養方案目前仍存在一定的不足和差距，但在今后的教育教學過程中，我們將繼續提升車輛工程（四年制）專業人才培養的水平，從而全面提高本專業本科畢業生的綜合能力和素質。

參考文獻：

[1]林健.面向未來的中國新工科建設[J].清華大學教育研究，2017，38（2）：26-35.

[2]張海生.跨界融合：“互聯網+”背景下“新工科”的發展邏輯與建設目標[J].應用型高等教育研究，2017，（3）：13-18.

[3]鐘登華.新工科建設的內涵與行動[J].高等工程教育研究，2017，（3）：1-6.

[4]CDIO工程教育模式在課程集中訓練項目中的應用[J].中國新技術新產品，2009，（18）：251-251.

[5]斯坦福大學本科應用型人才培養模式及啟示[J].大學教育，2015，（9）：28-29.