新工科背景下汽車工程應用型人才實踐與創新能力培養體系建構

摘? 要 汽車新興產業發展迅猛，需要大量掌握新技術與具備實踐創新能力的新工科技術人才作為支撐。圍繞應用型人才實踐與創新能力培養目標，通過優化課程體系結構、構建多元培養模式、豐富教育教學方法、構建實踐教學新體系和強化教師隊伍建設等系列改革措施，形成一套良好的新工科背景下汽車工程應用型人才實踐創新能力培養機制，為汽車新興產業發展提供更好的人才支撐。

關鍵詞 新工科;創新能力;汽車工程;應用型人才;智慧學習工場;仿真實訓室;CDIO教學模式;實踐教學

中圖分類號：G652? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）04-0087-03

1 前言

隨著人工智能、云計算、大數據、物聯網等技術的不斷成熟和廣泛應用，“中國制造2025”“工業4.0”等新興發展戰略悄然興起，以新技術、新業態、新產業為代表的新經濟蓬勃發展。2017年以來，各地高校響應教育部倡議，積極開展新工科研究活動，從而深化工程教育改革，推進新工科建設與發展。新工科對應新興產業，注重人工智能、信息通信、電子控制、大數據與云計算、物聯網等新技術與傳統工業技術的緊密結合，新工科人才需要具備較強的新技術應用能力、工程實踐能力和創新能力[1]。作為制造業重點發展領域的汽車產業逐漸向智能化、自動化、網聯化、信息化、低碳節能化等方向發展，這一發展趨勢所需的技術人才正符合新工科人才特點。

目前，眾多地方本科高校面臨轉型發展的機遇和挑戰，在轉型發展和新工科建設背景下，應用型本科高校更應緊密結合經濟社會和產業發展需求，迅速調整專業定位，著力優化專業結構，致力于內涵發展和特色建設，為社會培養具備新工科實踐與創新能力的應用型人才。

2 新工科汽車技術人才培養意義

截至2017年，我國汽車保有量已突破2.2億輛，汽車年產銷量均接近3000萬輛，是世界第一大汽車生產國和第一大汽車銷售國。然而，目前人才供應難以滿足汽車產業高速發展需求，隨著新能源汽車、車聯網、智能交通、無人駕駛等新興產業的發展，人才供需矛盾必將加劇。汽車新興產業發展所要求的技術理論和知識結構與傳統汽車技術體系有著很大區別，更加強調學科的交叉融合和電子控制、人工智能等新技術應用，如新能源汽車領域應該重點掌握新能源汽車驅動技術、電池電機電控等三電技術、高壓電安全技術、汽車智能化控制技術、車聯網技術等。但是受傳統人才培養體系結構限制，很多高校未能及時隨新產業發展調整專業定位，導致人才培養不能適應汽車新產業發展需求，尤其在新能源汽車、汽車智能化控制、車聯網等方面，具有明顯的新工科技術特點，尤其需要大量掌握交叉學科知識、新技術和具備創新思維能力的新型人才作為支撐。

因此，應用型高校在制定人才培養體系時必須充分結合產業發展需求，著力在課程體系結構、人才培養模式等方面進行相應改革，建設配套設施，使人才培養得以適應新工科發展需求。為主動適應汽車產業發展變化特點和提升從業大軍的總體素質，探索新工科背景下汽車工程應用型人才培養機制，意義重大也迫在眉睫。

3 人才培養機制構建

圍繞適應新工科的高端應用型人才培養，廣東技術師范學院汽車工程應用型人才培養新機制以實現提升關鍵的專業“四能力”為出發點（即提升工程實踐能力、創新創業能力、新技術應用能力和可持續發展能力[2]），具體通過“五方面”來實現（包括優化課程體系結構、構建多元培養模式、豐富教育教學方法、構建實踐教學新體系和強化教師隊伍建設等）。同時，在教學改革與實施中，積極依托教育部在學校試點的智慧學習工場和科技創新訓練平臺開展教學工作，提高學生學習興趣和教學質量。面向汽車工程專業人才培養，將上述改革進行有效整合和貫通，形成創新型人才培養機制。

優化課程體系結構

1）打破“重理論輕實踐”的學科知識型課程設置框架，構建以專業技術能力培養為核心的課程體系結構。根據汽車新產業發展對人才專業技術需求特點，對專業課程進行優化調整和全面改革，強化汽車先進技術、新能源汽車、車聯網、智能控制技術等方面能力培養，及時更新教學內容，重點引入汽車領域學科前沿和新成果內容，加大實驗實訓實踐課程比例，增加設計性、綜合性、創新性內容，有針對性開發新的實訓教學項目，以加強創新能力和實踐動手能力培養。

2）構建多學科交叉融合的課程體系。隨著新能源汽車、車聯網、無人駕駛、智能化控制等技術的飛速發展，汽車工程單一學科專業已經很難支撐多種技術的發展需要，必須融入控制工程與自動化、信息與通信、人工智能、計算機等學科專業知識，才能達到汽車新工科發展所需的技術要求，在汽車工程學科專業原有課程的基礎上，深度交叉融合其他必要學科知識是優化課程體系結構的關鍵一環。

3）強化創新創業教育課程模塊。此模塊課程由學校創新創業學院組織相關專業教師與企業、行業專家制定，并由專門從事創新創業教育教學的專業教師和企業講師講授該課程，通過開展創新創業模擬實訓、創新能力訓練實踐教學、創新創業講座等內容，培養學生的創新創業意識和職業素養[3]。

4）優化實踐與創新能力培養課程模塊。在選修課程中，增設實踐與創新訓練課程，開展實踐與創新訓練活動、科技競賽活動等;構建“雙層三級遞進式”實踐課程結構，開發項目設計驅動的課程結構，設計工作過程系統化的結構課程等。

構建多元培養模式

1）推行本科生“三進入”培養模式。為給學生提供良好的實踐和創新能力培養環境，建立本科生進科研團隊、進科技社、進競賽團隊的“三進入”培養機制和制度，鼓勵和組織本科生全面參與競賽活動和科技創新訓練。學生根據自身能力和興趣，可以選擇加入教師科研隊伍，協助開展教學科研項目工作，從而培養創新和學術研究能力[4];加入學生科技社，可通過科技社開展的常態化課外科技培訓、活動以及創新訓練項目，如電子設計大賽、挑戰杯、技能減排競賽等，培養實踐動手和創新能力;學校圍繞汽車工程領域專業競賽，組建中國Honda節能車競賽團隊、巴哈越野車大賽團隊、“恩智浦”杯智能小車競賽團隊、CAD制圖大賽團隊等，常年開展競賽相關活動并積極籌備競賽工作，學生加入競賽團隊，可通過參加學科專業競賽活動提高專業興趣和實踐動手能力。

2）建立科研入教學機制。鼓勵和引導教師將教科研項目開展融入教學與人才培養中，具體做法：

①教師結合自己的教學改革與科研項目，提取部分研究內容作為課題，積極組織學生參與，讓學生結合自身興趣和能力選取相關課題開展研究，進而鍛煉綜合能力和提高專業技術水平;

②以畢業設計（論文）工作為契機，進一步將教改科研項目開展與指導畢業設計（論文）工作結合起來，通過導師帶學生的形式，達到更好的培養成效;

③以項目開展為依托，指導學生撰寫專業論文和申請專利等，提升學生學術研究能力和綜合素質。

3）大力開展校企協同育人模式。一方面充分依托已建立的產學研合作基地，進一步深化實質性合作內容建設，重點開展生產實踐課程、科技開發、實驗分析、專業實習、項目規劃等內容，積極推進學生課外科技創新活動，有效組織和選拔學生參與產學研基地的生產性課題研究，跟隨指導教師參與相關科研項目攻關，切實提高創新和實踐能力;另一方面積極推進與企業的產教融合人才培養，通過企業的深度參與，如承擔專業課程和實訓實踐教學，按比例分擔專業核心課程教學，承擔兩個學期定崗實習，共同輔導畢業設計（論文）工作等，讓學生切實學習和體會企業生產實際，通過企業教育培養學生新工科的思維和能力。

豐富教學模式與方法

1）大力開展理實一體化教學。充分利用教育部試點的智慧學習工場和汽車實驗實訓中心的實踐環境和有利條件，把大部分專業課堂搬進工場和實驗室，在工場和實驗室環境下完成授課。在講授理論知識的同時穿插實踐操作，兩個教學環節深度結合[5]、互相促進，使學生同時獲取理論知識和得到技術技能的強化訓練，有效增強教學效果。

2）構建虛實一體化教學環境。利用“互聯網+”和現代信息技術，依托建成的汽車檢測與故障診斷仿真實訓室，構建教學功能齊全的虛實融合協同環境，開展虛實一體化教學。由整車和臺架、故障仿真軟件、控制和管理教學軟件、計算機、遠程控制和通信設備、教學資源等組建成的虛實一體化教學平臺，為深入開展汽車新技術及應用、強化實踐教學等提供良好條件，可打破場地、設備、時間與成本等限制，保證每個學生的實踐操作機會，從而更容易調動學生的積極性和提高教學質量。

3）推進工作過程系統化結構課程教學改革。根據產業技術崗位群設計教學工作任務，再整合工作任務形成綜合能力需求，從而有針對性地制定專業課程的課程結構。課程構建一般包括工作過程分析、課程體系構建、教學過程分析等環節，每個環節緊密聯系，在課程開發設計時必須充分結合汽車工程專業課程內容和特點。以此為導向，將課程學習內容重構為模塊學習單元，每個學習單元體現工作過程的系統化結構，在每個設計單元中融入相應的理論知識點，這樣一來，理論和實踐結合更加緊密，又有針對性，教學成效更顯著[6]。

4）積極開展CDIO教學模式。CDIO教學模式倡導將構思、設計、實施及運行貫穿教學完成的全過程[7]。針對汽車新技術核心專業課程的內容和結構特點，其包含實訓實踐項目和實驗設計開發的內容較多，要求也較高，利用現有教學資源，將CDIO理念的項目設計驅動教學方法充分應用到課程教學中，進行工程項目式的教學課程設計與實施，通過完成一個完整的工程項目，使學生的綜合能力等得到鍛煉和提升。一個項目設計完成，再進行其他知識點和內容的設計，進而按項目設計來完成課程內容和知識點的講解，通過基于CDIO理念的不同項目設計教學來實現課程具體內容的教學改革，提高學生的理論水平、實踐能力、協作能力和學習興趣。

構建實踐教學新體系

1）打造多維實踐教學平臺。

①充分依托智慧學習工場，打造多學科融合的實踐創新教學新平臺，發揮集成、共享、開放的特點，在交叉學科和專業核心技術、專業基礎與創新訓練等方面進一步實行高效的教學改革，構建新型教學實踐與科技創新訓練平臺，強化創新與綜合能力培養。

②構建學生科技社平臺，作為科技創新活動的智創空間，以項目為抓手，積極開展學生科技競賽、創新訓練項目研究、創新活動、創業訓練，使學生的創新和實踐能力得到培養和提高。

③依托汽車實驗中心資源，構建開放式實驗室平臺，實行開放式教學管理模式，學生根據學習需求和興趣可隨時進行實驗實訓活動，進一步提高實踐能力。

2）構建“雙層三級遞進式”工程實踐教學體系。為提高學生的工程實踐和創新能力，構建“雙層三級遞進式”強化實踐教學體系。如圖1所示，第一層包括三級項目，分別是課程相關實踐教學、課外科技創新實踐、校外技能與科技創新實踐，從課內到課外逐步遞進;第一層的每一級下面又包含三種類型的實踐活動，層層遞進，全方位覆蓋本科階段的教學全過程[8]，通過豐富的手段強化學生實踐與科技創新能力的培養。

強化師資隊伍建設? 師資隊伍建設與人才培養質量息息相關，要實現應用型人才實踐與創新能力培養，師資必然要往“雙師多能型”方向發展[8]。一方面為適應新工科發展要求，專業教師要不斷加強學習和實踐，與時俱進，提升自身能力，尤其要及時學習掌握新技術新理論新知識新動態，要經常深入企業了解實際生產需要并進行實踐鍛煉;另一方面通過產教融合等協同育人工作，構建一支由企業、行業專家組成的實踐經驗豐富的兼職教師隊伍，對于企業技術人才可適當調整高校師資聘請條件，使真正懂技術能創新的人能夠進入應用型師資隊列。從新能源汽車、車聯網等新產業發展所需技術特點來看，具有機械工程、控制工程、電子信息工程、計算機等多學科交叉融合的特征，因此可通過整合相關學院教師資源，打造一支具有多學科交叉融合能力、解決復雜工程問題能力和應對處理未來問題能力的師資隊伍，從而能勝任培養實踐創新能力較強的應用型人才的工作。

4 結語

在新工科建設背景下，圍繞汽車新興產業發展需求和特點，以提升汽車工程專業學生的工程實踐能力和創新能力為出發點，通過優化課程體系結構、構建多元培養模式、豐富教育教學方法、構建實踐教學新體系和強化教師隊伍建設等一系列改革措施，打造新工科背景下的汽車工程創新人才培養體系，切實提高人才培養質量，為我國汽車新興產業發展提供優質人才。

參考文獻

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[2]吳濤，劉楠，孫凱.“新工科”視域下工程人才關鍵能力的思考[J].黑龍江高教研究，2018（3）：156-160.

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[5]陳哲明，王理章，陳瑩瑩.《汽車構造》理實一體化教學法的研究與實踐[J].教育教學論壇，2014（53）：186-187.

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[7]喻菲菲，杜燦誼.基于CDIO教育理念的機械工程測試技術課程實驗教學方法改革[J].中國現代教育裝備，2017（21）：58-60.

[8]蔡小平，孫長銀.新工科背景下應用型本科人才培養質量保障機制構建[J].鹽城工學院學報：社會科學版，2017，30（4）：71-73.