“新工科”建設背景下車輛工程專業的教學改革初探

摘 要：新一輪產業革命和技術革新，促使高等教育的改革創新走在前列，“新工科”建設作為高校綜合改革的“催化劑”正積極引領高等教育的深化改革。車輛工程專業人才培養對國民經濟發展舉足輕重，在此背景下，車輛工程專業的人才培養目標和培養模式均需要重新定位以順應時代要求。本文以《汽車理論》課程為例，從車輛工程專業的人才培養目標、課程體系結構和教學模式創新等方面進行了有益探索，以期加快專業建設，適應“新工科”建設對高等教育領域車輛工程專業人才的培養要求。

關鍵詞：新工科;車輛工程;教學改革;創新

中圖分類號：G420 ?文獻標識碼：A

Abstract：In response to the new round of scientific technological revolution and industrial reform，the reform and innovation of higher education is imminent.As the catalyst of comprehensive reform of colleges and universities，the construction of new engineering is actively leading the deepening reform of higher education.The personnel training of vehicle engineering profession plays an important role in the development of national economy.Personnel training objectives and training mode of vehicle engineering profession need to be repositioned to meet the requirements of the times.Taking the course of automobile theory as an example，this paper explores the personnel training objectives，curriculum system structure and teaching mode innovation of vehicle engineering profession，so as to speed up the profession construction and adapt to the training requirements of new engineering construction for vehicle engineering professionals in higher education field.

Key words：New engineering;Vehicle engineering;Teaching reform;Innovation

CLC NO.：G420 ?Document Code：A

2017年，教育部啟動“新工科”建設，加快培養新興領域工程技術人才，改造升級傳統工科專業，主動布局未來戰略必爭領域人才培養，提升國家硬實力和國際競爭力[1]。有別于傳統工科專業的改造升級，“新工科”名稱由此而生。汽車工業是我國國民經濟的重要支柱，其發展會帶動許多相關工業部門的發展;同時汽車工業結合了冶金、機械制造、電子信息、橡膠、紡織等一系列產業，帶動作用突出，體現多學科和多領域高、精、尖技術的交叉與集成，具有戰略性、先導性、可持續性、高附加值等基本特征。當下，車輛工程領域內新科技革命和新產業變革正悄然興起，新形勢下車輛工程專業人才的培養模式迎來了新的機遇和挑戰，基于此，本文對安徽工業大學車輛工程專業的教學改革進行初步探索。

一、新工科建設的時代主題

2017年，教育部啟動“新工科”建設，加快培養新興領域工程技術人才，改造升級傳統工科專業，主動布局未來戰略必爭領域人才培養，提升國家硬實力和國際競爭力[1]。與傳統工科專業的改造升級不同，“新工科”名稱由此而生。自2017年2月18日起，教育部相繼發布了新工科建設三部曲：“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”，明確指出了我國高等教育新工科建設的時代主題。“復旦共識”從源頭上解決認識問題，明確“新工科”建設的戰略意義和核心理念。“天大行動”主要探討方法論問題，提出“問產業需求建專業、問技術發展改內容、問學生志趣變方法、問學校主體推改革、問內外資源創條件、問國際前沿立標準”這“六問”，明確了“新工科”建設的行動路徑和條件保障。“北京指南”主要解決項目和政策支持問題，發布了“新工科”研究與實踐項目指南，回答了新工科建設的具體目標[1]。

這三部曲奏響了我國高校開展“新工科”建設的主旋律，在社會各界和高等教育領域引起普遍關注和巨大反響[2]，為工程教育的理論和實踐探索提供一個全新視角的同時，也對國際工程教育的改革發展做出了中國式回應[3]。在當前的新經濟背景下，新工科建設的目的就是通過前瞻性方式開展新工科研究與實踐，探索建設具有中國特色、世界一流的工程教育體系，培養造就具有交叉學科背景的創新型卓越工程技術人員[4]。

二、車輛工程專業人才培養新要求

根據復旦共識、天大行動與北京指南所提出的新工科建設指引，傳統工科專業的危機感在不斷增強，其內涵必須積極改變以應對當下形勢的全新挑戰。如何培養綜合素質能力強、創新實踐能力高、能解決復雜工程問題的高級工程技術人員，成為車輛工程專業人才培養的方向發展[5]。我校車輛工程專業依據國家頒布的汽車產業發展政策，緊密結合關于車輛安全、環保、節能等方面的技術規范強制性要求和服務于現代汽車制造業的目標，根據社會發展需要和人才需求，充分發揮本專業的教學優勢和畢業生就業優勢，經過不斷的教學調整和改進，逐步確立了專業建設方向。

根據新工科建設和專業認證要求，對本校車輛工程專業培養目標進行了重新定位。以培養具有人文社會科學素養、社會責任感、職業道德和團隊意識的應用型專業技術骨干為目標，掌握現代汽車工程領域的基本理論、專業知識和基礎技能，熟練運用現代分析工具和管理技術，能勝任本專業實踐領域的工程設計、技術開發、經營管理以及工程科學研究等工作，熟練運用所掌握的知識去解決復雜工程實際問題，服務于車輛工程相關行業且具有一定的國際視野和創新精神[6]。具體表述如下：

（1）具備工程與社會意識、環境與可持續發展意識、社會責任感、工程倫理職業規范意識。

（2）掌握現代汽車工程知識運用能力、問題分析能力，從事車輛工程領域的相關工程科學研究。

（3）善于應用現代工具和管理技術，能勝任車輛工程領域的工程設計、技術開發、經營管理等工作。

（4）具有團隊意識和一定的國際視野，能夠在多學科團隊中承擔負責人或成員角色，能與他人進行有效溝通、交流與合作。

（5）具備自主學習能力，勇于創新和實踐，不斷積累和總結工作經驗，提高服務社會的能力。

三、專業課程體系結構深化

培養目標的完成需要課程體系的保障，在新工科建設背景下，我校對車輛工程專業的課程系統結構進行了重新構建。在本專業課程體系設置時，主要考慮了以下幾個方面[6]：

（1）整個課程體系應能夠覆蓋全部畢業要求，注重數學、英語、力學、計算機等基礎課程的重要性，保證每門課程能夠實現其在課程體系中的作用。

（2）完善實踐教學體系的設置，與汽車生產企業合作，開展汽車廠生產實習、金工實訓，培養學生的實踐能力和工程意識。

（3）體現出車輛工程專業特點，開設汽車構造、汽車理論、汽車設計、汽車試驗學、汽車制造工藝學、汽車電子與電器、汽車液壓與液力傳動、發動機原理、控制工程基礎等專業課程。

（4）考慮到本專業學生創新意識和團隊協作能力的培養，開設了創造學與創新能力開發課程、機械原理等課程設計，以及車輛工程專業綜合實踐與畢業設計等環節。

（5）通過設置企業管理、工程經濟與項目管理、職業發展與就業指導等相關課程，培養學生較強的社會服務意識，掌握生產管理的基本知識，注重學生對工程管理與職業規劃知識的終身學習。

（6）人文社會科學通識教育課程的開設可使學生在今后從事車輛工程設計時，能夠全面考慮社會經濟、環境保護、法律倫理等各種制約因素。

從這幾方面可以看出，本專業課程主要從人文社會科學類課程、數學與自然科學類課程、專業類課程（工程基礎類課程、專業基礎類課程和專業類課程）和工程實踐與畢業設計等各模塊進行了分類設置，依據工程認證產出導向理念深化各模塊結構。

人文社會科學類課程從授課內容上深化此類課程對學生綜合能力的培養，特別是如何培養學生理解和運用經濟、環境、法律和倫理等相關知識，主要用于達成合格人才畢業的項目管理、個人與團體、溝通及工程知識等能力要求。工程基礎類課程深化的是對本專業學生基本技能和適應能力的培養，與車輛工程知識、問題分析及研究能力等的畢業要求的達成相一致。專業基礎課程和專業課程深化培養學生解決車輛工程實際問題的能力，目的是支持畢業要求中的工程問題分析能力、開發/解決方案能力、使用現代工具能力、終身學習能力等的達成。此外，各類實踐性課程也從培養學生研究能力、創新能力及團隊合作精神等方面進行了畢業要求達成的針對性深化。課程體系結構深化過程中，充分吸收了企業與行業專家的意見，征求用人單位對畢業生的知識、能力和素質評價與改進等方面的建議，并在具體的教學環節和新版培養方案修訂中進行了完善和體現。

四、教學模式有益探索

新工科建設背景下，車輛工程專業為了培養解決復雜工程問題的應用型技術骨干，需要對專業課程教學模式進行有益探索。教學模式一般是指在教學思想或教學理論指導下建立起來的一系列教學活動，也可以認為是教學范式，主要包括教學目標、教學方法和教學評價等。

以《汽車理論》課程為例，說明本研究在課程教學模式上進行的有益探索。針對車輛工程專業相關畢業要求，課程的教學目標擬定為：綜合學生所學習的數學、力學、汽車構造、汽車設計等方面的課程，掌握車輛設計計算與分析建模的有關知識，完成本專業學生綜合能力培養與訓練，為學生將來從事車輛設計與分析建模奠定良好的基礎。教學方法采用課堂教學、模型與多媒體相結合，輔以習題、練習、講解及自學。依據本課程達成畢業要求制定的教學目標和教學內容，結合課程性質、實驗條件及實踐方式，建立了課程考核形成性評價體系。教學評價包括考試試卷、平時練習題作業及考勤，通過課程評價評估學生對基礎知識的掌握情況及應用分析能力，逐步改變了以往期末一次性考核方法，注重課程考核體現于整個教學過程中，強調對學習過程的把控、記錄，促使學生形成良好的自主鉆研學風。

教學過程中發現，傳統的板書、掛圖教學模式已經不能適應當前新工科建設發展的要求，多媒體授課仍然是高校課堂教學的主流。在《汽車理論》課堂教學中采用多媒體手段，可將抽象的概念用圖片、動畫的方式直觀形象地講解展示。例如：在講授車輛側傾工況下車輪外傾角的變化時，不少同學對單橫臂懸架前輪外傾角與地面側向力方向既可能相同也可能相反很不理解，通過播放圖1所示的動畫對車輛在小側向加速度和大側向加速度工況下進行對比，使學生一目了然。

“啟發互動式”教學也是促進教與學的必要方式。在講授章節基本內容的同時，用幾個關鍵詞引出重點內容，提出幾個啟發問題要求學生花三五分鐘分組討論，說出自己小組對問題的見解，由教師對各小組學生的回答做進一步點評，或與其他組學生進行辯論。如在講授汽車的驅動力與行駛阻力內容時，教師首先拋出日常生活經常遇到的問題：“上高速公路前要檢查胎壓，在給定的胎壓范圍內，胎壓適當高一些好還是低一些好？”激起學生討論的興趣，討論時充分啟發學生的獨立思想，鼓勵學生各抒己見，引導學生逐步深入到問題實質并就分歧意見進行辯論，培養實事求是的精神和解決問題的創新能力。然后再進一步啟發提問：“在高速公路上，輪胎變形產生的滾動阻力大還是滑移產生的滾動阻力大？”最后和同學們一起探討結論：上高速公路時，輪胎氣壓應該適當高一些;在松軟路面、泥濘路面、雪地行駛時，可適當降低輪胎氣壓。通過啟發互動式教學可以促使學生課前預習課后復習，加深理解和鞏固課堂所學內容，增強學生課堂辯論的自信心。

為了培養學生分析解決復雜工程問題的能力和創新思維，我校工程實踐與創新教育中心每年都會鼓勵學生參加無碳車競賽、“恩智浦杯”全國大學生智能車競賽、方程式汽車大賽等活動，學生在參賽過程中工程實踐能力得到極大提高，這種以大賽為導向的人才培養體系對于車輛工程專業學生的工程實踐能力、自主學習能力、團隊協作能力等均得到全方位提升[7]，激發了學生的參與熱情，改善了教學效果。

五、結語

當下，車輛工程專業應緊抓“新工科”建設契機，在現有的教學方法、教學手段、考核評價體系等方面進行適應性改革，根據行業發展特點不斷調整教學內容、革新教學方式、探索新的教學手段;樹立以學生為中心，目標成果為導向，可持續改進，統領思想，切實做好專業人才培養的頂層設計，系統構建多樣化人才培養路徑，努力以深化工程教育改革的實際成效，通過不斷提高工程教育專業的水平和人才培養的質量來實現專業內涵式的發展，為經濟建設、社會發展以及國際合作培養更多優秀的人才。

參考文獻：

[1]吳愛華，楊秋波，郝杰.以“新工科”建設引領高等教育創新變革[J].高等工程教育研究，2019（1）：1-7，+61.

[2]陳燕.新工科研究進展與前瞻[J].天津大學學報（社會科學版）[J].2020，22（3）：214-222.

[3]陸國棟.“新工科”建設的五個突破與初步探索[J].中國大學教學，2017（5）：38-41.

[4]林健，鄭麗娜.從大國邁向強國：改革開放40年中國工程教育[J].清華大學教育研究，2018，39（2）：1-17.

[5]李光明，袁文華，伏軍，等.“新工科”背景下車輛工程專業校企合作模式探索[J].時代農機，2019，46（3）：58-59，+116.

[6]安徽工業大學車輛工程專業工程教育認證自評報告[R].2018.

[7]朱恒偉，張琦，馬洪新，等.新工科背景下車輛工程專業人才培養模式的研究[J].汽車教育，2019（22）：208-210.

基金項目：安徽省教學研究重點項目（2019jyxm0140）

作者簡介：牛禮民（1976—），男，安徽肥東人，博士后，副教授，研究方向：高等教育、車輛動態性能模擬。