基于虛擬仿真的新能源汽車雙創(chuàng)人才培養(yǎng)模式研究

李洪亮 王鈺明 劉志華

摘 要：作為高校踐行國家教育戰(zhàn)略的重要因素，虛擬仿真在促進人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新方面發(fā)揮著重要作用。本文主要提出了新能源汽車人才培養(yǎng)模式存在的問題、虛擬仿真在新能源汽車教學中的應用價值、雙創(chuàng)人才培養(yǎng)模式的實施途徑等新能源汽車專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀與方案。積極推進了虛擬仿真的建設(shè)與應用，拓展新能源汽車產(chǎn)業(yè)的學習深度和范圍，為地方經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展提供了堅實的創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新人才支撐。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真 新能源汽車專業(yè) 雙創(chuàng)人才 培養(yǎng)模式

Abstract：Virtual simulation is an important driving force for colleges and universities to practice the national information education strategy， which is of great significance to promote the innovation of talent training mode. This paper puts forward the current situation and scheme of innovative talent training of new energy vehicle specialty， such as the problems existing in the talent training mode of new energy vehicle， the application value of virtual simulation in the teaching of new energy vehicle， and the implementation way of entrepreneurship and innovation talent training mode. By using virtual simulation technology， we can solidly promote the construction and continuous service of virtual simulation experiment， expand the depth and breadth of experimental teaching content， and provide solid support for entrepreneurship and innovation talents for local economic construction and social development.

Key words：virtual simulation; major in new energy vehicles; entrepreneurship and innovation talents; training mode

隨著我國國民經(jīng)濟和社會的發(fā)展，日益嚴重的能源供應和環(huán)境污染問題對我國的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了巨大障礙。新能源汽車近年來呈現(xiàn)出快速發(fā)展的勢頭，是國家實施能源戰(zhàn)略調(diào)整和汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要抓手。其中，不僅需要加大對新能源汽車核心技術(shù)研發(fā)的投資，還需要考慮到新能源汽車行業(yè)自主創(chuàng)新需求的創(chuàng)新技能培訓和發(fā)展[1]。隨著虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展，對該技術(shù)的研究重點集中在新能源汽車學科上。利用虛擬仿真技術(shù)開發(fā)的具有通用性和傳播性的新能源汽車最新的數(shù)字資源是本文的主要研究重點，具有重要的理論及現(xiàn)實意義。

1 新能源汽車人才培養(yǎng)模式存在問題

1.1 工程實踐教育內(nèi)涵理念重視程度不夠

近年來，新能源汽車專業(yè)已成為大多數(shù)高校的熱門選擇，但大多數(shù)新能源汽車專業(yè)都是新開設(shè)的專業(yè)，基本上處于運行初級階段的方案、課程和標準還需進一步系統(tǒng)改進[2]。然而，以美國工科院校為代表的西方學校從教育理念、培養(yǎng)目標、教學內(nèi)容、教學模式、校內(nèi)外合作等方面高度重視對學生工程實踐能力的培養(yǎng)。20世紀40年代到80年代之間，美國高校曾經(jīng)出現(xiàn)過高等工程教育偏離工程實踐的問題。80年代末，麻省理工學院最早提出了回歸工程—即從科學向工程的回歸。在回歸工程理念的引導下，全美工程教育界及其各大高校紛紛樹立工程實踐教育理念，對工程教育的內(nèi)容進行重新整合，更加重視工程人才實踐能力的培養(yǎng)。20世紀90年代以來，美國高等工程教育界從不同角度提出了培養(yǎng)新一代高素質(zhì)人才的目標—培養(yǎng)面向21世紀的新一代工程師。各大工程類院校在課程設(shè)置、教學內(nèi)容和教學方法等方面都作了較大調(diào)整和改革，以適應造就新一代工程實踐能力強的高素質(zhì)人才的需要。

1.2 產(chǎn)教融合協(xié)同育人模式在工程實踐中尚未發(fā)揮作用

產(chǎn)教融合、協(xié)同育人是推進教育綜合改革、加強創(chuàng)新型人才培養(yǎng)、提升國家戰(zhàn)略和服務“一帶路”建設(shè)需求能力的一項重要舉措。近年來，我國一些高等工科院校紛紛開展產(chǎn)教融合教育模式的創(chuàng)新與機制建設(shè)，但校企雙方面臨如下主要問題：首先，校企協(xié)同育人，僅僅注重了對學校創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，而忽略了對企業(yè)的科技創(chuàng)新提升和人才培育的反哺功能。其次，校企協(xié)同育人，真正參與高校工程教育過程的高級研發(fā)人員、高級工程師不足，導致工程教育人才培養(yǎng)體系和方案建設(shè)，教學體系不夠健全。最后，校企協(xié)同育人，高校層面的教師教學評價制度有待改革，教師層面缺乏有效激勵。

1.3 工程實踐教學在課程設(shè)置中的比例較低

所謂教學計劃是由各類必修課、限選課和任選課所組成的適應本科生各種學習需要的龐大課程體系。其中，實踐教學課程占據(jù)了非常大的比重。例如，四年制本科生的教學計劃中規(guī)定要修滿124個學分，其中60個學分是通識教育課程，64個學分是專業(yè)必修課程，且實踐學分的比重占了一半以上。為了提高學生的工程實踐能力，組織多樣化實踐課程學習，并提高實踐評價結(jié)果在學位要求中的權(quán)重。學生即便以全A的成績完成了必修課程，但如果沒有實習經(jīng)驗也拿不到學位，從而在多維度方面提高學生對實踐教學環(huán)節(jié)的重視程度，基于此，通過自主掌握現(xiàn)代工程技術(shù)及工具后解決工程實際問題，培養(yǎng)提高工程實踐能力。

1.4 多元化工程實踐教育教學設(shè)施欠缺

鑒于新能源汽車技術(shù)設(shè)備價格昂貴，且無法運輸、建造和拆除，傳統(tǒng)的培訓條件和現(xiàn)場教學方法不再適用于新形式下的人才培養(yǎng)。同時又因設(shè)備數(shù)量限制，內(nèi)部結(jié)構(gòu)無法展示等客觀因素，通過拆裝和靜態(tài)觀看不能達到較好的教學效果[3]。如今，許多院校的新能源汽車專業(yè)仍然采用傳統(tǒng)的教學方式：教師通過使學生被動記憶傳達任務，即使是在計算機演示時，也只是將書本知識轉(zhuǎn)移到屏幕中。新能源汽車知識大多為本就抽象的電器類，這樣傳統(tǒng)的教學方法很難讓學生掌握汽車專業(yè)知識，不僅降低了課堂教學質(zhì)量，也影響了學生的實踐應用[4]。

2 虛擬仿真在新能源汽車教學中的應用價值

為了解決傳統(tǒng)培訓模式中實踐與理論教學、教學與評價方法之間的矛盾，鼓勵創(chuàng)新，擴大實驗教學的強度和范圍，逐步提高高校提供實踐教學的有效性和質(zhì)量，加強虛擬仿真實驗項目的建設(shè)和管理是一項重要的舉措。利用虛擬仿真技術(shù)進行的動態(tài)仿真表明新能源汽車運行模塊的組成部分和運行狀態(tài)是必要的。

2.1 將虛擬仿真與新能源汽車教學相結(jié)合，可有效解決新能源汽車專業(yè)實驗“成本高、周期長”等難題，遵從“虛實結(jié)合、能實不虛”的原則，具有傳統(tǒng)實驗不具備的優(yōu)勢。為此，必須以培養(yǎng)學生的實踐能力、合作能力和創(chuàng)新能力為切入點，力求實現(xiàn)人才培養(yǎng)的靈活化、信息化、智能化和現(xiàn)代化發(fā)展[5]。

2.2 新能源汽車與虛擬仿真的持續(xù)融合是推動創(chuàng)新人才培養(yǎng)高質(zhì)量發(fā)展的重要力量，通過運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，大力推進虛擬仿真實驗的建設(shè)與持續(xù)服務，能使新能源汽車專業(yè)教學靈活、生動、高效，可視化內(nèi)容豐富，拓展了實驗教學內(nèi)容的深度與廣度，為地方經(jīng)濟建設(shè)和社會的發(fā)展提供堅實的人才支撐。

2.3 將虛擬仿真技術(shù)應用于新能源汽車專業(yè)的培養(yǎng)，可以節(jié)省教學成本，方便設(shè)備擴展;靈活教學，提高學生學習興趣;規(guī)避風險，提高實踐培訓的安全性。通過創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實教學法優(yōu)化課程設(shè)計，運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)搭建實戰(zhàn)訓練環(huán)境，促進學習、重塑知識建構(gòu)能力等途徑的實現(xiàn)，從而積極探索傳統(tǒng)教學與虛擬仿真教學深度融合的新教學模式[6]。

3 雙創(chuàng)人才培養(yǎng)模式的實施途徑

3.1 培養(yǎng)建設(shè)“雙創(chuàng)型”教師隊伍

基于虛擬仿真的新能源汽車“雙創(chuàng)型”人才培養(yǎng)需要有一支具有較高教育水平的教師，加強“雙師型”導師隊伍建設(shè)的培養(yǎng)是確保人才培養(yǎng)教育模式朝著正確方向發(fā)展的根本因素。可以實施科學理論教學與動手實踐操作相結(jié)合的方式，建立一支虛擬仿真與新能源汽車相結(jié)合的“雙教學”人才教師隊伍。對教師隊伍進行創(chuàng)新培訓和學習，定期進行虛擬仿真與新能源汽車專業(yè)師資隊伍建設(shè)的交流學習[7]。任課教師或者學業(yè)導師是“雙創(chuàng)”人才培養(yǎng)的直接參與者，通過及時總結(jié)本校及兄弟院校教師的新能源汽車類專業(yè)人才培養(yǎng)經(jīng)驗，深度強化“雙創(chuàng)”人才教育理念，教師入駐企業(yè)鍛煉并參與企業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，企業(yè)技術(shù)骨干參與專業(yè)課教學、指導實習和畢業(yè)設(shè)計，組建校企雙方聯(lián)合教學科研團隊。

3.2 創(chuàng)立構(gòu)建“雙創(chuàng)型”教育體系

新能源汽車虛擬仿真實驗可建設(shè)包含新能源動力系統(tǒng)實驗室、新能源汽車故障與排除實驗室、新能源汽車構(gòu)造實驗室、汽車營銷及評估仿真實驗室4個虛擬仿真實驗教學平臺，如圖1所示。可利用虛擬仿真教學資源的信息化、網(wǎng)絡(luò)化，鼓勵建立虛擬實驗教育共享資源平臺，激發(fā)了新能源汽車專業(yè)教學實踐的改革創(chuàng)新，全面提高學生的崗位核心能力和創(chuàng)新實踐能力[8]。同時，對多年來高校實施創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的有效性進行了總結(jié)分析。通過文獻綜述，運用系統(tǒng)論、人才培養(yǎng)模式方法論、教學改革、教學方法論、實踐教學、第二課堂和過程評價等方法，對“雙創(chuàng)型”人才培養(yǎng)模式進行全方位梳理研究。

3.3 探索搭建“雙創(chuàng)型”實踐平臺

作為新型教育生產(chǎn)力，虛擬仿真是推動智教一體化教學的有利手段，其需要借助先進的虛擬教學平臺和完善的實踐教學體系。聚焦復雜工程問題解決能力培養(yǎng)問題，通過迭代創(chuàng)設(shè)跨組織、跨學院、跨學科的多維協(xié)同育人實踐教學平臺，以解決真實項目技術(shù)難題為目標，力求在虛擬教學體系的情境化學習體驗中培養(yǎng)學生解決復雜產(chǎn)業(yè)問題能力。同時，優(yōu)化創(chuàng)新資源配置，使得該平臺真正意義上最大限度的利用教學資源，實質(zhì)性的推進高校人才培養(yǎng)的改革創(chuàng)新。高校與社會崗位為學生搭建實崗平臺，培養(yǎng)具有較高的新能源汽車技術(shù)操作經(jīng)驗與堅實的虛擬仿真理論基礎(chǔ)的“雙創(chuàng)型”人才。

3.4 完善面向工程教育專業(yè)認證的“雙創(chuàng)型”實踐體系

工程教育是培養(yǎng)工程科技人員的主要途徑，對工程技術(shù)人員的知識、能力、素質(zhì)等形成起著主要作用，特別是對創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力培養(yǎng)有決定性的影響。現(xiàn)代的工程教育過程體現(xiàn)為突出基礎(chǔ)、重視交叉、拓展人文和強化實踐的特點，因此準確把握“基礎(chǔ)-交叉-人文-實踐”四位一體的人才培養(yǎng)要求，正確處理好實踐教育教學與其他三者之間的相互聯(lián)系與作用關(guān)系值得深入研究，為實踐教學模式改革與創(chuàng)新提供理論依據(jù)和實踐支持。工程教育專業(yè)認證是“雙創(chuàng)型”實踐教學質(zhì)量的重要保障，在對工程教育專業(yè)認證要求深入分析的基礎(chǔ)上，研究構(gòu)建適合汽車類專業(yè)實踐能力培養(yǎng)的實踐教學體系。依托實踐創(chuàng)新平臺，構(gòu)建“實驗+實訓+創(chuàng)新+工程”四個層次有機組合的教學體系，逐步提高學生的創(chuàng)新意識和實踐能力。同時，幫助學生明晰個人職業(yè)發(fā)展定位，在實踐教學階段創(chuàng)設(shè)“服務+管理+研發(fā)”三個維度的培育平臺，滿足學生個性化發(fā)展需求。

3.5 完善“雙創(chuàng)型”實踐教學效果評價方法

工程教育專業(yè)認證主要遵循的基本理念包括成果導向、以學生為中心和持續(xù)改進等，其對引導和促進專業(yè)建設(shè)與教學改革、保障和提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量至關(guān)重要。堅持成果導向教育，一方面強化問題導向、能力為本，聚焦能力培養(yǎng)，將解決復雜產(chǎn)業(yè)問題能力目標按學習和實踐時運用思維的高階性或低階性進一步細分，凸顯綜合思維、系統(tǒng)思維、數(shù)字思維和創(chuàng)新思維的評價;另一方面不僅注重過程性的能力增值評價，也非常注重產(chǎn)品設(shè)計、方案開發(fā)、發(fā)明專利、創(chuàng)立公司、發(fā)表論文等綜合性評價，以此助推學生自主搭建符合全周期綜合化培養(yǎng)要求的“能力+素質(zhì)+知識”的整體框架。

4 結(jié)語

本文在建設(shè)和持續(xù)服務新能源汽車專業(yè)虛擬仿真實驗的基礎(chǔ)上，提出了新能源專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式存在的問題;以培養(yǎng)“雙創(chuàng)人才”為目標，借鑒高校虛擬仿真平臺的成功經(jīng)驗，構(gòu)建貼近實際科研課題的虛擬仿真平臺，豐富理論教學資源拓展實踐教學模式，同時提供有效的在線教學和遠程學習方式;根據(jù)國家信息化教育戰(zhàn)略的新要求，探索新能源汽車專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，改革與創(chuàng)新教學內(nèi)容、教學方法、考核方式等人才培養(yǎng)方案。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用，有力推動了虛擬仿真實驗的構(gòu)建和延續(xù)，可以更為靈活、生動及高效的將難以直觀地描述的汽車內(nèi)飾的教學內(nèi)容呈現(xiàn)給學生，拓展了實驗教學內(nèi)容的深度與廣度，為地方經(jīng)濟建設(shè)和社會的發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

基金項目：教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目““雙創(chuàng)人才”培養(yǎng)模式下新能源汽車類專業(yè)師資培養(yǎng)”（202102427006），“融合新能源汽車雙創(chuàng)人才培養(yǎng)的虛擬仿真實踐教學體系構(gòu)建”（202102449047）。

參考文獻：

[1]盤朝奉，陳龍，江浩斌，等.新能源汽車戰(zhàn)略目標下車輛工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探討[J].教育現(xiàn)代化，2017，4（49）：1-3+6.

[2]李海瓊，黃云戰(zhàn).高職新能源汽車技術(shù)型人才培養(yǎng)探析[J].北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院學報，2020，19（3）：67-71+76.

[3]張昉.基于虛擬仿真技術(shù)的新能源汽車領(lǐng)域模塊數(shù)字化過程研究——以交流異步電動機為例[J].無線互聯(lián)科技，2021，18（18）：94-95.

[4]陸展.虛擬仿真軟件在新能源汽車運用與維修專業(yè)教學中的應用探討[J].時代汽車，2019（12）：42-43.

[5]龔泳帆，張又超.虛擬仿真實驗驅(qū)動土木工程人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新的研究[J].科技視界，2020（29）：31-32.

[6]張園園，孫兆統(tǒng)，余沛東，等.基于沉浸式虛擬仿真的物流專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)研究[J].物流科技，2021，44（10）：166-168.

[7]鄧敦杰，韋荔甫，余世全，等.汽車檢測與維修技術(shù)專業(yè)“雙創(chuàng)型”人才培養(yǎng)模式探索與實踐[J].智庫時代，2019（23）：28+76.

[8]張坤，魏東坡，尹文榮，等.汽車虛擬仿真實踐教學中心建設(shè)[J].裝備制造技術(shù)，2021（9）：127-131.

作者簡介

李洪亮：（1988—），男，漢族，山東泰安人，博士，講師，主要從事汽車類專業(yè)課程教學工作。