“新工科”背景下車輛工程專業新能源汽車課程改革

孫秀秀，王 剛，劉曉昂

（河北工業大學 機械工程學院，天津 300130）

“新工科”更加關注于學科的實用性、交叉 性以及綜合性。“新工科”背景下，人才培養體系的發展需要緊跟社會需求，培養專業能力硬、實踐能力強以及創新能力足的綜合全面人才。“雙碳”背景下，對新能源車輛專業人才需求不斷擴大，社會層面出現大量人才短缺現象。面向社會的發展，車輛工程專業需要與時俱進，持續改進培養方案和課程體系，才能滿足“新工科”對車輛工程專業人才培養的要求。

車輛工程專業是國家大力支持建設的“新工科”專業之一。新能源汽車以及智能網聯汽車的快速發展，嚴重沖擊了目前傳統汽車的教學內容[1]。面向未來產業發展和社會需求，車輛工程專業應積極響應時代的發展，除舊迎新，改革老舊內容。針對車輛工程專業新能源汽車方面存在的問題，結合當前專業和課程組的資源以及實踐教學效果，積極推進新能源汽車的改革勢在必得。

1 車輛工程專業課程現狀

車輛工程專業致力于培養適應社會、經濟和科技發展需求，掌握車輛工程及相關領域的基礎與專業知識，能夠從事車輛工程研究、技術開發、組織生產和決策管理的復合型技術人才。目前車輛工程專業課程普遍存在以下問題。

1.1 教學內容陳舊

高等教育學校車輛工程專業課程中存在過多傳統車輛課程，如：內燃機原理、發動機構造、發動機拆裝等。隨著新能源汽車的發展，新能源汽車與傳統車輛在動力系統上差距較大。新能源汽車的動力系統傳動系統以電池和電機為主。動力傳動系統的差異將影響車輛工程專業教學課程體系。在傳統教學內容的基礎上添加與新能源車輛相關的課程建設，如：電池熱管理、電機結構、新能源汽車控制等新知識模塊。如何平衡傳統車輛專業課和新能源模塊的課容量占比是新能源汽車課程改革的關鍵因素[2]。

1.2 教學實踐傳統

一方面，車輛工程專業課程實踐以軟件教學為主居多，然而目前車輛工程的軟件以建模為主，而新能源汽車涉及的仿真建模偏少。而且部分軟件教學被放入學生自主學習模塊。軟件教學并未引起師生的廣泛重視。實際上，企業往往重視學生的實踐操作能力。新能源汽車的發展產生了一些新的仿真計算軟件，如 Cruise建模。因此，對于新能源汽車課程的改進需要添加以新能源汽車為主的軟件學習，增強學生的實踐動手能力，為社會培養急缺的專業人才。

另一方面，車輛工程專業相比其它專業更加偏重于學生的實踐能力。然而目前校內實驗室所配備的臺架設備較為陳舊，部分設備配套數量少且損壞嚴重。而新能源汽車設備因造價昂貴，教學試驗設備不足導致與新能源汽車相關的試驗難以開展，很難讓學生意識到新能源汽車與傳統車之間的差異。如：電池充放電設備、電機性能試驗臺架等[3]。

最后，在實習方面，許多高校為完成教學目標，安排學生到傳統汽車主機廠進行集體參觀實習，卻鮮有專業技術人員進行講解，更無新能源汽車方向，如：電機、電池等方面的實習。而且由于無考核、無實踐、無反饋，學生大多也走馬觀花，并未親自動手，甚至無法觀察到細節。

2 “新工科”背景下新能源汽車課程改革

2.1 車輛工程專業培養目標改進

為了解車輛工程專業培養目標達成情況，以便更好地改進培養目標和教學環節設置，調整授課內容，提高教育教學質量。車輛工程系于2021年12月集中進行了一次畢業5年畢業生問卷跟蹤調查。調查對象為本專業2012級本科畢業生。根據調查問卷，有55.17%的畢業生認為本專業培養目標合理；有41.38%的畢業生認為本專業培養目標比較合理。如圖1所示。

圖2為本專業培養目標與社會實際需求的適應性評價。有17.24%的畢業生認為本業培養目標適應社會實際需求；有62.07%的畢業生認為本專業培養目標基本適應社會實際需求；有20.69%的畢業生認為本專業培養目標不太適應社會實際需求；認為專業培養目標適應和基本適應社會實際需求的占79.31%。

圖2 培養目標與社會實際需求的適應性評價

調研結果表示，高等學校大學生車輛工程專業的培養方向應該重視學生的工程實踐能力、溝通交流能力、英文閱讀與交流能力和知識能力；還應重視學生的團隊合作能力和項目管理能力；同時還需加強環保、安全與法律意識。具體調研結果如圖3所示。

圖3 培養目標與社會實際需求的適應性評價

基于以上車輛工程專業培養目標調研可以發現，車輛工程專業培養目標應該與時俱進，具有前瞻性。考慮當今社會的需求，提高學生工程實踐能力。增加專業學習與企業需求的相關性。

2.2 “新工科”背景下新能源汽車課程改革

2.2.1 新能源汽車課程內容改進

新能源汽車與傳統汽車在構造、設計以及原理等方面存在較大的差異。針對車輛工程專業課程設置與社會脫節問題，應在前期增加相關的專業課，培養學生對專業課的興趣，減輕后期專業課學習難度，適當增加專業課授課時長或者增設答疑課程。針對社會市場最新狀態及時更新教學材料并多涉及多學科交互內容。

因此，除了設置必須的基礎類課程外，為順應新時代潮流需要適量加入新能源汽車課程。如：新能源汽車驅動原理及控制、新能源汽車電池與管理技術、新能源汽車安全技術等作為專業必修課程。除此之外，還可開設新能源汽車振動與噪聲控制、混合動力汽車技術、車用燃料電池技術、新能源汽車電磁兼容設計、新能源汽車仿真技術及應用等選修課程[4]。

除必要的課程外，還應安排實踐課和與新能源汽車相關的實驗。并安排專職教師對新能源汽車的構造進行詳細的講解，配備相關的實驗教具和實驗設備進行實踐，提高學生工程實踐能力，貼近當今社會的發展，加強對新能源汽車基本結構及設計的認知[5]。

在自主學習模塊中增加與新能源汽車相關的計算流體動力學（Computational Fluid Dynamics,CFD）仿真、三維仿真建模、MATLAB建模與仿真技術等軟件教學，在本科的不同階段開設，培養學生的電子制圖及仿真分析能力，加強學生對新能源汽車技術的了解，為之后工作和科研奠定基礎[6]。

2.2.2 新能源汽車課程實踐改進

根據培養目標的調研可以看出，工程實踐已經成為本科生關注較高的環節。作為一個車輛行業的學生，除金工實習外，在校期間沒有真正動手實踐過，這是不合理的。因此，應該增加專業工程訓練課程，如：新能源汽車傳動系統拆裝、轉向系組裝等專業實踐課，加強對新能源汽車基本結構及設計的認知。改變課程教授的單一形式，增加其與生產實踐關聯性；根據學生評教、授課教師反饋及專家旁聽機制，對授課效果不佳的選修課進行改革。

軟件的教學需要遵循理論和上機實踐相結合的方式，學習軟件理論和實踐缺一不可。在課程設計中，教師不能下達任務后就放任學生自行開展設計，應間隔一定時間進行培訓，階段性檢查設計成果，舉行答疑活動，摒棄學生在提交成果前臨時抱佛腳而粗制濫造的現象。

在本科學習的最后一學期，可實行校企聯合。2022年 17級車輛工程專業本科畢業設計實現了100 %的校企聯合。學生課程畢業題目全部來自企業。根據統計顯示，本專業新能源汽車相關題目已達到 10%以上，甚至有7個題目出自于前瞻性更為廣泛的智能網聯汽車。校企聯合畢設可以讓學生更為深刻地認識企業與學校的差異，更為清晰地認識社會的需求。校企聯合能夠進一步加強學生的實踐能力。

2.2.3 新能源汽車專業方向改進

隨著社會的發展，不僅局限于新能源汽車的發展，智能網聯汽車也在得到了廣泛的關注。各種類型的車輛涉及的專業內容相對比較多，在有限的學時內，往往是不限制的融合各種類型車輛專業內容，如：智能網聯汽車的平臺技術基礎、環境感知、定位技術以及決策與控制等專業必修課。但是將各門課融合，學生一時也很難理解和接受。因此，有必要的情況下，可以將學生按照車輛工程的發展趨勢分成三個不同的專業：智能網聯汽車、新能源汽車以及傳統車輛，讓學生自由選擇，增加多樣化，多體系的專業教學增加了學生的趣味性。針對20級學生，將車輛工程專業劃分為智能網聯汽車、新能源汽車以及車輛智能設計與制造三個方向，此培養方案正在試運行期間。

3 結語

本文結合當今社會車輛發展趨勢以及車輛工程專業人才培養體系，以“新工科”為背景提出車輛工程專業新能源汽車課程改進的幾種措施。結合往屆學生對車輛工程專業培養目標合理性的調研以及目前學生的反饋情況，持續改進新能源汽車課程培養方案。根據培養方案，合理設置新能源汽車課程內容以及實踐內容。根據車輛工程專業的發展情況，有必要按照當今社會以及未來的發展需求，合理設置車輛工程專業方向，滿足學生多樣化需求和發展，為社會培養全面的車輛工程人才。