摘 要:面對車輛電動化、智能化、網聯化、共享化的新四化發展趨勢,本校依托傳統車輛工程專業特色優勢,新增了智能車輛工程專業。智能車輛工程專業的設立不僅順應了時代發展的需求,也為高校培養新一代卓越工程師提供了新的契機。本文在“卓越計劃”指導思想的基礎上,提出了一系列教學改革措施,涵蓋課程體系優化、實踐教學創新、校企合作深化和實驗室建設等方面。通過系統的改革措施,旨在提升本專業學生的專業素養、工程實踐能力和創新思維,為智能車輛領域培養高素質的工程技術人才。
關鍵詞:智能車輛工程 卓越工程師 本科專業建設 教學改革
0 引言
智能車輛工程專業是在車輛工程專業基礎上建立的“新工科專業”,相較于傳統車輛工程專業,智能車輛工程更加注重跨學科知識的整合,緊跟汽車工業的最新發展動態,重點關注自動駕駛技術、車聯網、電動汽車等前沿領域,培養智能車輛工程及相關領域知識的綜合性人才。為適應新能源車輛行業發展需求,東南大學、合肥工業大學、華南理工大學、湖南大學、河南科技大學、湖北汽車工業學院、重慶工商大學等院校開設了智能車輛工程專業,本校新增智能車輛工程專業于2024年3月獲教育部審批通過。
“卓越工程師教育培養計劃”(簡稱“卓越計劃”)是2010年由教育部創辦的重大改革項目,是擺脫產教脫節困局和提升工程教育人才培養質量的重大舉措。本校車輛工程專業為實現“卓越計劃”提出的宏觀要求以及卓越工程師培養目標,圍繞工程知識、問題分析、設計/開發解決方案、研究、使用現代工具、工程與社會、環境和可持續發展、職業規范、個人和團隊、溝通、項目管理和終身學習的畢業設計要求,對車輛工程專業本科人才培養方案進行全面修訂,從而保證課程體系和教學內容能夠滿足卓越工程師培養的目標。
盡管車輛工程專業在培養卓越工程師方面取得了一定的成效,但在智能車輛工程新專業的建設中存在一些不足之處,如原有專業課程內容前沿性不足,交叉學科融合不夠,師資力量建設不完善,學生創新意識需要加強等。針對以上問題,本文以新工科為背景,對如何通過系統的教學改革實現智能車輛工程卓越工程師的培養進行探討。
1 專業改革背景
1.1 專業發展布局
隨著汽車工業的快速發展,車輛技術的革新尤其是智能化、電動化、網聯化和共享化(新四化)的進步,對車輛工程專業提出了新的要求。智能車輛技術,包括自動駕駛、車聯網和智能制造等,已成為行業的焦點。在車輛工程專業的基礎上轉型為智能車輛工程專業,能夠更好地適應和引領這一發展趨勢,培養能夠滿足未來汽車產業需求的專業人才。本校立足地方面向全國,建設具有自身特色和優勢的一流車輛工程專業,培養具有國際視野、創新意識、工程素養、人文情懷的高級工程技術人才。如圖1所示,智能車輛工程專業的建設旨在滿足多個方面的需求,以確保能夠培養出高素質的卓越工程師,適應未來智能車輛行業的快速發展。
1.2 培養目標
依托本校卓越教育培養計劃項目,對標工程教育認證標準,本專業積極申報卓越工程師人才教育培養計劃項目,旨在將卓越工程師的培養目標與新工科建設、專業的工程教育認證培養目標相統一,完成車輛工程卓越工程師人才培養的三項核心任務,全面實施一流專業建設、一流課程建設、建設專業卓越工程師培養一流基地。加強與車輛行業相關企業的合作,整合企業人才需求,不斷豐富工程內涵,以完善知識結構、增強學生工程意識與素質、強化工程實踐能力為培養核心,通過優化學生知識結構、強化學生素質教育、重視學生能力培養、突出學生工程實踐能力,實現建金專、建金課、建高地的核心任務。并在學校領導和職能部門的具體指導和幫助下,精心籌劃、認真討論,完善車輛工程專業卓越工程師人才培養方案,并開展實施研究。
2 改革措施
2.1 課程體系優化
課程體系優化的總體思路是基于車輛工程專業的知識體系結構,結合本校人才培養目標與定位、培養特色、專業畢業生社會需求和歷年積累的人才培養經驗,對標以知識、能力和態度“三位一體”的畢業要求,依據OBE教育理念逆向設計,優化課程總體框架,確定專業核心課程,建立課程體系對畢業要求支撐關系矩陣圖。并重點圍繞一流專業建設、一流課程建設和專業卓越工程師培養一流基地開展專業教育教學改革工作。
課程體系根據智能車輛工程的專業特點進行模塊化設計,涵蓋基礎理論課程、專業核心課程和前沿技術課程。基礎理論課程包括數學、物理、計算機科學等,為學生打下堅實的理論基礎。專業核心課程包括車輛工程基礎、智能控制技術、車聯網技術等,確保學生掌握專業必備知識。前沿技術課程則關注最新的技術發展,如自動駕駛、人工智能、大數據分析等,培養學生的創新能力和前瞻性思維。
智能車輛工程涉及多個學科領域,因此需要將相關課程進行跨學科整合。通過開設跨學科課程,如智能交通系統、物聯網與智能制造等,促進學生對多學科知識的理解和應用,提高他們解決復雜工程問題的能力。
同時,設置靈活的選修課程體系,滿足學生個性化學習需求。選修課程應涵蓋智能車輛工程的各個方面,如新能源汽車技術、智能駕駛輔助系統、車載信息娛樂系統等,鼓勵學生根據自己的興趣和職業規劃進行選擇。
2.2 實踐教學創新
采用項目驅動的教學模式,將實際工程項目引入課堂教學。通過項目實踐,學生能夠將所學知識應用于解決實際問題,提升工程實踐能力。例如,本專業《智能汽車控制實踐》課程要求學生每3人為小組設計和實現一個自動駕駛小車系統,讓學生親身體驗從需求分析、方案設計到系統實現的全過程。
在校內實驗平臺的基礎上,本專業穩步加強校外基地建設,實現雙方產學研共贏,在學生實習、科學研究、員工培訓等領域建立良好的合作關系,有多個長期穩定的校外實踐教育基地。通過在企業進行實習,學生能夠了解行業需求和工作流程,積累實際工作經驗。例如,本專業建立與依維柯汽車、上汽大通、上汽集團南京大眾、南京東華等公司的長期合作關系,為學生提供生產實習、工程實訓等機會,幫助他們更好地融入職場。
目前,校外實習基地運行良好,本專業近三年進入企業進行生產實習與綜合實踐的學生人數實現100%全覆蓋,還有部分學生的《汽車設計》課程設計和畢業論文/畢業設計是在企業專家和校內導師的共同指導下完成的。本專業學生通過在校外基地進行生產實習與綜合實踐以及在實習基地做《汽車設計》課程設計、畢業設計,了解汽車行業的發展,掌握行業技術標準和規范,在拓寬知識面的同時,培養學生的工程實踐能力、溝通能力、組織能力和創新能力等,為學生與企業接軌打下基礎。
2.3 校企合作深化
為滿足學生專業素養和工程實踐能力的培養要求,本專業積極探索校企聯合培養新模式,通過與企業共同制定人才培養方案,確保培養目標與行業需求相一致。本專業聘請了10名來自南汽集團汽車工程研究院、江蘇省汽車工程學會、南京奇智控制技術有限公司、南京博士朗新能源科技有限公司等單位的同行技術專家作為兼職教師,邀請企業專家參與課程設計和教學,開展企業導師指導下的畢業設計和科研項目,提升學生的實踐能力和就業競爭力。
通過校企技術合作,推動科研創新,本專業與新能源汽車企業聯合開展智能車輛相關技術的研究和開發,形成產學研合作的良性循環,共同申報科研項目,開發智能駕駛系統、車聯網平臺等,既為企業解決技術難題,又為學生提供科研實踐平臺。
本專業教師在潛心教學的同時,還積極參加與工程實際相結合的科學研究工作,通過企業研修、企業掛職鍛煉、承擔企業委托課題、企業博士后等途徑提升專業水平。在智能車輛“新四化”領域,建設校企合作平臺,促進信息交流和資源共享。教師通過自身能力的提高,以科研反哺教學,開展教研教改、科學研究以及指導學生參加課外實踐活動、學科競賽等工作,將最新的行業知識動態傳授給學生,豐富講授內容,使學生不僅能學到專業知識,同時能結合實際案例學會分析問題和解決問題的方法,提高學生的學習興趣。
2.4 實驗室建設
本專業基礎課程相關實驗主要在計算機教學實驗中心、力學實驗室、制圖教研室機房/測繪室、電工電子實驗中心、自動化與測控技術實驗中心等實驗室進行。專業課程實驗主要在機械基礎實驗中心、汽車運用工程實踐中心和工程培訓中心完成。
在后續實驗室建設中將涵蓋智能車輛工程相關的多個領域,包括自動駕駛、車聯網、電動汽車技術、智能感知與控制等。綜合實驗室的建設將融合傳統車輛工程的實驗設備與智能化、網絡化的新型實驗裝置,提供多功能的實驗平臺,滿足多學科交叉實驗需求。例如,實驗室將配置最新的傳感器技術、數據采集與處理系統、車載網絡通信設備和自動駕駛模擬系統,使學生能夠在一個集成環境中進行系統性實驗。
學校將引入企業級自動駕駛實驗車、智能車輛控制系統、虛擬仿真實訓平臺等先進設備,建設一系列與企業實際需求對接的實踐教學平臺。這些平臺不僅為學生提供了真實的工程項目實踐機會,還將通過產學研結合的方式,引導學生在真實環境中解決實際問題,提升其工程實踐能力和創新能力。
創新創業實驗室將專注于前沿技術的研究和創新項目的孵化,提供充足的資源支持和技術指導,激發學生的創新意識和創業熱情。實驗室將配備先進的硬件開發工具、軟件開發環境和測試設備,并引入行業專家和企業導師,指導學生進行創新項目的開發和實現。通過參與實際項目和創業實踐,學生將不僅獲得技術能力的提升,更能培養出優秀的創新思維和創業能力。
3 結語
通過一系列教學改革措施的實施,智能車輛工程專業將取得顯著的成效。首先,課程體系的優化將使學生具備扎實的理論基礎和前沿技術知識,提升專業素養。其次,實踐教學的創新將增強學生的動手能力和工程實踐能力,培養他們解決實際問題的能力。再次,校企合作的深化將促進產學研結合,提升學生的就業競爭力和職業發展能力。最后,將為學生提供全面、先進的實驗和實踐平臺,推動卓越工程師培養計劃的實施,培養出具備高素質和創新能力的智能車輛領域專業人才。
通過系統的教學內容改革,智能車輛工程專業將能夠更好地適應行業發展的需求,培養出具備專業知識、實踐能力和創新思維的高素質工程技術人才,為智能車輛領域的發展作出貢獻。
基金項目:南京林業大學教學質量提升工程項目(164310400)。
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