校企合作視角下新能源汽車專業課程建設與實踐研究

摘 要：在全球能源與環境問題嚴峻背景下，新能源汽車行業發展迅猛。校企合作對該專業人才培養意義重大，《HyperMesh 實用工程技術》課程尤為關鍵。從課程設立的必要性看，其契合行業需求，CAE 技術在新能源汽車設計研發諸多環節作用重大，相關企業對CAE分析人才需求迫切。教材建設上，要與企業同步采用最新軟件版本，引入真實案例并合作開發教材。師資隊伍建設方面，重視企業經驗打造教師隊伍，拓寬招聘渠道，推進多元跨界融合。教學方法上，采用項目教學法與虛擬仿真技術。總之，校企合作下該課程建設成果頗豐，為行業人才培養提供有力支撐。

關鍵詞：新能源汽車 校企合作 教材建設 師資隊伍 教學方法

在全球能源短缺和環境污染問題日益嚴峻的大背景下，新能源汽車作為傳統燃油汽車的重要替代方案，正逐漸成為汽車產業發展的核心方向。近年來，新能源汽車行業呈現出迅猛的發展態勢。中國汽車工業協會數據顯示，2024年，中國汽車產銷累計完成3128.2萬輛和3143.6萬輛，同比分別增長3.7%和4.5%，連續16年居全球第一，汽車出口585.9萬輛，同比增長19.3%，仍保持較快增長。新能源汽車表現亮眼，2024年產銷量邁上千萬輛級臺階，分別達到1288.8萬輛和1286.6萬輛，連續10年位居全球第一。這一數據不僅彰顯了新能源汽車市場的巨大潛力，也預示著該行業在未來全球經濟和交通領域中將扮演愈發重要的角色。

新能源汽車行業快速發展，對專業人才的需求也日益增長。校企合作作為一種有效的人才培養模式，能夠整合學校和企業的資源優勢，為學生提供更加貼近實際工作場景的學習機會，從而提高學生的實踐能力和就業競爭力。目前，全國已有多家院校和一些新能源汽車行業車企建立了合作關系，并初步取得了一些新能源專業理實一體化教學研究的成果。

《HyperMesh實用工程技術》課程在新能源汽車專業中占據著重要地位。在汽車整車的設計過程中，安全碰撞分析、零部件強度分析、剛度分析等都是至關重要的環節，而這些分析都廣泛采用HyperMesh作為主流軟件。

1 課程設立的必要性

在新能源汽車行業蓬勃發展的大背景下，《HyperMesh實用工程技術》課程的設立具有至關重要的意義，它緊密契合了行業對專業人才的需求，為培養高素質的新能源汽車專業人才提供了有力支撐。

隨著新能源汽車技術的不斷創新和發展，汽車設計和研發過程中的工程分析變得愈發關鍵。CAE（Computer Aided Engineering）技術作為工程分析的重要手段，在新能源汽車領域發揮著不可或缺的作用。它能夠利用計算機輔助求解分析復雜工程和產品的結構力學性能，以及優化結構性能等，將工程生產的各個環節有機地組織起來，其關鍵在于將有關的信息集成，使其產生并存在于工程產品的整個生命周期。在新能源汽車整車的設計過程中，安全碰撞分析、零部件強度分析、剛度分析等都是確保車輛性能和安全性的核心環節，而這些分析都廣泛采用 HyperMesh 作為主流軟件。

某汽車設計公司專注于為汽車主機廠進行 CAE 分析項目開發，在其業務開展過程中，對CAE分析人才的需求極為迫切。該公司的主要業務包括新能源汽車的結構優化設計、碰撞安全性能提升等。在新能源汽車的結構優化設計方面，需要運用HyperMesh軟件對汽車的車身結構、底盤系統等進行詳細的有限元分析，通過模擬不同工況下的受力情況，找出結構的薄弱環節，提出優化方案，以提高汽車的整體性能和輕量化水平。在碰撞安全性能提升方面，利用HyperMesh軟件進行碰撞模擬分析，評估車輛在碰撞過程中的能量吸收、車身變形和乘員保護情況，為改進碰撞安全設計提供依據。該公司與學校成立訂單班，培訓CAE人才，而HyperMesh課程就是其中最主要的核心課程，這充分說明了《HyperMesh實用工程技術》課程對于新能源汽車專業人才培養的不可或缺性，也凸顯了對該課程進行深入研究和探索的緊迫性。

2 教材建設

2.1 與企業保持同步，采用最新軟件版本

在當今快速發展的技術環境中，確保教材內容與企業實際使用的軟件版本保持同步，對于新能源汽車專業《HyperMesh實用工程技術》課程的教學質量和學生的職業發展具有至關重要的意義。隨著科技的不斷進步，軟件版本也在持續更新，每個新版本都可能帶來新的功能、優化的算法以及更高效的操作流程。以HyperMesh軟件為例，其新版本可能在網格劃分的精度和速度上有顯著提升，或者增加了對新的材料模型和分析類型的支持。

為確保教材內容與企業實際使用的軟件同步，授課老師發揮了關鍵作用。許多《HyperMesh實用工程技術》課程老師來自企業的高級工程師，他們具有豐富的企業背景和實踐經驗。在編寫教材或設計課程時，他們會根據企業的實際需求來選擇軟件版本。他們了解企業在日常工作中使用的 HyperMesh 軟件版本，以及該版本在實際項目中的應用情況和優勢，從而能夠準確地將企業所需的軟件版本融入教材中。這些授課老師還會與企業保持密切的溝通。他們與企業一起合作科研項目，參與企業的技術研發和項目實施過程。在這個過程中，他們能夠及時了解企業的最新技術動態和軟件更新情況。一旦企業升級了軟件版本，授課老師可以迅速將這些信息反饋到教學中，及時調整教學內容，確保學生所學始終與行業發展保持同步。在與某新能源汽車企業合作的科研項目中，授課老師了解到企業開始使用 HyperMesh 的最新版本進行新能源汽車電池包的熱管理分析，該版本增加了新的熱分析模塊和材料屬性庫。授課老師便立即將這些新內容納入教學計劃，在課堂上向學生介紹新的熱分析模塊的功能和使用方法，以及如何利用新的材料屬性庫進行更準確的電池包熱管理分析。通過這種方式，學生能夠及時掌握行業最新技術，提高自己的專業素養和就業競爭力。

2.2 引入企業實際案例

在《HyperMesh 實用工程技術》課程的教材編寫中，引入新能源汽車技術變革真實案例是提升教材實用性、促進學生理論與實踐相結合的重要舉措。這些實際案例涵蓋了新能源汽車行業的多個關鍵領域，以新能源汽車的電池技術革新為例，特斯拉在電池技術方面的創新成果為教材提供了豐富的素材。特斯拉的Model3車型采用了21700電池，相比前代18650電池，能量密度提高了50%，成本降低了約30%。在教材中引入這一案例，詳細介紹在對Model3電池進行分析時，如何運用HyperMesh軟件進行電池結構的有限元建模，包括電池單元的幾何模型構建、材料屬性定義以及接觸關系設置等。通過模擬電池在不同工況下的受力和變形情況，分析電池結構的合理性和安全性，讓學生深入理解電池技術創新背后的工程原理和分析方法。

2.3 與企業合作開發教材

在《HyperMesh實用工程技術》課程的教材建設中，與企業合作開發教材是提高教材質量和實用性的重要途徑。通過校企合作、共建產業學院、訂單班等方式，能夠組建一個多元化的教材編寫團隊，充分發揮學校和企業的優勢，共同打造適應教育和產業需求的高質量教材。企業則派遣了資深的技術專家和工程師，他們在新能源汽車行業擁有多年的實踐經驗，對HyperMesh軟件在實際工作中的應用有著深入的了解，這些企業技術專家能夠將最新的行業技術和實際項目案例帶入教材編寫中，使教材內容更加貼近企業實際需求。

3 師資隊伍建設

3.1 重視企業經驗，打造全新教師隊伍

在新能源汽車專業校企合作的背景下，重視企業經驗，打造全新教師隊伍是提升教學質量的關鍵舉措。學校在人才選聘環節進行了全面優化，摒棄了傳統的“唯學歷論”“唯職稱論”等錯誤理念，將重點放在教師的企業工作經驗和專業技能上。在招聘新能源汽車專業教師時，優先考慮具有新能源汽車企業工作經歷的人員，如曾在比亞迪、特斯拉、上通五等知名企業從事過汽車設計、研發、生產等工作的工程師。這些具有企業經驗的教師能夠將實際工作中的案例和技術帶入課堂，使教學內容更加貼近實際工作場景。對于現有的教師隊伍，學校積極開展培訓指導工作。定期邀請企業中有經驗的員工到學校開辦講座，分享新能源汽車行業的前沿技術和發展趨勢。

3.2 優化教師招聘渠道

通過校企合作拓寬教師招聘渠道，對于解決新能源汽車專業師資不足問題和提升教學質量具有重要意義。在新能源汽車專業的發展過程中，師資不足是一個常見的問題。隨著新能源汽車行業的快速發展，對專業教師的需求日益增長，而傳統的教師招聘渠道難以滿足這一需求。通過與企業合作，學校可以聘請企業中的工程師作為兼職教師。這些工程師具有豐富的實際工作經驗，能夠將理論知識與實際工作相結合，為學生傳授實用的技能和知識。

3.3 推進多元跨界融合，打造教學創新團隊

職業院校積極推進多元跨界融合，打造教學創新團隊，這一舉措在新能源汽車專業的教學改革中發揮著關鍵作用。在“職教20條”提出的“探索組建高水平、結構化教師教學創新團隊，教師分工協作進行模塊化教學”的指導下，職業院校深刻認識到打造創新團隊的重要性，并采取了一系列具體措施。

在團隊建設方面，職業院校加強校際協同和校企深度合作。通過與其他院校的合作，實現資源共享、優勢互補。某職業院校與另一所具有先進新能源汽車專業教學資源的院校建立合作關系，雙方共同開展師資培訓、課程開發等工作。在師資培訓方面，兩所院校定期組織教師交流活動，分享教學經驗和最新的教學方法。在課程開發方面，共同組建課程開發團隊，整合雙方的優勢資源，打造更具特色和實用性的新能源汽車專業課程。與企業的深度合作也是團隊建設的重要環節。學校與多家新能源汽車企業建立緊密合作關系，邀請企業的技術專家和工程師參與教學創新團隊。這些企業人員不僅具有豐富的實踐經驗，還能帶來行業的最新技術和發展動態。在團隊中，企業人員與學校教師共同制定教學計劃、設計教學內容，確保教學內容與企業實際需求緊密結合。

4 教學方法研究

4.1 采用項目教學法

在《HyperMesh實用工程技術》課程教學中，項目教學法以其獨特的教學理念和實踐方式，為學生提供了一個將理論知識與實際應用緊密結合的學習平臺，有效提升了學生的綜合素質和專業技能。

項目教學法以實際項目為教學載體，構建了一個真實的工作情境。在新能源汽車電池包結構分析項目中，學生以項目團隊的形式參與其中。從項目的啟動階段開始，學生需要深入了解項目背景和目標。在這個電池包結構分析項目中，學生要明確分析的目的是評估電池包在不同工況下的結構強度和安全性，為電池包的優化設計提供依據。在了解項目背景和目標后，學生需要進行項目規劃，制定詳細的工作計劃和時間表，明確每個階段的任務和責任人。

在項目實施過程中，學生需要運用所學的HyperMesh軟件知識和技能，進行幾何模型的導入和清理。在處理電池包的CAD模型時，學生要利用HyperMesh軟件的幾何清理工具，去除模型中的冗余特征和缺陷，使模型更適合進行有限元分析。進行網格劃分時，學生要根據電池包的結構特點和分析要求，選擇合適的網格類型和參數，確保網格質量滿足分析精度要求。在定義材料屬性和邊界條件時，學生要準確輸入電池包材料的力學性能參數，并根據實際工況設置合理的邊界條件。完成模型建立后，學生要運用HyperMesh軟件進行求解計算，并對計算結果進行分析和評估。根據分析結果，學生要提出電池包結構的優化建議，如改進電池包的連接方式、優化材料分布等。

4.2 應用虛擬仿真技術

虛擬仿真汽車碰撞技術是一種利用計算機技術和數值模擬方法來模擬汽車碰撞過程的技術。傳統的汽車碰撞實驗需要制造真實的汽車樣車和搭建專門的碰撞測試場地，還需消耗大量的設備、人力等資源。而虛擬仿真只需在計算機上進行建模和模擬，可節省大量的硬件成本和材料費用。據估算，一次真實汽車碰撞實驗成本可能高達數十萬元甚至上百萬元，虛擬仿真則可將單次成本降低至幾萬元甚至更低。在汽車工程相關的教學中，虛擬仿真汽車碰撞技術可以為學生提供直觀、生動的教學案例，幫助他們更好地理解汽車碰撞的原理和過程。通過虛擬仿真軟件，學生可以親自操作和觀察不同碰撞條件下汽車的變化，提高學習興趣和教學效果。

5 結論

本研究從校企合作視角出發，深入探究了新能源汽車專業《HyperMesh實用工程技術》課程建設，取得了一系列重要成果和寶貴經驗。在課程建設的必要性方面，隨著新能源汽車行業的迅猛發展，對具備CAE分析能力的專業人才需求急劇增長?！禜yperMesh實用工程技術》課程作為培養此類人才的核心課程，其重要性不言而喻。在新能源汽車的設計與研發過程中，安全碰撞分析、零部件強度分析等關鍵環節都離不開HyperMesh軟件的應用。掌握這門課程的學生能夠更好地滿足企業對CAE分析人才的需求，為新能源汽車行業的發展提供有力的人才支持。

基金項目：1.廣西高校中青年教師科研基礎能力提升項目（2023KY1441）；2.柳州市職業教育教學改革立項課題（LZJ2023B010）。

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