車輛工程專業實驗教學體系構建與實踐探索

摘 要：車輛工程專業實驗教學是培養高素質工程技術人才的重要環節。本文探討了車輛工程專業實驗教學體系的構建與實踐，分析了當前實驗教學中存在的問題，并提出了應對策略。通過實踐探索，總結了實驗教學體系在提升學生實踐能力和創新能力方面的成效，為車輛工程專業人才培養提供了有益的參考。

關鍵詞：車輛工程 實驗教學 教學體系 實踐探索

車輛工程是現代工程技術領域中的一門重要課程，專業人才培養需要實驗教學。實驗教學不但是對理論知識的印證，也是對學生實踐能力與創新能力進行培養的關鍵環節。但目前車輛工程專業實驗教學中還存在著實驗課程開設不盡合理，實驗設備沒有及時更新，教學方法簡單等問題。因此構建科學、合理的實驗教學體系和探索行之有效的實踐方法對提升車輛工程專業人才培養質量至關重要。

1 車輛工程專業實驗教學體系建設和實踐中存在的問題

高等教育車輛工程專業是以培養理論知識和實踐技能扎實的專業人才為目標。實驗教學作為本專業教育中的重點部分，在促進學生實踐能力和創新思維等方面發揮著無可替代的重要作用。但是目前車輛工程專業實驗教學體系的建設和實踐中出現了很多的問題。

在實驗教學內容上，有些實驗項目比較老舊，脫離汽車行業前沿技術及實際生產需要。伴隨著新能源汽車和智能網聯汽車這兩個新興領域的迅猛發展，車輛工程技術也在不斷創新。但是部分院校實驗教學仍然集中在傳統燃油汽車動力系統和底盤結構的基本實驗上，而對電池管理系統和自動駕駛算法驗證這類新興技術的相關實驗卻鮮有涉及，這樣就使學生畢業時很難迅速適應新的行業變化與需求[1]。

實驗教學的方法也比較單一。當前，大多數實驗教學主要是教師演示和學生模仿操作，互動性和創新性不強。學生在做實驗時常常是按部就班地走完了指定的程序，缺少主動思考與探究的機會，很難充分激發學生學習的積極性與主動性。這樣的教學方法不利于學生發現和解決問題的能力以及創新思維的培養，制約著學生綜合素質的提高。

2 車輛工程專業實驗教學體系構建與實踐目標

車輛工程專業實驗教學體系建設與實踐以多維度、多層次為目標，以全面提高學生專業素養及綜合能力為宗旨，從而滿足飛速發展的汽車行業對人才的要求。

第一，目標是要訓練學生牢固的實踐操作技能，通過有計劃的實驗教學，使學生能夠熟練運用車輛工程領域中各類實驗設備與工具，例如汽車檢測設備、零部件加工設備。學生能自主地完成汽車零部件拆裝、性能測試和故障診斷的基礎實驗操作，為將來從事汽車生產、開發和修理打下扎實的實踐基礎。

第二，重視學生創新思維與能力的培養。實驗教學體系的建立，要鼓勵學生主動探索、勇于開拓、勇于創新。通過開設開放性實驗項目和創新實驗競賽，啟發學生創新意識并指導學生應用所學知識去解決現實問題。舉例來說，在新能源汽車電池管理系統的實驗環節中，鼓勵學生去嘗試對電池管理算法進行優化，以提升電池的充電和放電效能以及延長其使用壽命，并進一步培養學生的創新和實踐能力。

第三，對學生工程應用能力的培養，也是其中一個最主要的目標。車輛工程作為實踐性較強的工程學科之一，其實驗教學要與工程實際緊密結合。通過項目驅動式實驗教學，聯合建設校外實習實訓基地，使學生能夠接觸汽車行業真實工程項目及生產流程。學生在實踐過程中能理解工程設計規范和項目管理方法，增強了對工程中實際問題的解決能力，并能很快地在畢業時融入工作崗位中去，從而為公司創造價值。另外，該實驗教學體系還應致力于學生團隊協作能力、溝通能力等方面的培養。有的綜合性實驗項目及團隊實驗要求學生分組合作共同完成任務。學生在團隊協作中學會了和別人溝通交流，分工合作，解決在實驗中出現的各種難題。這樣有利于培養學生的團隊精神及合作意識，促進學生綜合素質的提升，讓學生今后能更好地配合團隊成員完成各項復雜工程項目。

3 車輛工程專業實驗教學體系構建與實踐方法

3.1 核心課程實驗模塊化設計

對核心課程實驗進行模塊化設計，是車輛工程專業實驗教學體系優化的重要手段，對車輛工程的核心課程，例如汽車結構、汽車原理、汽車設計和汽車電子技術等進行深入的分析，并對相關的實驗內容進行了整合和優化，將其劃分為多個不同的實驗模塊[2]。

以汽車結構課程為例，可以將實驗內容劃分為發動機模塊、底盤模塊和車身模塊等幾個部分，發動機模塊方面，建立發動機的拆裝試驗、發動機性能測試等試驗，學生在發動機拆裝實驗中熟悉了發動機內部結構及各零部件構成，掌握了裝配工藝及調試方法；在進行發動機性能測試試驗時，利用專業測試設備對發動機功率、扭矩和燃油消耗率等性能參數進行了測試，并對其工作特性進行了分析，對其工作原理進行了深入了解。底盤模塊又由底盤零部件的拆裝試驗、底盤性能測試試驗等組成。學生通過底盤零部件的拆卸與安裝實驗，初步認識汽車底盤傳動系統、行駛系統、轉向系統及制動系統等各部件的構造及工作原理；底盤性能測試實驗可以使學生對車輛操縱穩定性、制動性能和平順性進行檢測，并掌握底盤性能評價方法及檢測技術。

該模塊化設計使得實驗教學內容更系統、更有條理，幫助學生建立了一個完整的知識體系。同時各模塊有其相對獨立性與完整性，學生可根據興趣與學習進度來選擇對應的實驗模塊，增強學習自主性與積極性。

3.2 虛擬仿真實驗平臺的建立

構建虛擬仿真實驗平臺，為車輛工程專業實驗教學的開展提供一種全新的手段與方法，有一定的實際意義，隨著計算機技術與虛擬現實技術的飛速發展，虛擬仿真實驗已經被廣泛地應用于教育領域[3]。

車輛工程專業虛擬仿真實驗平臺能夠仿真多種復雜實驗場景及實驗過程，以汽車碰撞實驗為例，因實際碰撞實驗費用昂貴且危險性較大，借助虛擬仿真實驗平臺可使學生在虛擬環境下仿真汽車碰撞過程，觀察車身結構在碰撞時的變形、零部件損傷和乘員受力狀況。通過數據分析，使學生對汽車碰撞安全性能影響因素有深刻認識并掌握汽車碰撞安全設計方法與原則。該虛擬仿真實驗平臺也可應用于汽車動力學仿真、汽車電子控制系統的仿真、汽車動力學仿真實驗中，學生可通過設定不同路面條件、行駛工況及車輛參數來模擬車輛運行過程，并對車輛操縱穩定性、行駛平順性以及其他動力學性能進行分析。學生可通過汽車電子控制系統模擬實驗建立汽車電子控制系統模型，例如發動機電控系統和自動變速器控制系統，對系統進行了設計、調試與優化，增強了學生對于汽車電子技術的認識與運用。

虛擬仿真實驗平臺成本低，安全性好，可重復性好，學生可在虛擬環境下通過多次試驗來重復驗證其思路與計劃，且不受時空限制。同時，虛擬仿真實驗平臺也能與實際實驗有機地結合在一起，形成虛實結合的實驗教學模式，從而提高了實驗教學效果及質量。

3.3 以項目驅動式的實驗教學的發展

項目驅動式實驗教學以生為本，通過把實驗教學內容融于具體項目之中來激發學生學習興趣與主動性，發展綜合能力。車輛工程專業的教師可結合汽車行業實際需要及發展趨勢設計出一系列富有挑戰性的工程項目。以新能源汽車動力系統設計為例，學生需要結合汽車構造、汽車理論、汽車電子技術來完成動力系統選型、設計、調試及性能測試。在課題的執行過程中，學生以組為單位分工完成課題任務。

學生需開展市場調研與需求分析，了解新能源汽車動力系統發展現狀及市場需求，明確課題目標及技術指標。接著，學生根據課題要求設計了動力系統方案，主要有電池選型、電機選型和控制器設計。設計時要求學生利用所學理論知識進行計算、分析與優化，以確定最優設計方案。之后，學生按照設計方案購買零部件，裝配調試零部件。在此過程中，學生需熟練掌握實驗設備與工具的應用，并具有一定實踐操作技能。同時，學生也要對實驗中存在的零部件安裝錯誤、電氣連接故障等種種問題進行處理，以增強學生對實際問題的處理能力。最后，學生測試了所完成動力系統的性能，證明設計方案可行合理。通過試驗數據分析，學生能進一步優化設計方案和改善動力系統性能。課題完成之后，學生要寫一份課題報告，對課題執行中的經驗教訓進行總結，并對課題成果進行展示。

項目驅動式實驗教學讓學生在項目完成過程中既獲得專業知識與實踐技能，又培養團隊協作能力和溝通能力、創新能力與工程應用能力，增強學生綜合素質。

3.4 雙師型實驗教師隊伍建設

雙師型實驗教師團隊建設對提高車輛工程實驗教學質量具有重要意義。“雙師型”教師不僅理論知識扎實，而且實踐經驗豐富，能把理論教學和實踐教學融為一體，給學生以更加專業和切實的引導。

高校要加大雙師型實驗教師引進與培訓力度，一方面，積極引進汽車行業經驗豐富的專業技術人才，豐富實驗教師隊伍。這些教師實踐經驗豐富，能把實際工作的實例與技巧導入實驗教學，使得實驗教學更接近工程實際。另一方面，鼓勵已有實驗教師加入企業實踐鍛煉行列，并經常在汽車生產企業和研發機構掛職鍛煉，以掌握行業最新技術及發展動態，促進教師實踐能力的提升。與此同時，各高校也應建立健全“雙師型”教師考核與激勵機制。就教師評價而言，既評價其理論教學水平，又評價其實踐與工程應用能力。在職稱評定和績效考核上向“雙師型”教師傾斜，鼓勵教師主動提高實踐能力。另外，各院校可邀請汽車行業專家和技術骨干作為兼職實驗教師，定期來校舉辦講座和對學生進行實驗指導。學生在與業內專家交流合作中，能夠了解業內最新發展趨勢及技術需求、開闊眼界、提升專業素養。

構建雙師型實驗教師團隊可以對學生進行更專業、更全面的輔導，提升實驗教學質量與成效，培養更多符合汽車行業發展需要的高素質專業人才。

3.5 聯合建設校外實習實訓基地

聯合建設校外實習實訓基地對于強化車輛工程專業實踐教學具有重要意義，可以給學生提供逼真的工程環境與實踐機會，增強其實踐能力與就業競爭力。各院校要主動與汽車生產企業、汽車零部件供應商和汽車檢測機構建立合作關系，并聯合建設校外實習實訓基地，高校和企業在實習實訓基地的建設過程中要進行充分交流，確定雙方權利義務，聯合制訂實習實訓計劃及教學大綱。

企業提供實習崗位，對學生進行實踐指導，通過實習，可以使學生接觸汽車行業真實生產流程與技術工藝、理解企業管理模式與文化氛圍。如學生到汽車生產企業進行實習，能參加汽車裝配、調試、檢驗等作業環節，獲得汽車生產實際操作技能；學生到汽車檢測機構見習期間，可了解汽車檢測技術與裝備的應用，掌握汽車檢測行業標準與規范。高校可以為各企業提供專業的人才培訓和技術支持，以滿足企業對專業人才的特定需求，同時高校教師可和企業技術人員進行合作研究，以解決企業生產中碰到的技術難點，從而達到產學研深度融合。

通過校外實習實訓基地的聯合建設，使學生能把學到的理論知識運用于實踐，增強了實踐能力，解決了現實問題。同時學生也能在實習期間了解本行業就業需求及職業發展方向，以備將來就業。另外，校外實習實訓基地建設也有利于高校和企業之間建立起長期、穩定的合作關系，共同促進車輛工程專業發展以及汽車行業技術進步。

3.6 多元動態實驗成績的評價

車輛工程專業實驗教學體系下多元動態實驗成績評定對于保證教學質量和科學評價學生的學習成果至關重要，傳統的單一實驗成績評定方式弊端較多，很難全面準確地反映學生實驗時的成績和能力的提高情況，多元動態評定模式可以有效地彌補上述缺陷。

多元動態實驗中的成績評定，強調的是要多維度地評定學生的成績，一方面重視對實驗過程的評價，對學生實驗操作的規范性進行記錄，主要有器材使用的正確性和實驗步驟的嚴謹性；觀察實驗中學生參與情況，比如是否主動積極地思考問題，是否能產生創新性想法等；考慮到學生團隊協作能力問題，小組實驗時對學生與小組成員溝通交流、分配任務以及聯合解決問題等方面進行了評價。這些過程性指標能夠體現出學生在實驗全過程中所付出的努力和成長過程，避免了單純以結果論分數的片面性。另一方面注重實驗結果和成果的展示，實驗報告是學生對實驗內容、實驗過程及實驗結果進行總結和思考，在評價中重點考察報告是否完整、數據是否準確、分析是否合乎邏輯、結論是否合理等。對具有創新性成果，例如對實驗方法進行改進以獲得更優結果、自主設計和完成拓展實驗等等，再給予加分鼓勵，以調動學生創新積極性。另外，評定過程是動態的，依據實驗項目難易程度、重要程度對每個階段的成績比例進行合理配置，并隨實驗教學的進展及時調整評定重點。如基礎實驗階段注重操作的規范性及實驗報告的編寫；綜合性實驗階段更加注重團隊協作與創新能力的培養。同時讓學生根據實驗過程的反饋進行持續改進，并將改進結果進行再評價，給學生一個成長與提高的空間。該多元動態的實驗成績考核方式能夠對學生實驗學習情況進行較為全面、客觀和公正的考核，調動了學生主動參與實驗教學的積極性，促進實踐能力與創新思維的發展，為造就符合新時代要求的高素質車輛工程專業技術人才提供了強有力的支持。

4 結語

車輛工程專業實驗教學體系的建設和實踐探索，是提升人才培養質量的一個重要途徑。通過優化實驗課程設置，創新教學方法，使實驗教學對學生實踐能力與創新能力的培養收到明顯成效，但實驗教學還面臨著實驗設備更新和教學資源優化的挑戰。今后，要進一步加大實驗教學改革力度，不斷完善實驗教學體系，培養出更加優質的車輛工程技術人才。

參考文獻：

[1]趙登峰，翟洪飛，侯俊劍，等.車輛工程專業課程虛擬仿真實驗教學改革探索——以汽車振動與噪聲控制課程為例[J].汽車實用技術，2024（22）：127-130+150.

[2]李響，張嘉鷺，劉鳳國.仿真軟件在車輛工程專業實驗教學中的應用[J].江蘇師范大學學報（自然科學版），2023，41（04）：73-75.

[3]林祖勝，蘭靛靛.面向新工科建設的車輛工程專業實驗教學改革[J].實驗室科學，2023，26（01）：228-231+235.