新工科建設(shè)的探索與實(shí)踐
——以“合肥工業(yè)大學(xué)智能車(chē)輛創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班”為例

張炳力， 張代勝， 黃 鶴， 湯 瑋

(合肥工業(yè)大學(xué) 汽車(chē)與交通工程學(xué)院，合肥 230009)

當(dāng)前，為主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，國(guó)家推動(dòng)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，實(shí)施“中國(guó)制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”等重大戰(zhàn)略。以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)為代表的新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，對(duì)工程科技人才提出了更高要求，迫切需要加快工程教育改革創(chuàng)新，建立新的人才培養(yǎng)模式，從而提出了“新工科”概念。2018年6月22日教育部長(zhǎng)陳寶生在成都召開(kāi)的“新時(shí)代全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議”上明確提出要寫(xiě)好“奮進(jìn)之筆”，建設(shè)高水平本科教育，加強(qiáng)新工科建設(shè)[1]。合肥工業(yè)大學(xué)車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)至今已有60多年的辦學(xué)歷史，為國(guó)內(nèi)汽車(chē)行業(yè)培養(yǎng)了一大批優(yōu)秀人才，為積極應(yīng)對(duì)汽車(chē)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的變革，早在2016年9月就在全國(guó)率先設(shè)立了“智能車(chē)輛創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班”。首屆面向全校大一新生招錄了40名學(xué)生，2017年和2018年又實(shí)現(xiàn)連續(xù)招生。通過(guò)兩年多的探索和實(shí)踐，取得了良好的效果，但在實(shí)踐過(guò)程中還存在著一些亟須改進(jìn)和完善的地方。下面以合肥工業(yè)大學(xué)車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)“智能車(chē)輛創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班”為例，從培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)、主干學(xué)科、特色課程、課程關(guān)系圖、學(xué)分分配以及在實(shí)踐中遇到的問(wèn)題及解決措施等方面進(jìn)行探討，意在為新工科建設(shè)提供一些經(jīng)驗(yàn)。

一、培養(yǎng)目標(biāo)與畢業(yè)要求制定

“新工科”改革的核心是建立適應(yīng)產(chǎn)業(yè)需求導(dǎo)向的人才培養(yǎng)模式。一方面樹(shù)立創(chuàng)新型工程教育理念，提升工科學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力；另一方面，樹(shù)立全周期的工程教育理念，逐步實(shí)現(xiàn)從國(guó)際高等教育發(fā)展的跟隨者向領(lǐng)跑者轉(zhuǎn)變[2]。因此，為致力于實(shí)現(xiàn)“新工科”建設(shè)目標(biāo)，學(xué)校制定了實(shí)驗(yàn)班的培養(yǎng)目標(biāo)、人才適應(yīng)范圍和畢業(yè)要求。

(1) 培養(yǎng)目標(biāo) 培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)和行業(yè)發(fā)展需要，德智體美勞全面發(fā)展，具有高度的社會(huì)責(zé)任感、良好的職業(yè)道德和人文修養(yǎng)，掌握智能車(chē)輛領(lǐng)域扎實(shí)的基礎(chǔ)理論、系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，具備國(guó)際視野、創(chuàng)新實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作精神，能在智能車(chē)輛領(lǐng)域內(nèi)的科學(xué)研究、設(shè)計(jì)制造、技術(shù)管理及服務(wù)等工作崗位上發(fā)揮骨干作用的高級(jí)工程技術(shù)人才[3]。

(2) 人才適應(yīng)范圍 包括以下幾點(diǎn)，即智能車(chē)輛設(shè)計(jì)、制造及相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作，智能車(chē)輛試驗(yàn)、營(yíng)銷(xiāo)等工作以及科研機(jī)構(gòu)從事智能車(chē)輛工程技術(shù)研發(fā)工作或繼續(xù)攻讀碩士、博士學(xué)位。

(3) 畢業(yè)要求 根據(jù)智能車(chē)輛方向的培養(yǎng)目標(biāo)，制定的畢業(yè)要求如下：

第一，掌握工程知識(shí)，并可以應(yīng)用工程知識(shí)解決在智能車(chē)輛工程領(lǐng)域中的復(fù)雜的工程實(shí)踐問(wèn)題，掌握汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展動(dòng)態(tài)。

第二，在工程實(shí)踐方面，可以通過(guò)識(shí)別、提煉等方式，分析問(wèn)題并獲得有效結(jié)論的能力；具有運(yùn)用科學(xué)原理及科學(xué)方法研究智能車(chē)輛工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題的能力；可以進(jìn)行相關(guān)工程試驗(yàn)的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析并獲得結(jié)論的能力。

第三，在智能車(chē)輛及相關(guān)總成、部件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，能考慮安全、健康、法律法規(guī)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并具有創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力。

第四，能夠?qū)こ虒?shí)踐中遇到的復(fù)雜工程問(wèn)題選擇合適的技術(shù)、資源及現(xiàn)代工程工具進(jìn)行預(yù)測(cè)模擬，并明確預(yù)測(cè)模擬與實(shí)際工程問(wèn)題之間的區(qū)別及解決辦法。

第五，在工程實(shí)踐過(guò)程中，理解并能評(píng)價(jià)工程實(shí)踐行為對(duì)健康、安全、法律及文化問(wèn)題的影響和責(zé)任；理解并會(huì)評(píng)價(jià)工程實(shí)踐行為對(duì)環(huán)境及社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響。

第六，熱愛(ài)祖國(guó)，熱愛(ài)社會(huì)主義，擁有健康的體魄；具有為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)、為人民服務(wù)的思想覺(jué)悟；具有為國(guó)家富強(qiáng)、民族昌盛而奮斗的志向和責(zé)任感；具有敬業(yè)愛(ài)崗、艱苦求實(shí)、熱愛(ài)勞動(dòng)、遵紀(jì)守法、團(tuán)結(jié)合作的品質(zhì)；具有良好的思想品德、社會(huì)公德和職業(yè)道德。

第七，在實(shí)踐過(guò)程中，理解自己在團(tuán)隊(duì)中的角色并承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任，很好地與團(tuán)隊(duì)其他成員合作。

第八，掌握至少一門(mén)外語(yǔ)，可以獨(dú)立地閱讀智能汽車(chē)行業(yè)外文書(shū)刊資料；在工程實(shí)踐過(guò)程中，具有有效溝通、撰寫(xiě)報(bào)告及陳述發(fā)言的能力。

第九，在工程實(shí)踐中，運(yùn)用工程管理及經(jīng)濟(jì)決策的知識(shí)進(jìn)行管理并做出決策。

第十，在工程實(shí)踐過(guò)程中，具有不斷學(xué)習(xí)及適應(yīng)發(fā)展的能力。

二、培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)立

合肥工業(yè)大學(xué)“智能車(chē)輛創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班”立足于國(guó)際工程教育改革發(fā)展的前沿，以面向未來(lái)和領(lǐng)跑世界為目標(biāo)追求，提出了“新工科”背景下車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。其標(biāo)準(zhǔn)學(xué)制為4年，學(xué)生可在3-6年內(nèi)完成學(xué)業(yè)，合格畢業(yè)生將被授予工學(xué)學(xué)士學(xué)位，其應(yīng)具備以下的知識(shí)、能力和素質(zhì)。

(1) 知識(shí)結(jié)構(gòu) 一是要掌握從事智能車(chē)輛工程領(lǐng)域工作所需的數(shù)學(xué)、力學(xué)等自然科學(xué)基礎(chǔ)、工程技術(shù)方面的基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)、工業(yè)管理知識(shí)，要有嚴(yán)格的工程設(shè)計(jì)方法和科學(xué)研究方法的訓(xùn)練，具有從事智能車(chē)輛工程領(lǐng)域相關(guān)工作所必需的運(yùn)算、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等技能以及工藝操作技能等；二是要了解智能車(chē)輛工程領(lǐng)域相關(guān)的法律法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，以及車(chē)輛工程技術(shù)新發(fā)展和新動(dòng)向。

(2) 能力結(jié)構(gòu) 一是具備較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力。熟悉與本專(zhuān)業(yè)相關(guān)的職業(yè)和行業(yè)的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、研究與開(kāi)發(fā)、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展等方面的方針、政策和法律法規(guī)，在智能車(chē)輛及相關(guān)領(lǐng)域具有較強(qiáng)的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力；二是具有較強(qiáng)的社會(huì)活動(dòng)能力和開(kāi)拓創(chuàng)新能力，能勝任制造、測(cè)試、研究、營(yíng)銷(xiāo)、管理等工作任務(wù)，并能夠在團(tuán)隊(duì)中作為領(lǐng)導(dǎo)或骨干發(fā)揮作用；三是具有與時(shí)俱進(jìn)、求知不止的終身學(xué)習(xí)能力，能夠通過(guò)繼續(xù)教育或其它的學(xué)習(xí)途徑，拓展自己的知識(shí)和能力，具備獨(dú)立解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。

(3) 素質(zhì)結(jié)構(gòu) 一要熱愛(ài)社會(huì)主義祖國(guó)，具有為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)、為人民服務(wù)的思想覺(jué)悟，明確個(gè)人對(duì)于社會(huì)的責(zé)任，身心健康，具有良好的文化修養(yǎng)和心理素質(zhì)；二要具有良好的職業(yè)道德，具備從事智能車(chē)輛工程領(lǐng)域工作的業(yè)務(wù)能力和適應(yīng)相近專(zhuān)業(yè)業(yè)務(wù)工作的素質(zhì)。

三、主干學(xué)科、特色課程、課程關(guān)系圖及學(xué)分分配

(1) 主干學(xué)科 機(jī)械工程(車(chē)輛工程)、控制科學(xué)與技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)。

(2) 主要課程 工程圖學(xué)A、工程力學(xué)A、電子技術(shù)A、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程材料及熱處理、熱工與流體力學(xué)、制造技術(shù)基礎(chǔ)B、控制工程基礎(chǔ)、互換性與測(cè)量技術(shù)、汽車(chē)工程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論、智能汽車(chē)構(gòu)造、汽車(chē)?yán)碚?、智能汽?chē)設(shè)計(jì)、汽車(chē)檢測(cè)與試驗(yàn)等。

(3) 特色課程 智能汽車(chē)構(gòu)造、汽車(chē)?yán)碚?、智能汽?chē)設(shè)計(jì)、汽車(chē)檢測(cè)與試驗(yàn)等。

(4) 輔修專(zhuān)業(yè)課程模塊 具體課程名稱(chēng)、學(xué)時(shí)及學(xué)分分配見(jiàn)下表1。

表1 輔修專(zhuān)業(yè)課程模塊

(5) 選修專(zhuān)業(yè)課程模塊 具體課程名稱(chēng)、學(xué)時(shí)及學(xué)分分配見(jiàn)表2。

表2 選修專(zhuān)業(yè)課程模塊

續(xù)表

(6) 各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)、學(xué)分分配表 具體教學(xué)形式、課程類(lèi)別及性質(zhì)、學(xué)分分配等，詳見(jiàn)表3。

表3 各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)、學(xué)分分配表

四、實(shí)踐中遇到的問(wèn)題及解決措施

(1) 課程體系優(yōu)化 智能汽車(chē)是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級(jí)輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，它集中運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代傳感、信息融合、通訊、人工智能及自動(dòng)控制等技術(shù)，是典型的高新技術(shù)綜合體。雖然國(guó)內(nèi)外很多汽車(chē)公司和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)都在積極研發(fā)智能汽車(chē)，美國(guó)汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)(SAE)也將其從Level 1-Level 5細(xì)分為駕駛輔助、部分自動(dòng)化、有條件自動(dòng)化、高度自動(dòng)化和完全自動(dòng)化五個(gè)級(jí)別，但是智能汽車(chē)感知部分最終是以攝像頭為主還是以雷達(dá)為主，是否需要經(jīng)過(guò)L3級(jí)別等問(wèn)題仍然處于爭(zhēng)議之中，不同公司和不同專(zhuān)家看法不一，這就要求我們與時(shí)俱進(jìn)，不斷地改進(jìn)和優(yōu)化目前設(shè)置的課程體系和教學(xué)內(nèi)容設(shè)置。為此，我們圍繞培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，以及智能汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展，組織了專(zhuān)業(yè)教師及行業(yè)和企業(yè)專(zhuān)家，對(duì)課程體系和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，不斷地培養(yǎng)出符合行業(yè)發(fā)展需求、具有競(jìng)爭(zhēng)力的高層次智能汽車(chē)人才。

(2) 師資隊(duì)伍保障 “新工科”建設(shè)對(duì)教學(xué)質(zhì)量提出更高要求，必須要有保障，這就需要有高質(zhì)量的師資隊(duì)伍作為支撐。汽車(chē)電動(dòng)化、智能化和網(wǎng)聯(lián)化橫跨車(chē)輛、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)和精密儀器等多個(gè)學(xué)科[4]，從而對(duì)“智能車(chē)輛創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班”的任課教師提出了更高的要求,因此完全依靠現(xiàn)有車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)教師是不能勝任的。針對(duì)實(shí)驗(yàn)班，我們的做法是，一方面讓車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)現(xiàn)有教師加強(qiáng)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，同時(shí)引進(jìn)該領(lǐng)域的人才以補(bǔ)充師資力量；另一方面我們整合了學(xué)校相關(guān)學(xué)院的教師資源，如計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院、電氣與自動(dòng)化學(xué)院、儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院等，以及邀請(qǐng)與汽車(chē)企業(yè)工作相關(guān)的專(zhuān)家為實(shí)驗(yàn)班學(xué)生授課，等等。目前來(lái)看，一系列保障師資質(zhì)量的措施效果良好，但是師資隊(duì)伍總體仍是缺乏。

(3) 教學(xué)資料編寫(xiě) 智能車(chē)輛多學(xué)科交叉、多領(lǐng)域融合的特點(diǎn)決定了“智能車(chē)輛創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班”的相關(guān)教學(xué)課程有別于傳統(tǒng)教學(xué)，現(xiàn)有車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)的相關(guān)教材等教學(xué)資料已經(jīng)無(wú)法完全適應(yīng)當(dāng)前的教學(xué)工作。目前關(guān)于智能汽車(chē)構(gòu)造、理論、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等方面的教材等仍是空白，為此，一方面我們正在組織教師在符合教學(xué)大綱要求的前提下，針對(duì)學(xué)生群體的能力和特點(diǎn)，結(jié)合專(zhuān)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)自找材料、自編教材；另一方面，我們考慮直接引進(jìn)符合要求的國(guó)外原版教材、參考書(shū)和教學(xué)資源，或通過(guò)自行篩選、組織、再編教材。

(4) 實(shí)驗(yàn)條件完善 “新工科”建設(shè)需要教學(xué)模式創(chuàng)新，單一的課堂教學(xué)模式猶如紙上談兵，因此，完善實(shí)踐教學(xué)體系，優(yōu)化實(shí)踐環(huán)節(jié)，滿足基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、課程實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)等不同層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求尤為重要?，F(xiàn)有車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)條件已不能滿足“智能車(chē)輛創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班”的要求，因此亟需建設(shè)適合需求的實(shí)驗(yàn)條件。為了完成實(shí)驗(yàn)班現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)，我們除了充分利用車(chē)輛實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件外，還利用了學(xué)校計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院、電氣與自動(dòng)化學(xué)院、儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院等與汽車(chē)智能化、網(wǎng)聯(lián)化相關(guān)的實(shí)驗(yàn)條件，以及汽車(chē)企業(yè)的實(shí)驗(yàn)室等為人才培養(yǎng)提供實(shí)踐保障。

(5) 創(chuàng)新實(shí)踐基地建設(shè) “智能車(chē)輛創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班”學(xué)生能力培養(yǎng)需要完成從課本學(xué)習(xí)到課堂實(shí)驗(yàn)再到課外實(shí)踐三個(gè)環(huán)節(jié)的突破。學(xué)生不僅需要掌握來(lái)自課堂的知識(shí)，更需要加強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練，提升自身的創(chuàng)新實(shí)踐能力，學(xué)以致用，敢于打破常規(guī)思維，創(chuàng)造性地思考并解決問(wèn)題。為此，我們積極與國(guó)內(nèi)外智能車(chē)輛相關(guān)領(lǐng)域的企業(yè)、科研院所合作，共建了一批政產(chǎn)學(xué)研合作示范基地或創(chuàng)新實(shí)踐基地，帶領(lǐng)學(xué)生積極開(kāi)展課外科技活動(dòng)，廣泛發(fā)揮其在科技活動(dòng)中的作用，在學(xué)生群體中營(yíng)造了良好的科技創(chuàng)新學(xué)術(shù)氛圍，如組隊(duì)參加全國(guó)大學(xué)生“恩智浦杯”智能車(chē)競(jìng)賽、中國(guó)大學(xué)生方程式賽車(chē)無(wú)人車(chē)比賽等，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)，激發(fā)了學(xué)生的求知欲和探索精神。

五、結(jié) 語(yǔ)

總之，在“新工科”建設(shè)的背景下，培養(yǎng)智能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)急需的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才是新時(shí)代的要求，也是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。我們以“合肥工業(yè)大學(xué)智能車(chē)輛創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班”為例，圍繞培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)、特色課程、課程關(guān)系圖、學(xué)分分配等做了詳細(xì)的闡述，同時(shí)就現(xiàn)階段在探索和實(shí)踐過(guò)程中存在的一些問(wèn)題，提出了相應(yīng)的解決措施并付諸行動(dòng)，如通過(guò)優(yōu)化課程體系、培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)師資、自編教學(xué)資料、改善實(shí)驗(yàn)條件，以及建立創(chuàng)新實(shí)踐基地等方法和手段，旨在提高“合肥工業(yè)大學(xué)智能車(chē)輛創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班”人才培養(yǎng)質(zhì)量，以期能為推動(dòng)我國(guó)智能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供一些經(jīng)驗(yàn)、做一些貢獻(xiàn)。