車輛工程專業(yè)電動汽車課程教學(xué)改革探索

李冰林 呂立亞

摘 要：新能源汽車特別是電動汽車是未來汽車發(fā)展方向的主流，這就對相關(guān)人才的培養(yǎng)提出了新要求。論文分析了當(dāng)前電動汽車發(fā)展背景需求，從車輛工程專業(yè)的課程設(shè)置、課程建設(shè)等角度分析其面臨的問題。針對汽車電動化后市場對人才的需求，從培養(yǎng)計劃修訂，課程體系建設(shè)、專業(yè)師資培養(yǎng)、實踐教學(xué)活動的強(qiáng)化等方面進(jìn)行理論教學(xué)和實踐教學(xué)的改革，使得車輛工程專業(yè)的學(xué)生能及時適應(yīng)社會發(fā)展需求。

關(guān)鍵詞：車輛工程; 電動汽車; 課程設(shè)置; 教學(xué)改革

中圖分類號：G647.38? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ?文章編號：1006-3315（2021）10-085-002

隨著社會的發(fā)展，汽車給大家生活提供了越來越多的便捷，但其始終面臨著節(jié)能、環(huán)保等重要問題，而新能源汽車能從根本上去解決這些問題，具有較大的市場前景。2020年，國家和地方出臺了多項政策鼓勵新能源汽車發(fā)展，10月，國家通過了《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》，為新能源汽車未來發(fā)展進(jìn)行了強(qiáng)有力的支持。同時，據(jù)中汽車統(tǒng)計：2020年，新能源汽車產(chǎn)銷量分別為136.6萬輛和136.7萬輛，同比增長7.5%和10.9%。消費的主要車型以純電動汽車和插電式混合動力汽車為主，其中純電動汽車為110.5萬輛，占比81.63%，插電式混合動力汽車為25.1萬輛，占比18.37%[1]。新能源汽車的快速發(fā)展，需要對應(yīng)的技術(shù)人才為依托，有行業(yè)人才表示，在新能源汽車領(lǐng)域，三電技術(shù)人才的需求尤為顯著。據(jù)相關(guān)招聘網(wǎng)信息，我國新能源汽車技術(shù)人員約17萬，而在2020年的需求為85萬左右，缺口達(dá)68萬。面對這么大的市場需求，這就需要高校加大電動汽車類的人才培養(yǎng)力度，在培養(yǎng)方案的制定、課程體系的建設(shè)上應(yīng)該跟隨市場需求的變化，滿足行業(yè)需求，培養(yǎng)適應(yīng)車輛工程新興方向的人才[2]。而傳統(tǒng)車輛工程專業(yè)培養(yǎng)計劃幾乎都是偏機(jī)械學(xué)科，電類的課程相對較少，這就使得培養(yǎng)出的車輛專業(yè)的學(xué)生很難滿足市場要求。

為此本文從傳統(tǒng)車輛工程所遇到的問題進(jìn)行分析，針對未來汽車人才的培養(yǎng)，從課程建設(shè)、師資培養(yǎng)、實踐教學(xué)、課外競賽強(qiáng)化等環(huán)節(jié)探索教學(xué)改革的方案。

1.車輛工程專業(yè)建設(shè)問題解析

1.1傳統(tǒng)車輛工程存在的問題及大類招生的困境

（1）傳統(tǒng)的車輛工程專業(yè)主要偏重于機(jī)械類方向，課程開設(shè)包括機(jī)械類的諸多課程：機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計，材料力學(xué)，理論力學(xué)，但隨著汽車電動化以及各種先進(jìn)的技術(shù)都應(yīng)用于汽車之后，汽車的電類、計算信息類的課程需求變得越來越多，所以當(dāng)前培養(yǎng)方案存在課程體系落后于市場需求，缺乏創(chuàng)新，鍛煉價值有限，跟市場脫節(jié)，與企業(yè)很難起到銜接作用。

（2）大類招生是高等院校實行“通才教育”的一種改革。主要目的是希望以市場需求、社會經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)變化、支柱和高新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展為依據(jù)，打破單一學(xué)科招生的模式，實行大類招生，使學(xué)生所學(xué)更能滿足社會市場需求，這樣起到強(qiáng)化人格素質(zhì)和職業(yè)能力的基礎(chǔ)[3]。

目前，按照學(xué)科招生是很多高校普遍采用的大類招生的模式，因此按照學(xué)科，車輛工程專業(yè)應(yīng)歸屬于機(jī)械類，這樣勢必在做培養(yǎng)計劃和課程設(shè)置時普遍都要圍繞著機(jī)械學(xué)科進(jìn)行。盡管有的學(xué)校能進(jìn)行一定的調(diào)整，增加一定數(shù)量的電類課程，但限于總課時量，調(diào)整幅度仍受限。

1.2工程教育認(rèn)證的需求

根據(jù)工程教育認(rèn)證所倡導(dǎo)的，學(xué)校的專業(yè)課程體系、師資隊伍配備、辦學(xué)條件平臺等都應(yīng)圍繞學(xué)生能力達(dá)成這一核心任務(wù)進(jìn)行開展，并強(qiáng)調(diào)持續(xù)改進(jìn)，同時要求給學(xué)生灌輸終身學(xué)習(xí)的意思和國際視野，能主動適應(yīng)各種形勢與環(huán)境，多渠道自主學(xué)習(xí)，努力充實，適應(yīng)國家和經(jīng)濟(jì)社會科技發(fā)展的需求，這意味著車輛工程專業(yè)的課程設(shè)置、師資條件的配備、實踐環(huán)節(jié)的建立等方面也需滿足社會市場需求[4][5]。特別是各種新技術(shù)在汽車當(dāng)中應(yīng)用越來越多，這就要求所設(shè)置的課程體系、培養(yǎng)方案需根據(jù)市場企業(yè)的反饋進(jìn)行修正。

1.3電動汽車課程體系需求

電動汽車主要包含三塊核心內(nèi)容：電驅(qū)動、電池、電控系統(tǒng)。如果不涉足電池的電化學(xué)，圍繞其內(nèi)容，所對應(yīng)學(xué)科體系為電氣類課程，這就要求培養(yǎng)計劃當(dāng)中應(yīng)當(dāng)包含課程：電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、單片機(jī)原理、電力電子技術(shù)、自動控制原理等。而當(dāng)前多數(shù)高校在車輛工程專業(yè)基礎(chǔ)課上都由機(jī)械課為主，因此，從課程體系上分析，電類課程的增加是教學(xué)的內(nèi)在需求。電動汽車課程主要講述的內(nèi)容既包含汽車方面的知識，又包含電機(jī)、電力電子方面的知識，同時還需涵蓋計算機(jī)原理，自動控制等內(nèi)容。這就說明在大一大二的專業(yè)基礎(chǔ)課上，相關(guān)課程內(nèi)容需提前安排布局，比如電力電子技術(shù)、電機(jī)學(xué)、微機(jī)原理等，但這些專業(yè)的前期基礎(chǔ)又是電子技術(shù)、單片機(jī)原理技術(shù)等，只有學(xué)生具備了這樣的專業(yè)基礎(chǔ)課，后續(xù)的課程學(xué)起來才會融會貫通，不然很難深入到問題的本質(zhì)。

2.電動汽車課程教學(xué)改革方案

根據(jù)以上分析，為了滿足市場需求，解決社會需求和專業(yè)建設(shè)和課程設(shè)置的兩難問題，對電動汽車的課程建設(shè)和教學(xué)方式等方面進(jìn)行改革和探索。

2.1課程體系的綜合

前已提及，車輛工程作為一門交叉學(xué)科，為滿足汽車“四化”對人才的需求，適應(yīng)市場變化，傳統(tǒng)的汽車方面的內(nèi)容教學(xué)通常在汽車新技術(shù)課程內(nèi)簡單的對電動汽車、智能汽車方面的知識進(jìn)行介紹。它存在著課時量少，介紹不深入、是選修課等等，而被當(dāng)作是科普類的一種教學(xué)[6]。因此為了使這部分的知識內(nèi)容能融入到整個教學(xué)環(huán)節(jié)中，在培養(yǎng)方案的制定、課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容的安排上都需要進(jìn)行針對性的布局或者布置，這樣才使學(xué)生的學(xué)習(xí)有章可循。因此，在制定培養(yǎng)方案和培養(yǎng)計劃時，理應(yīng)理出脈絡(luò)，可以根據(jù)學(xué)科分類，模塊化、小班化的進(jìn)行。具體實施方式可以按照如表一所示進(jìn)行。

2.2教學(xué)計劃改進(jìn)

以我院電動汽車課程為例，課程內(nèi)容涵蓋：電動汽車電驅(qū)動理論基礎(chǔ)，電動汽車電驅(qū)動系統(tǒng)的匹配與評估，電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，電驅(qū)動控制技術(shù)，電動汽車電機(jī)驅(qū)動技術(shù)，電動汽車動力電源，電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的建模與仿真。在這些內(nèi)容講述當(dāng)中，需補(bǔ)充電力電子、電機(jī)學(xué)、控制方面的內(nèi)容。

在專業(yè)技術(shù)內(nèi)容教學(xué)的同時，以立德樹人為目標(biāo)，在課程中融入社會主義核心價值觀，提煉出課程內(nèi)容中的思政元素，樹立學(xué)生的愛國主義精神，增強(qiáng)學(xué)生理想信念和社會責(zé)任感，使學(xué)生在學(xué)習(xí)工程技術(shù)的同時，對人文、法律、環(huán)保等其他知識有綜合的認(rèn)識與理解，使學(xué)生們既清楚自己未來的發(fā)展方向，又融入國家的大發(fā)展、大戰(zhàn)略，為我國未來的汽車工業(yè)建設(shè)貢獻(xiàn)力量。

2.3師資團(tuán)隊培養(yǎng)改革

目前，汽車專業(yè)需要多個學(xué)科對其支撐，它的發(fā)展內(nèi)容涵蓋了傳統(tǒng)機(jī)械，汽車本身的電子控制、面向無人駕駛汽車的感知、識別，面向新能源汽車電力電子、電機(jī)學(xué)、電池，面向車聯(lián)網(wǎng)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等等多個學(xué)科交叉。這就要求高校在師資配備上同樣應(yīng)該擴(kuò)大專業(yè)范疇，完善各個方向的師資配比，當(dāng)然并非每所院校都有條件開設(shè)汽車的各前沿方向課程，但至少可以聚焦到一個領(lǐng)域。除了擴(kuò)大專業(yè)方向的師資比以外，對在職教師進(jìn)行再培訓(xùn)、再教育也是提高師資水平的一個主要途徑，在這一點上，不少職業(yè)院校做的比較好。

2.4教學(xué)設(shè)備的改進(jìn)

車輛工程引入了新的課程與教學(xué)內(nèi)容，相應(yīng)地為了促進(jìn)學(xué)生對理論知識的理解和深化，需要通過相應(yīng)的實驗平臺對其進(jìn)行學(xué)習(xí)理解和鞏固，這就要求購入或者建立相應(yīng)的平臺和設(shè)備。這些都是車輛新興行業(yè)的設(shè)備，因此，不僅可以作為教學(xué)團(tuán)隊的科研平臺，也可以作為學(xué)生學(xué)習(xí)實驗動手的實驗平臺，對提高大學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有積極的引導(dǎo)作用。針對電動汽車而言，需要有測功、加載等電機(jī)實驗平臺，對電機(jī)控制而言，需建立電機(jī)驅(qū)動調(diào)速平臺，學(xué)生可以通過調(diào)試電路、開發(fā)程序等幫助自己在相關(guān)理論上進(jìn)行理解和強(qiáng)化。

2.5實踐創(chuàng)新能力的改革

實踐內(nèi)容教學(xué)是汽車教學(xué)內(nèi)容中的關(guān)鍵一環(huán)，傳統(tǒng)的車輛工程專業(yè)教學(xué)中的實踐項目還是圍繞著車輛本身的構(gòu)造展開，依然大部分偏重于車輛的發(fā)動機(jī)拆裝、底盤拆裝等，雖然有汽車電子控制技術(shù)涉及電類實驗，但基本都是以認(rèn)知為主，這種培養(yǎng)方式維持多年，缺乏創(chuàng)新，與市場需求脫節(jié)[7]。新興技術(shù)在汽車上的使用，如果學(xué)生不主動參與編程、實施方案，學(xué)習(xí)效果只能流于表面。因此，從構(gòu)建實驗平臺開始，就需給學(xué)生開放相應(yīng)的接口，不但使學(xué)生能理解其中的算法原理等，更可以通過改進(jìn)算法來達(dá)到創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

除了課程中的實驗之外，課后還可以設(shè)置一些環(huán)節(jié)和平臺，有助于學(xué)生理解書本、開拓思維，比如引入學(xué)科競賽，使得學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)、去思考。把灌輸式的教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃邮降那髮W(xué)。同時引入學(xué)科競賽的優(yōu)點還有作品制作完成需要一定的周期時間，相比課程中實驗的這種短期、淺嘗輒止的方法，長周期的投入和思考可以使學(xué)生對一些具體問題的理解更深入[8]。目前，涉及到車輛工程專業(yè)的大學(xué)生競賽有：智能車競賽，大學(xué)生方程式賽車，本田節(jié)能車大賽等，各比賽都有電動組，涉及到電機(jī)的驅(qū)動與控制，一方面可以檢驗學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效果，另一方面還可以鍛煉學(xué)生的動手能力和獨立解決問題的能力。

3.結(jié)論

論文分析了面對汽車未來發(fā)展方向，車輛工程專業(yè)所面臨的問題，然后從課程設(shè)置、師資隊伍、實驗平臺、創(chuàng)新實踐等多方面探討了電動汽車課程的教學(xué)改革思路和方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]申桂英.2025年中國新能源汽車新車銷售占比達(dá)到20%左右[J]精細(xì)與專用化學(xué)品，2020，28（11）：49

[2]何文靜.新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展下汽車電子技術(shù)專業(yè)教學(xué)改革分析[J]汽車實用技術(shù)，2019（01）：182-183.

[3]尹兆華.我國高校大類招生的困局與解困[J]中國考試，2021（01）：47-51

[4]高偉.面向?qū)I(yè)認(rèn)證的車輛工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式探討[J]課程教育研究，2017（02）：238

[5]楊年炯.與專業(yè)認(rèn)證相銜接的車輛工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系改革探討[J]高教學(xué)刊，2016（17）：221-222+225

[6]申彩英，韓忠浩，劉樹偉，等.新能源汽車工程方向課程與實踐教學(xué)體系改革[J]遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2015，17（06）：139-142

[7]屈敏，張雨，趙建華.車輛工程專業(yè)新能源汽車內(nèi)涵方向?qū)嶒灲虒W(xué)的改革與實踐[J]中國現(xiàn)代教育裝備，2013（21）：54-57

[8]李冰林，呂立亞.以學(xué)科競賽為驅(qū)動的大學(xué)生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)——以“飛思卡爾”杯智能汽車競賽為例[J]教育教學(xué)論壇，2016（10）：4-5