新工科背景下汽車工程應(yīng)用型人才實踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系建構(gòu)

摘? 要 汽車新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，需要大量掌握新技術(shù)與具備實踐創(chuàng)新能力的新工科技術(shù)人才作為支撐。圍繞應(yīng)用型人才實踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標(biāo)，通過優(yōu)化課程體系結(jié)構(gòu)、構(gòu)建多元培養(yǎng)模式、豐富教育教學(xué)方法、構(gòu)建實踐教學(xué)新體系和強化教師隊伍建設(shè)等系列改革措施，形成一套良好的新工科背景下汽車工程應(yīng)用型人才實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)機(jī)制，為汽車新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供更好的人才支撐。

關(guān)鍵詞 新工科;創(chuàng)新能力;汽車工程;應(yīng)用型人才;智慧學(xué)習(xí)工場;仿真實訓(xùn)室;CDIO教學(xué)模式;實踐教學(xué)

中圖分類號：G652? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）04-0087-03

1 前言

隨著人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷成熟和廣泛應(yīng)用，“中國制造2025”“工業(yè)4.0”等新興發(fā)展戰(zhàn)略悄然興起，以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)為代表的新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展。2017年以來，各地高校響應(yīng)教育部倡議，積極開展新工科研究活動，從而深化工程教育改革，推進(jìn)新工科建設(shè)與發(fā)展。新工科對應(yīng)新興產(chǎn)業(yè)，注重人工智能、信息通信、電子控制、大數(shù)據(jù)與云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)與傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)的緊密結(jié)合，新工科人才需要具備較強的新技術(shù)應(yīng)用能力、工程實踐能力和創(chuàng)新能力[1]。作為制造業(yè)重點發(fā)展領(lǐng)域的汽車產(chǎn)業(yè)逐漸向智能化、自動化、網(wǎng)聯(lián)化、信息化、低碳節(jié)能化等方向發(fā)展，這一發(fā)展趨勢所需的技術(shù)人才正符合新工科人才特點。

目前，眾多地方本科高校面臨轉(zhuǎn)型發(fā)展的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，在轉(zhuǎn)型發(fā)展和新工科建設(shè)背景下，應(yīng)用型本科高校更應(yīng)緊密結(jié)合經(jīng)濟(jì)社會和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，迅速調(diào)整專業(yè)定位，著力優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu)，致力于內(nèi)涵發(fā)展和特色建設(shè)，為社會培養(yǎng)具備新工科實踐與創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才。

2 新工科汽車技術(shù)人才培養(yǎng)意義

截至2017年，我國汽車保有量已突破2.2億輛，汽車年產(chǎn)銷量均接近3000萬輛，是世界第一大汽車生產(chǎn)國和第一大汽車銷售國。然而，目前人才供應(yīng)難以滿足汽車產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展需求，隨著新能源汽車、車聯(lián)網(wǎng)、智能交通、無人駕駛等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，人才供需矛盾必將加劇。汽車新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展所要求的技術(shù)理論和知識結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)汽車技術(shù)體系有著很大區(qū)別，更加強調(diào)學(xué)科的交叉融合和電子控制、人工智能等新技術(shù)應(yīng)用，如新能源汽車領(lǐng)域應(yīng)該重點掌握新能源汽車驅(qū)動技術(shù)、電池電機(jī)電控等三電技術(shù)、高壓電安全技術(shù)、汽車智能化控制技術(shù)、車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等。但是受傳統(tǒng)人才培養(yǎng)體系結(jié)構(gòu)限制，很多高校未能及時隨新產(chǎn)業(yè)發(fā)展調(diào)整專業(yè)定位，導(dǎo)致人才培養(yǎng)不能適應(yīng)汽車新產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，尤其在新能源汽車、汽車智能化控制、車聯(lián)網(wǎng)等方面，具有明顯的新工科技術(shù)特點，尤其需要大量掌握交叉學(xué)科知識、新技術(shù)和具備創(chuàng)新思維能力的新型人才作為支撐。

因此，應(yīng)用型高校在制定人才培養(yǎng)體系時必須充分結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，著力在課程體系結(jié)構(gòu)、人才培養(yǎng)模式等方面進(jìn)行相應(yīng)改革，建設(shè)配套設(shè)施，使人才培養(yǎng)得以適應(yīng)新工科發(fā)展需求。為主動適應(yīng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展變化特點和提升從業(yè)大軍的總體素質(zhì)，探索新工科背景下汽車工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)機(jī)制，意義重大也迫在眉睫。

3 人才培養(yǎng)機(jī)制構(gòu)建

圍繞適應(yīng)新工科的高端應(yīng)用型人才培養(yǎng)，廣東技術(shù)師范學(xué)院汽車工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)新機(jī)制以實現(xiàn)提升關(guān)鍵的專業(yè)“四能力”為出發(fā)點（即提升工程實踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、新技術(shù)應(yīng)用能力和可持續(xù)發(fā)展能力[2]），具體通過“五方面”來實現(xiàn)（包括優(yōu)化課程體系結(jié)構(gòu)、構(gòu)建多元培養(yǎng)模式、豐富教育教學(xué)方法、構(gòu)建實踐教學(xué)新體系和強化教師隊伍建設(shè)等）。同時，在教學(xué)改革與實施中，積極依托教育部在學(xué)校試點的智慧學(xué)習(xí)工場和科技創(chuàng)新訓(xùn)練平臺開展教學(xué)工作，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)質(zhì)量。面向汽車工程專業(yè)人才培養(yǎng)，將上述改革進(jìn)行有效整合和貫通，形成創(chuàng)新型人才培養(yǎng)機(jī)制。

優(yōu)化課程體系結(jié)構(gòu)

1）打破“重理論輕實踐”的學(xué)科知識型課程設(shè)置框架，構(gòu)建以專業(yè)技術(shù)能力培養(yǎng)為核心的課程體系結(jié)構(gòu)。根據(jù)汽車新產(chǎn)業(yè)發(fā)展對人才專業(yè)技術(shù)需求特點，對專業(yè)課程進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整和全面改革，強化汽車先進(jìn)技術(shù)、新能源汽車、車聯(lián)網(wǎng)、智能控制技術(shù)等方面能力培養(yǎng)，及時更新教學(xué)內(nèi)容，重點引入汽車領(lǐng)域?qū)W科前沿和新成果內(nèi)容，加大實驗實訓(xùn)實踐課程比例，增加設(shè)計性、綜合性、創(chuàng)新性內(nèi)容，有針對性開發(fā)新的實訓(xùn)教學(xué)項目，以加強創(chuàng)新能力和實踐動手能力培養(yǎng)。

2）構(gòu)建多學(xué)科交叉融合的課程體系。隨著新能源汽車、車聯(lián)網(wǎng)、無人駕駛、智能化控制等技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車工程單一學(xué)科專業(yè)已經(jīng)很難支撐多種技術(shù)的發(fā)展需要，必須融入控制工程與自動化、信息與通信、人工智能、計算機(jī)等學(xué)科專業(yè)知識，才能達(dá)到汽車新工科發(fā)展所需的技術(shù)要求，在汽車工程學(xué)科專業(yè)原有課程的基礎(chǔ)上，深度交叉融合其他必要學(xué)科知識是優(yōu)化課程體系結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵一環(huán)。

3）強化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程模塊。此模塊課程由學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院組織相關(guān)專業(yè)教師與企業(yè)、行業(yè)專家制定，并由專門從事創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育教學(xué)的專業(yè)教師和企業(yè)講師講授該課程，通過開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)模擬實訓(xùn)、創(chuàng)新能力訓(xùn)練實踐教學(xué)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)講座等內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識和職業(yè)素養(yǎng)[3]。

4）優(yōu)化實踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)課程模塊。在選修課程中，增設(shè)實踐與創(chuàng)新訓(xùn)練課程，開展實踐與創(chuàng)新訓(xùn)練活動、科技競賽活動等;構(gòu)建“雙層三級遞進(jìn)式”實踐課程結(jié)構(gòu)，開發(fā)項目設(shè)計驅(qū)動的課程結(jié)構(gòu)，設(shè)計工作過程系統(tǒng)化的結(jié)構(gòu)課程等。

構(gòu)建多元培養(yǎng)模式

1）推行本科生“三進(jìn)入”培養(yǎng)模式。為給學(xué)生提供良好的實踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)環(huán)境，建立本科生進(jìn)科研團(tuán)隊、進(jìn)科技社、進(jìn)競賽團(tuán)隊的“三進(jìn)入”培養(yǎng)機(jī)制和制度，鼓勵和組織本科生全面參與競賽活動和科技創(chuàng)新訓(xùn)練。學(xué)生根據(jù)自身能力和興趣，可以選擇加入教師科研隊伍，協(xié)助開展教學(xué)科研項目工作，從而培養(yǎng)創(chuàng)新和學(xué)術(shù)研究能力[4];加入學(xué)生科技社，可通過科技社開展的常態(tài)化課外科技培訓(xùn)、活動以及創(chuàng)新訓(xùn)練項目，如電子設(shè)計大賽、挑戰(zhàn)杯、技能減排競賽等，培養(yǎng)實踐動手和創(chuàng)新能力;學(xué)校圍繞汽車工程領(lǐng)域?qū)I(yè)競賽，組建中國Honda節(jié)能車競賽團(tuán)隊、巴哈越野車大賽團(tuán)隊、“恩智浦”杯智能小車競賽團(tuán)隊、CAD制圖大賽團(tuán)隊等，常年開展競賽相關(guān)活動并積極籌備競賽工作，學(xué)生加入競賽團(tuán)隊，可通過參加學(xué)科專業(yè)競賽活動提高專業(yè)興趣和實踐動手能力。

2）建立科研入教學(xué)機(jī)制。鼓勵和引導(dǎo)教師將教科研項目開展融入教學(xué)與人才培養(yǎng)中，具體做法：

①教師結(jié)合自己的教學(xué)改革與科研項目，提取部分研究內(nèi)容作為課題，積極組織學(xué)生參與，讓學(xué)生結(jié)合自身興趣和能力選取相關(guān)課題開展研究，進(jìn)而鍛煉綜合能力和提高專業(yè)技術(shù)水平;

②以畢業(yè)設(shè)計（論文）工作為契機(jī)，進(jìn)一步將教改科研項目開展與指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計（論文）工作結(jié)合起來，通過導(dǎo)師帶學(xué)生的形式，達(dá)到更好的培養(yǎng)成效;

③以項目開展為依托，指導(dǎo)學(xué)生撰寫專業(yè)論文和申請專利等，提升學(xué)生學(xué)術(shù)研究能力和綜合素質(zhì)。

3）大力開展校企協(xié)同育人模式。一方面充分依托已建立的產(chǎn)學(xué)研合作基地，進(jìn)一步深化實質(zhì)性合作內(nèi)容建設(shè)，重點開展生產(chǎn)實踐課程、科技開發(fā)、實驗分析、專業(yè)實習(xí)、項目規(guī)劃等內(nèi)容，積極推進(jìn)學(xué)生課外科技創(chuàng)新活動，有效組織和選拔學(xué)生參與產(chǎn)學(xué)研基地的生產(chǎn)性課題研究，跟隨指導(dǎo)教師參與相關(guān)科研項目攻關(guān)，切實提高創(chuàng)新和實踐能力;另一方面積極推進(jìn)與企業(yè)的產(chǎn)教融合人才培養(yǎng)，通過企業(yè)的深度參與，如承擔(dān)專業(yè)課程和實訓(xùn)實踐教學(xué)，按比例分擔(dān)專業(yè)核心課程教學(xué)，承擔(dān)兩個學(xué)期定崗實習(xí)，共同輔導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計（論文）工作等，讓學(xué)生切實學(xué)習(xí)和體會企業(yè)生產(chǎn)實際，通過企業(yè)教育培養(yǎng)學(xué)生新工科的思維和能力。

豐富教學(xué)模式與方法

1）大力開展理實一體化教學(xué)。充分利用教育部試點的智慧學(xué)習(xí)工場和汽車實驗實訓(xùn)中心的實踐環(huán)境和有利條件，把大部分專業(yè)課堂搬進(jìn)工場和實驗室，在工場和實驗室環(huán)境下完成授課。在講授理論知識的同時穿插實踐操作，兩個教學(xué)環(huán)節(jié)深度結(jié)合[5]、互相促進(jìn)，使學(xué)生同時獲取理論知識和得到技術(shù)技能的強化訓(xùn)練，有效增強教學(xué)效果。

2）構(gòu)建虛實一體化教學(xué)環(huán)境。利用“互聯(lián)網(wǎng)+”和現(xiàn)代信息技術(shù)，依托建成的汽車檢測與故障診斷仿真實訓(xùn)室，構(gòu)建教學(xué)功能齊全的虛實融合協(xié)同環(huán)境，開展虛實一體化教學(xué)。由整車和臺架、故障仿真軟件、控制和管理教學(xué)軟件、計算機(jī)、遠(yuǎn)程控制和通信設(shè)備、教學(xué)資源等組建成的虛實一體化教學(xué)平臺，為深入開展汽車新技術(shù)及應(yīng)用、強化實踐教學(xué)等提供良好條件，可打破場地、設(shè)備、時間與成本等限制，保證每個學(xué)生的實踐操作機(jī)會，從而更容易調(diào)動學(xué)生的積極性和提高教學(xué)質(zhì)量。

3）推進(jìn)工作過程系統(tǒng)化結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革。根據(jù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)崗位群設(shè)計教學(xué)工作任務(wù)，再整合工作任務(wù)形成綜合能力需求，從而有針對性地制定專業(yè)課程的課程結(jié)構(gòu)。課程構(gòu)建一般包括工作過程分析、課程體系構(gòu)建、教學(xué)過程分析等環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系，在課程開發(fā)設(shè)計時必須充分結(jié)合汽車工程專業(yè)課程內(nèi)容和特點。以此為導(dǎo)向，將課程學(xué)習(xí)內(nèi)容重構(gòu)為模塊學(xué)習(xí)單元，每個學(xué)習(xí)單元體現(xiàn)工作過程的系統(tǒng)化結(jié)構(gòu)，在每個設(shè)計單元中融入相應(yīng)的理論知識點，這樣一來，理論和實踐結(jié)合更加緊密，又有針對性，教學(xué)成效更顯著[6]。

4）積極開展CDIO教學(xué)模式。CDIO教學(xué)模式倡導(dǎo)將構(gòu)思、設(shè)計、實施及運行貫穿教學(xué)完成的全過程[7]。針對汽車新技術(shù)核心專業(yè)課程的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)特點，其包含實訓(xùn)實踐項目和實驗設(shè)計開發(fā)的內(nèi)容較多，要求也較高，利用現(xiàn)有教學(xué)資源，將CDIO理念的項目設(shè)計驅(qū)動教學(xué)方法充分應(yīng)用到課程教學(xué)中，進(jìn)行工程項目式的教學(xué)課程設(shè)計與實施，通過完成一個完整的工程項目，使學(xué)生的綜合能力等得到鍛煉和提升。一個項目設(shè)計完成，再進(jìn)行其他知識點和內(nèi)容的設(shè)計，進(jìn)而按項目設(shè)計來完成課程內(nèi)容和知識點的講解，通過基于CDIO理念的不同項目設(shè)計教學(xué)來實現(xiàn)課程具體內(nèi)容的教學(xué)改革，提高學(xué)生的理論水平、實踐能力、協(xié)作能力和學(xué)習(xí)興趣。

構(gòu)建實踐教學(xué)新體系

1）打造多維實踐教學(xué)平臺。

①充分依托智慧學(xué)習(xí)工場，打造多學(xué)科融合的實踐創(chuàng)新教學(xué)新平臺，發(fā)揮集成、共享、開放的特點，在交叉學(xué)科和專業(yè)核心技術(shù)、專業(yè)基礎(chǔ)與創(chuàng)新訓(xùn)練等方面進(jìn)一步實行高效的教學(xué)改革，構(gòu)建新型教學(xué)實踐與科技創(chuàng)新訓(xùn)練平臺，強化創(chuàng)新與綜合能力培養(yǎng)。

②構(gòu)建學(xué)生科技社平臺，作為科技創(chuàng)新活動的智創(chuàng)空間，以項目為抓手，積極開展學(xué)生科技競賽、創(chuàng)新訓(xùn)練項目研究、創(chuàng)新活動、創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練，使學(xué)生的創(chuàng)新和實踐能力得到培養(yǎng)和提高。

③依托汽車實驗中心資源，構(gòu)建開放式實驗室平臺，實行開放式教學(xué)管理模式，學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)需求和興趣可隨時進(jìn)行實驗實訓(xùn)活動，進(jìn)一步提高實踐能力。

2）構(gòu)建“雙層三級遞進(jìn)式”工程實踐教學(xué)體系。為提高學(xué)生的工程實踐和創(chuàng)新能力，構(gòu)建“雙層三級遞進(jìn)式”強化實踐教學(xué)體系。如圖1所示，第一層包括三級項目，分別是課程相關(guān)實踐教學(xué)、課外科技創(chuàng)新實踐、校外技能與科技創(chuàng)新實踐，從課內(nèi)到課外逐步遞進(jìn);第一層的每一級下面又包含三種類型的實踐活動，層層遞進(jìn)，全方位覆蓋本科階段的教學(xué)全過程[8]，通過豐富的手段強化學(xué)生實踐與科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

強化師資隊伍建設(shè)? 師資隊伍建設(shè)與人才培養(yǎng)質(zhì)量息息相關(guān)，要實現(xiàn)應(yīng)用型人才實踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)，師資必然要往“雙師多能型”方向發(fā)展[8]。一方面為適應(yīng)新工科發(fā)展要求，專業(yè)教師要不斷加強學(xué)習(xí)和實踐，與時俱進(jìn)，提升自身能力，尤其要及時學(xué)習(xí)掌握新技術(shù)新理論新知識新動態(tài)，要經(jīng)常深入企業(yè)了解實際生產(chǎn)需要并進(jìn)行實踐鍛煉;另一方面通過產(chǎn)教融合等協(xié)同育人工作，構(gòu)建一支由企業(yè)、行業(yè)專家組成的實踐經(jīng)驗豐富的兼職教師隊伍，對于企業(yè)技術(shù)人才可適當(dāng)調(diào)整高校師資聘請條件，使真正懂技術(shù)能創(chuàng)新的人能夠進(jìn)入應(yīng)用型師資隊列。從新能源汽車、車聯(lián)網(wǎng)等新產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需技術(shù)特點來看，具有機(jī)械工程、控制工程、電子信息工程、計算機(jī)等多學(xué)科交叉融合的特征，因此可通過整合相關(guān)學(xué)院教師資源，打造一支具有多學(xué)科交叉融合能力、解決復(fù)雜工程問題能力和應(yīng)對處理未來問題能力的師資隊伍，從而能勝任培養(yǎng)實踐創(chuàng)新能力較強的應(yīng)用型人才的工作。

4 結(jié)語

在新工科建設(shè)背景下，圍繞汽車新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求和特點，以提升汽車工程專業(yè)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力為出發(fā)點，通過優(yōu)化課程體系結(jié)構(gòu)、構(gòu)建多元培養(yǎng)模式、豐富教育教學(xué)方法、構(gòu)建實踐教學(xué)新體系和強化教師隊伍建設(shè)等一系列改革措施，打造新工科背景下的汽車工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系，切實提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，為我國汽車新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)人才。

參考文獻(xiàn)

[1]李幼平.地方高校新工科建設(shè)的四個著力點[N].光明日報，2017-10-10（13）.

[2]吳濤，劉楠，孫凱.“新工科”視域下工程人才關(guān)鍵能力的思考[J].黑龍江高教研究，2018（3）：156-160.

[3]程利敏，陳燾.高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程的宏觀建構(gòu)[J].中國成人教育，2018（2）：115-118.

[4]林健.多學(xué)科交叉融合的新生工科專業(yè)建設(shè)[J].高等工程教育研究，2018（1）：32-45.

[5]陳哲明，王理章，陳瑩瑩.《汽車構(gòu)造》理實一體化教學(xué)法的研究與實踐[J].教育教學(xué)論壇，2014（53）：186-187.

[6]吳游麗.工作過程導(dǎo)向的項目課程教學(xué)設(shè)計研究[D].杭州：浙江工業(yè)大學(xué)，2011.

[7]喻菲菲，杜燦誼.基于CDIO教育理念的機(jī)械工程測試技術(shù)課程實驗教學(xué)方法改革[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2017（21）：58-60.

[8]蔡小平，孫長銀.新工科背景下應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)質(zhì)量保障機(jī)制構(gòu)建[J].鹽城工學(xué)院學(xué)報：社會科學(xué)版，2017，30（4）：71-73.