“新工科”背景下新能源汽車智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)實(shí)踐平臺構(gòu)建

李素華　李涵　曾凡琮

摘 要：本文分析了新能源汽車技術(shù)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀，闡述了新工科背景下從“基礎(chǔ)課程實(shí)踐、專業(yè)課程實(shí)踐、創(chuàng)新實(shí)踐、企業(yè)工程實(shí)踐”等四個(gè)方面展開的新能源汽車實(shí)踐教學(xué)體系，新能源汽車的智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)實(shí)踐教學(xué)體系包含兩大類，專業(yè)模塊實(shí)踐教學(xué)體系和綜合系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)體系，并構(gòu)建了新能源汽車智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)實(shí)踐平臺，同時(shí)提出了針對實(shí)踐能力培養(yǎng)的新能源汽車工程教師團(tuán)隊(duì)的建設(shè)目標(biāo)，對提高新工科背景下新能源汽車智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：新工科 新能源汽車 智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù) 實(shí)踐平臺

隨著全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的發(fā)展，汽車與能源、交通、信息通信等領(lǐng)域加速融合，推動了汽車產(chǎn)品形態(tài)、交通出行模式、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和社會運(yùn)行方式等發(fā)生深刻變革，新能源汽車產(chǎn)業(yè)也面臨著前所未有的發(fā)展機(jī)遇，隨之而來的滿足新能源汽車技術(shù)需求的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才已成為企業(yè)的迫切需求。高校人才培養(yǎng)質(zhì)量如何能更好的滿足新能源汽車企業(yè)需要，也成為應(yīng)用型高校人才培養(yǎng)的目標(biāo)之一。2017年2月，教育部推行“新工科”建設(shè)，以“產(chǎn)出為導(dǎo)向”的人才培養(yǎng)模式改革成為高校人才培養(yǎng)和教育教學(xué)工作的重心之一。各工科院校以工程教育新理念、新模式、新方法、新內(nèi)容和新質(zhì)量等作為高校新工科建設(shè)和教育改革的基本內(nèi)容，培養(yǎng)具備創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力、國際化視野以及多學(xué)科交叉融合的新型工程技術(shù)人才，以滿足國家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)、支柱產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要[1]。

新形勢下的汽車需要大量的新技術(shù)，比如新能源、信息、通信、大數(shù)據(jù)、云以及人工智能等技術(shù)[2]。目前國內(nèi)開設(shè)新能源汽車工程專業(yè)的高校并不多，對于跨學(xué)科的新能源汽車技術(shù)人才需求量非常大，地方高校應(yīng)結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)特色與學(xué)校自身發(fā)展需求進(jìn)行人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位，制定以多學(xué)科交叉融合為特征的新能源汽車工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案，構(gòu)建能夠滿足新能源汽車發(fā)展對技術(shù)人才需求的課程體系，探索新能源汽車專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系和創(chuàng)新教育等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)新形勢下具有創(chuàng)新能力的綜合性人才。

1 新能源汽車實(shí)踐教學(xué)體系的建立

在新工科和工程教育認(rèn)證理念下進(jìn)行新能源汽車工程專業(yè)建設(shè)的基本思路首先要進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，即以新工科理念構(gòu)建工程教育產(chǎn)出導(dǎo)向的人才培養(yǎng)體系。頂層設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)教育資源的分配與交叉融合，需要進(jìn)行統(tǒng)籌教育資源，規(guī)劃建設(shè)專業(yè)新方向，搭建人才培養(yǎng)平臺，構(gòu)建教育教學(xué)質(zhì)量保障體系。人才培養(yǎng)體系基于OBE理念制定培養(yǎng)目標(biāo)，完成畢業(yè)要求，建立課程體系，搭建實(shí)踐教學(xué)平臺。設(shè)計(jì)實(shí)施過程中要保證人才培養(yǎng)體系基于新工科背景，需要分配教育資源，建立一套行之有效的考核和管理機(jī)制，同時(shí)根據(jù)反饋的問題進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，這樣才能保障頂層設(shè)計(jì)的全面性。人才培養(yǎng)體系以學(xué)生為中心，根據(jù)行業(yè)企業(yè)需求和產(chǎn)出導(dǎo)向制定培養(yǎng)目標(biāo)，以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求為導(dǎo)向，依據(jù)師資隊(duì)伍和支撐條件共同作用下的課程體系為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。人才培養(yǎng)體系下建立新型的實(shí)踐教學(xué)體系是新工科背景下工程教育模式最有效的方式之一，在實(shí)踐教育過程中增加設(shè)計(jì)型、綜合型實(shí)驗(yàn)的比例，考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識、處理實(shí)際問題的能力，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)、智能控制、互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)中的運(yùn)用。

本文構(gòu)建新工科背景下新能源汽車工程專業(yè)實(shí)踐教育體系與實(shí)踐平臺，建設(shè)新能源汽車智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)實(shí)踐平臺，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與工程認(rèn)證教育理念相結(jié)合，與企業(yè)構(gòu)建產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人的新機(jī)制，建立新能源汽車工程實(shí)踐教學(xué)基地，融合素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育和實(shí)踐教育為一體，探索新工科學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐教育模式，培養(yǎng)企業(yè)所需的高素質(zhì)創(chuàng)新型、實(shí)踐性人才，新能源汽車工程實(shí)踐教學(xué)體系見表1[3]。

1）基礎(chǔ)課程實(shí)踐

圍繞新能源汽車工程的學(xué)科基礎(chǔ)課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程，在校內(nèi)完成的相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)，通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和工程實(shí)踐訓(xùn)練，使學(xué)生能夠正確使用實(shí)驗(yàn)儀器、獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)、并對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄及分析處理，主要培養(yǎng)學(xué)生的基本素質(zhì)能力及刻苦鉆研的學(xué)習(xí)態(tài)度。

2）專業(yè)課程實(shí)踐

校內(nèi)新能源汽車工程實(shí)驗(yàn)中心完成的專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐項(xiàng)目和課程設(shè)計(jì)，通過訓(xùn)練鍛煉學(xué)生實(shí)際操作能力，培養(yǎng)學(xué)生基本工程實(shí)踐能力。

3）創(chuàng)新實(shí)踐

為學(xué)生提供校內(nèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐平臺及教師科研平臺，在該階段注重學(xué)生個(gè)性化的培養(yǎng)，鼓勵(lì)學(xué)生參加科技創(chuàng)新競賽，通過該階段的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力，提高學(xué)生實(shí)際工程應(yīng)用能力和專業(yè)創(chuàng)新能力。

4）企業(yè)工程實(shí)踐

通過校企共建實(shí)訓(xùn)平臺的學(xué)習(xí)實(shí)訓(xùn)，可以使學(xué)生夯實(shí)專業(yè)理論知識和實(shí)踐技能，結(jié)合企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)，由企業(yè)工程師指導(dǎo)，在企業(yè)完成生產(chǎn)實(shí)習(xí)、專業(yè)技能實(shí)習(xí)及畢業(yè)實(shí)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)能力、職業(yè)技能及工程綜合能力。

2 新能源汽車智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)實(shí)踐平臺的構(gòu)建

智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)涉及電子技術(shù)、信息通信、交通等多個(gè)領(lǐng)域，根據(jù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車企業(yè)典型工作崗位的分析，新能源汽車智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)包含的技術(shù)模塊為電動汽車智能底盤系統(tǒng)、環(huán)境感知系統(tǒng)、車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和整車交互系統(tǒng)等。智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)實(shí)踐教學(xué)體系應(yīng)包含兩大類，專業(yè)模塊實(shí)踐教學(xué)體系和綜合系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)體系，智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)實(shí)踐教學(xué)體系如表2[4]。

1）專業(yè)模塊實(shí)踐[5]

專業(yè)模塊實(shí)踐教學(xué)體系的內(nèi)容側(cè)重于智能網(wǎng)聯(lián)汽車單一技術(shù)的認(rèn)知、測試和裝配調(diào)試等實(shí)踐訓(xùn)練，可在校內(nèi)專業(yè)實(shí)踐平臺或創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐平臺上進(jìn)行系統(tǒng)的認(rèn)知和測試。具體內(nèi)容如下：

①線控底盤系統(tǒng)中了解電動汽車線控驅(qū)動技術(shù)、線控轉(zhuǎn)向技術(shù)、線控制動技術(shù)和線控懸架等技術(shù)。

②環(huán)境感知系統(tǒng)中學(xué)習(xí)車載傳感器的作用和原理，學(xué)習(xí)通過通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)感知外部環(huán)境的雷達(dá)、攝像頭等組成部分和工作原理。

③車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中學(xué)習(xí)車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和導(dǎo)航定位技術(shù)等在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的應(yīng)用。

2）綜合系統(tǒng)實(shí)踐

綜合系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)體系則側(cè)重于智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的綜合應(yīng)用，通過搭建特定的場景分析汽車的實(shí)時(shí)狀態(tài)，可以解決更復(fù)雜的專業(yè)工程問題?？稍谛Ｆ蠊步▽?shí)訓(xùn)平臺上進(jìn)行。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生積極申報(bào)智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)相關(guān)的大學(xué)生科研訓(xùn)練項(xiàng)目，通過大學(xué)生科研訓(xùn)練項(xiàng)目的申報(bào)和實(shí)施，可在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐平臺融合大學(xué)生科研訓(xùn)練項(xiàng)目，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、應(yīng)用能力和專業(yè)素養(yǎng)[6]。具體內(nèi)容如下：

①智能座艙系統(tǒng)中了解通過車聯(lián)網(wǎng)、無線通信、遠(yuǎn)程感應(yīng)、GPS 等技術(shù)，與車外的各項(xiàng)基礎(chǔ)網(wǎng)聯(lián)設(shè)施、聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn) V2X（Vehicle-to-Everything）聯(lián)結(jié)的綜合作用系統(tǒng)。

②環(huán)境感知與智能交互系統(tǒng)通過控制小車實(shí)車實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知和智能交互的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)。

③先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）包含前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)、盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)、車道保持輔助系統(tǒng)、自動制動輔助系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)和自動破車輔助系統(tǒng)等，可通過模擬仿真系統(tǒng)來了解系統(tǒng)組成和工作原理。

④智能網(wǎng)聯(lián)汽車整車綜合測試可通過校企共建平臺實(shí)現(xiàn)實(shí)車路試來進(jìn)行系統(tǒng)測試。

3 新能源汽車工程教師團(tuán)隊(duì)的建設(shè)

有計(jì)劃的建設(shè)一支具有新工科教育理念的實(shí)踐能力強(qiáng)的新能源汽車智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)師資團(tuán)隊(duì)，重視教師職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，推進(jìn)個(gè)性化培訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)青年教師、兼職教師、骨干教師和專業(yè)帶頭人的可持續(xù)發(fā)展[7]，主要從以下幾個(gè)方面開展：

1）理論知識的研修

基于“感知、決策和控制”三項(xiàng)智能技術(shù)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)融合了多學(xué)科知識，包括車輛、計(jì)算機(jī)、大數(shù)據(jù)、電子信息、網(wǎng)絡(luò)通信、人工智能和自動控制等多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，對教師的專業(yè)素質(zhì)也提出了很高的要求，具有單一學(xué)科背景的老師需要進(jìn)行其他學(xué)科知識的研修，可以利用寒暑假參加高級研修班以拓寬專業(yè)背景知識，同時(shí)也可以利用業(yè)余時(shí)間參加線上專業(yè)知識模塊的培訓(xùn)。這部分的研修培訓(xùn)納入學(xué)校的師資培訓(xùn)管理，要求相關(guān)老師參加。

2）實(shí)踐能力的提升

①培養(yǎng)“雙師型”教師隊(duì)伍，學(xué)校選送中青年教師為主體的優(yōu)秀專業(yè)教師深入企業(yè)進(jìn)行實(shí)踐活動，學(xué)習(xí)智能網(wǎng)聯(lián)車輛技術(shù)，及時(shí)了解企業(yè)發(fā)展動態(tài)和關(guān)鍵技術(shù)，獲得一線的實(shí)踐鍛煉經(jīng)驗(yàn)，提升自身專業(yè)實(shí)踐水平。

②從企業(yè)中選聘兼職教師，主動對接行業(yè)企業(yè)的優(yōu)秀技術(shù)人員，聘請他們?yōu)榧媛毥處?，參與指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐活動，實(shí)施產(chǎn)教融合實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)。同時(shí)聘請企業(yè)資深專家擔(dān)任客座教授，定期到學(xué)校進(jìn)行講座和授課。

③培養(yǎng)具有過硬的實(shí)踐教學(xué)能力的高素質(zhì)實(shí)驗(yàn)室?guī)熧Y隊(duì)伍。

4 結(jié)束語

在實(shí)施實(shí)踐教學(xué)過程中還需要不斷探索實(shí)踐教育新模式，走進(jìn)企業(yè)進(jìn)行交流學(xué)習(xí)，根據(jù)社會需求與行業(yè)需求，基于“產(chǎn)出導(dǎo)向”理念制定培養(yǎng)目標(biāo)，建立實(shí)踐課程體系與實(shí)踐教學(xué)平臺，建設(shè)校內(nèi)教學(xué)資源與新能源汽車企業(yè)資源優(yōu)化配置，為人才培養(yǎng)創(chuàng)造更好條件。推進(jìn)校企協(xié)同、科教協(xié)同，在更大范圍內(nèi)優(yōu)化配置教學(xué)資源，主動聯(lián)系和挖掘行業(yè)部門、科研院所、企業(yè)優(yōu)勢資源，積極共建實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，統(tǒng)籌安排學(xué)生到實(shí)踐部門、生產(chǎn)一線實(shí)習(xí)實(shí)踐。圍繞本地企業(yè)資源優(yōu)勢，打造建設(shè)一批共建共享的實(shí)踐基地，建設(shè)新能源汽車智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)實(shí)踐平臺。通過校企聯(lián)合指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)，鼓勵(lì)學(xué)生到企業(yè)做畢業(yè)設(shè)計(jì)，根據(jù)行業(yè)人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的要求，以校外實(shí)踐教育基地為平臺，參與到具體的工程實(shí)踐項(xiàng)目與科研訓(xùn)練中，逐步建立新工科創(chuàng)新實(shí)踐型復(fù)合人才培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)模式，進(jìn)一步提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量。

項(xiàng)目：本文系教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目“新能源汽車智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)實(shí)踐平臺構(gòu)建”（項(xiàng)目編號：220600805210911）；武漢市教學(xué)研究項(xiàng)目“新工科背景下新能源汽車工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系的研究與實(shí)踐”（項(xiàng)目編號：2021056）的研究成果。

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