人工智能背景下車輛工程專業(yè)課程建設(shè)探討

摘 要：在人工智能背景下，高校車輛工程專業(yè)課程建設(shè)面臨諸多挑戰(zhàn)，如教學(xué)內(nèi)容滯后、教學(xué)設(shè)備配套不全、師資隊伍建設(shè)不完善等。為解決遇到的問題，文章從更新并拓寬教學(xué)內(nèi)容、搭建智慧教學(xué)實踐平臺、人工智能輔助教學(xué)方法、產(chǎn)教融合優(yōu)化師資隊伍等方面進行陳述，旨在通過分析人工智能輔助教學(xué)的重要性，提升教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)符合人工智能背景下行業(yè)和社會發(fā)展對復(fù)合型人才的需求。

關(guān)鍵詞：人工智能 車輛工程 課程建設(shè) 教學(xué)模式 教學(xué)措施

2024年，《政府工作報告》提出開展“人工智能+”行動，打造具有國際競爭力的數(shù)字產(chǎn)業(yè)集群。“人工智能+”概念首次提出并迅速成為兩會的熱詞，成功在教育界掀起一股“人工智能+”浪潮。在教育領(lǐng)域，人工智能已經(jīng)成為推動教育轉(zhuǎn)型和革新的主要力量之一。當前，汽車產(chǎn)業(yè)正加速向電動化、網(wǎng)聯(lián)化和智能化轉(zhuǎn)型，作為融合人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等新興技術(shù)的產(chǎn)業(yè)，對高等學(xué)校車輛工程專業(yè)教學(xué)模式提出更大的挑戰(zhàn)[1-2]。

人工智能背景下車輛工程專業(yè)課程培養(yǎng)方案、教學(xué)模式、培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求以及教學(xué)內(nèi)容均需進行改革與創(chuàng)新[3]。然而，面對科技的進步，融合人工智能的車輛工程專業(yè)存在教學(xué)內(nèi)容單一、教學(xué)手段傳統(tǒng)、教學(xué)設(shè)備老舊等眾多問題。針對人工智能+背景下車輛工程專業(yè)課程建設(shè)存在的諸多問題，本文基于河北工業(yè)大學(xué)車輛工程專業(yè)近三年在融合人工智能教學(xué)方面的成就，提出車輛工程專業(yè)課程建設(shè)措施。

1 人工智能背景下車輛工程專業(yè)課程改革的必要性

1.1 適應(yīng)行業(yè)發(fā)展需求

智能網(wǎng)聯(lián)汽車的急速發(fā)展，促進了人工智能與車輛工程的深度融合。隨著車企行業(yè)市場競爭的加劇，新勢力車企已逐漸退出市場，以智駕為主的車企逐漸占據(jù)市場份額，如小鵬、理想、小米等。智能化駕駛已成為車企發(fā)展的必然需求。這就要求車輛工程專業(yè)不僅要培養(yǎng)具備車輛工程專業(yè)知識的學(xué)生，同時要培養(yǎng)具備人工智能技術(shù)能力的復(fù)合型人才。為適應(yīng)行業(yè)發(fā)展需求，融合人工智能的課程建設(shè)勢在必行。

1.2 提升人才培養(yǎng)質(zhì)量

人工智能背景下人才間的競爭越發(fā)激烈。傳統(tǒng)教學(xué)模式已不適應(yīng)當今社會對人才的需求。高校應(yīng)培養(yǎng)多元化、專業(yè)化、創(chuàng)新化的復(fù)合型人才，注重學(xué)生綜合素質(zhì)的提升，才能使學(xué)生更好地滿足社會發(fā)展需求。人工智能技術(shù)已是大勢所趨，學(xué)生可以通過各種途徑獲得所需知識，傳統(tǒng)教學(xué)模式勢必進行改革和創(chuàng)新，才能提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，提升學(xué)生就業(yè)競爭力，激發(fā)創(chuàng)新思維，滿足社會發(fā)展需求[4]。

1.3 符合教育發(fā)展趨勢

人工智能帶來的技術(shù)革新，不僅要在教學(xué)內(nèi)容上改革，還需在教學(xué)手段上進一步融合。車輛工程專業(yè)傳統(tǒng)教學(xué)模式往往采用“一刀切”形式，很難滿足每個學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。人工智能教學(xué)模式的引入使混合式教學(xué)模式得以更好地實現(xiàn)，使教學(xué)試驗得以更好地展示，使學(xué)生得以更好地學(xué)習(xí)。融合人工智能的教學(xué)模式已在全國高校全面開花，當今教育發(fā)展趨勢下，車輛工程專業(yè)必須融合人工智能教學(xué)模式，才能不被淘汰。

2 車輛工程專業(yè)課程建設(shè)現(xiàn)狀

河北工業(yè)大學(xué)車輛工程專業(yè)自2020級已增加智能網(wǎng)聯(lián)方向?qū)W生培養(yǎng)。盡管車輛工程專業(yè)在人工智能方面已經(jīng)經(jīng)過三年的探索和改進，但課程建設(shè)仍存在以下問題。

2.1 課程體系不完整

自2020級開始車輛工程專業(yè)已全面開展新能源汽車和智能網(wǎng)聯(lián)汽車等方向的學(xué)習(xí)。在智能網(wǎng)聯(lián)課程體系上必修課開設(shè)智能汽車平臺技術(shù)、智能汽車環(huán)境感知、智能汽車定位、智能汽車決策與控制等課程，選修課開設(shè)車聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論、車輛大數(shù)據(jù)分析及安全技術(shù)、車用燃料電池技術(shù)等新課程。同時在理論課程的基礎(chǔ)上搭配實踐課程，提高學(xué)生動手實踐能力，從課程體系上看包含了智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動駕駛所必須掌握的關(guān)鍵技術(shù)，能夠滿足行業(yè)對智能網(wǎng)聯(lián)人才的需求。

但經(jīng)過學(xué)生反饋、行業(yè)評價發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有課程體系仍不能完全覆蓋智能網(wǎng)絡(luò)汽車所需核心技術(shù)和理論，如人工智能基礎(chǔ)、通信原理與技術(shù)、計算機編程等。智能網(wǎng)聯(lián)車輛工程專業(yè)更加偏重于學(xué)科交叉，傳統(tǒng)與新興技術(shù)缺一不可，在有限的學(xué)時內(nèi)，如何優(yōu)化課程體系培養(yǎng)行業(yè)需求的復(fù)合型人才是人工智能背景下車輛工程專業(yè)面臨的難題。

2.2 教學(xué)內(nèi)容廣且淺

近年來人工智能技術(shù)發(fā)展迅猛，車輛工程專業(yè)新增眾多前所未有的課程。作為新興技術(shù)，現(xiàn)有教材內(nèi)容涉及面廣但處于基礎(chǔ)理論的地步，并沒有對核心技術(shù)進行深入的剖析，導(dǎo)致新增課程面臨無教材可用的難題。且現(xiàn)有教師多源于傳統(tǒng)車輛的培養(yǎng)，同時企業(yè)對高端智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才需求甚廣，高端技術(shù)人才難以入職高校，導(dǎo)致智能網(wǎng)聯(lián)方向的教師隊伍嚴重不足。

智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)迭代更新迅速，現(xiàn)有授課內(nèi)容存在明顯的滯后性，未能及時融入智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)發(fā)展的新成果、新技術(shù)，教材內(nèi)容更新周期長無法響應(yīng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的迭代需求，導(dǎo)致學(xué)生所需知識難以適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求[6]。

2.3 教學(xué)方式傳統(tǒng)化

人工智能技術(shù)的應(yīng)用在車輛工程專業(yè)不僅體現(xiàn)在教學(xué)內(nèi)容的更新迭代上，同時應(yīng)該加強教學(xué)方式的智能化。隨著科技的進步，傳統(tǒng)課堂教學(xué)以教師講授為主導(dǎo)的模式已經(jīng)完全無法激發(fā)學(xué)生的興趣，學(xué)生主動參與性下降。

隨著人工智能的發(fā)展，現(xiàn)代教學(xué)模式如虛擬仿真、增強顯示、個性化學(xué)習(xí)、精準教學(xué)、項目化教學(xué)、情景教學(xué)等先進教學(xué)方法如雨后春筍不斷涌現(xiàn)，且教學(xué)方法日新月異。然而這些先進教學(xué)手段使用頻率過低，難以為學(xué)生提供沉浸式體驗。課堂教學(xué)互動性差，教師難以掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。人工智能已經(jīng)為時代帶來新的發(fā)展，教學(xué)方法應(yīng)適應(yīng)時代的發(fā)展和科技的進步，提升學(xué)習(xí)主動學(xué)習(xí)的能力。

2.4 實踐設(shè)施配套少

實踐是檢驗學(xué)生知識掌握的必備課程。新技術(shù)的進步往往帶來實踐設(shè)備的更新。人工智能在車輛工程專業(yè)方面不僅涉及教學(xué)設(shè)備的更新，同時設(shè)計教學(xué)手段的智能化。車輛工程專業(yè)在2020年已增加智能小車、智能沙盤、硬件在環(huán)、實車實踐等教學(xué)設(shè)備。

然而，受制于高等學(xué)校教學(xué)資源和百萬級智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的限制，再加上技術(shù)更新迭代的頻次，目前實驗室設(shè)備已完全落后于企業(yè)，造成課堂理論知識與實踐脫節(jié)嚴重。且新設(shè)備數(shù)量有限，難以滿足每個學(xué)生的需求。如何在有限的資源內(nèi)優(yōu)化教學(xué)設(shè)備，通過人工智能的手段彌補教學(xué)設(shè)備的欠缺是提升學(xué)生綜合素質(zhì)的必經(jīng)之路。

3 基于人工智能的車輛工程專業(yè)教學(xué)模式改進

聚焦行業(yè)對汽車產(chǎn)業(yè)人才的需求，基于OBE的工程教育理念，全面落實工程教育專業(yè)認證“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進”教育教學(xué)理念，圍繞智能網(wǎng)聯(lián)汽車高素質(zhì)復(fù)合型工程技術(shù)人才培養(yǎng)定位，對目前車輛工程專業(yè)存在的問題提出以下應(yīng)對措施。

3.1 科教融合更新并拓寬教學(xué)內(nèi)容

人工智能背景下現(xiàn)代車輛工程專業(yè)已不再局限于機械制造領(lǐng)域。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展，使得車輛工程專業(yè)已經(jīng)成為一個融合電子、計算機、通信等多學(xué)科的專業(yè)。隨著科技的進步，學(xué)生已通過各種渠道學(xué)習(xí)相關(guān)理論和技術(shù)。人工智能背景下車輛工程專業(yè)教學(xué)內(nèi)容必須更新與拓寬。

科研項目來源于實際工程需求，通過科教融合，一方面可以借助學(xué)院的平臺通過與企業(yè)聯(lián)合提高教師的科研能力；另一方面學(xué)生也可以通過接觸實際的項目，充分將理論知識融合貫通，培養(yǎng)解決實際問題的能力。河北工業(yè)大學(xué)車輛工程專業(yè)構(gòu)建了“知行用耦合，產(chǎn)學(xué)研融合”的車輛工程新工科人才培養(yǎng)新體系。建立了科教融合協(xié)同培養(yǎng)導(dǎo)師制，搭建了面向創(chuàng)新拔尖人才培養(yǎng)的科研創(chuàng)新平臺，將高水平科研團隊引入本科人才培養(yǎng)體系。

3.2 產(chǎn)教融合打造智慧教學(xué)實踐平臺

產(chǎn)教融合的教學(xué)模式已在各大高校推廣至深。將企業(yè)的先進技術(shù)手段引入教學(xué)實踐中，不僅能為學(xué)生提供更貼合市場需求的教育資源，還能推動車輛工程領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用。如今，眾多高校已與企業(yè)建立了實習(xí)實訓(xùn)基地。

對于智能網(wǎng)聯(lián)汽車，企業(yè)的技術(shù)已遠遠超過高校，高?？山柚髽I(yè)的平臺搭建智能網(wǎng)聯(lián)智慧教學(xué)實踐平臺。秉持“實踐驅(qū)動創(chuàng)新”培養(yǎng)理念，河北工業(yè)大學(xué)車輛工程專業(yè)借助企業(yè)平臺搭建了“智能駕駛虛擬仿真實驗室”-“實景交互智能交通沙盤”-“智能網(wǎng)聯(lián)汽車示范校區(qū)”三位一體的全方位、立體化、進階式智慧實踐教學(xué)平臺。實現(xiàn)了人工智能驅(qū)動的教學(xué)實踐創(chuàng)新與智能網(wǎng)聯(lián)汽車人才培養(yǎng)能力的雙重提升。

3.3 人工智能改革教學(xué)方法

人工智能正以前所未有的態(tài)勢融入教育領(lǐng)域，人工智能輔助教學(xué)已經(jīng)成為提升教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵手段。人工智能打破了傳統(tǒng)教學(xué)的諸多限制，為教師和學(xué)生創(chuàng)新提供了更具成效的教學(xué)環(huán)境。

河北工業(yè)大學(xué)車輛工程專業(yè)基于超星匯雅大模型完成了智能網(wǎng)聯(lián)汽車專業(yè)知識圖譜建設(shè)，包括：培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、課程體系以及支撐矩陣等內(nèi)容。AI輔助下可助力專業(yè)完成培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求達成度對比分析。與此同時，針對汽車工程學(xué)、汽車試驗學(xué)、智能汽車環(huán)境感知、智能汽車定位技術(shù)、智能汽車決策與控制等主干課程建立了立體化的課程知識圖譜。AI輔助下的教學(xué)方法仍存在諸多新技術(shù)，如AI智慧問答、學(xué)情分析、個性化定制等。因此，AI輔助教學(xué)手段仍需不斷地更新與拓寬。

3.4 交叉融合完善教師隊伍

智能網(wǎng)聯(lián)汽車交叉融合涉及多學(xué)科領(lǐng)域，可通過引入企業(yè)的高技術(shù)人才以學(xué)術(shù)講座、研討會的方式提升本專業(yè)教師教學(xué)能力。智能網(wǎng)聯(lián)沖擊下，教師隊伍建設(shè)刻不容緩，在本專業(yè)教師有限的前提下，可通過交叉學(xué)院、企業(yè)等方式優(yōu)化師資隊伍。

河北工業(yè)大學(xué)車輛工程專業(yè)與行業(yè)優(yōu)質(zhì)企業(yè)協(xié)同開展課堂教學(xué)，聯(lián)合中國汽車技術(shù)研究中心與比亞迪汽車工業(yè)有限公司加速智能汽車先進試驗技術(shù)在《汽車試驗學(xué)》課程中的實施；邀請中國汽車技術(shù)研究中心行業(yè)專家參與專業(yè)導(dǎo)論課程教學(xué)；與樂邦（天津）新能源科技有限公司、天津恒碩汽車技術(shù)有限責(zé)任公司相關(guān)專家聯(lián)合進行《新能源汽車動力系統(tǒng)原理》《車輛制造工藝學(xué)》課程設(shè)計、知識拓展應(yīng)用設(shè)計，實現(xiàn)交叉融合優(yōu)化師資隊伍。

4 教學(xué)模式改進效果

河北工業(yè)大學(xué)基于以上教學(xué)模式的改進在專業(yè)建設(shè)方面打造的智能汽車產(chǎn)業(yè)學(xué)院入選國家首批現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院。依托產(chǎn)業(yè)學(xué)院，通過采用企業(yè)導(dǎo)師進課堂、校企聯(lián)合畢業(yè)、本科生拔尖計劃等一系列措施提高學(xué)生的綜合實踐能力。自2018年至2022年校企聯(lián)合畢設(shè)課題數(shù)從19增長至134個。

在課程內(nèi)容方面更新拓寬教學(xué)內(nèi)容，重點基于新技術(shù)、新工藝、新方法，完成對傳統(tǒng)教材的升級改造，《車輛制造工藝學(xué)》《汽車輕量化—材料、工藝與設(shè)計》入選教育部高等學(xué)校機械類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會規(guī)劃教材。增加學(xué)生實踐能力培養(yǎng)，2022級學(xué)生培養(yǎng)實踐環(huán)節(jié)課程比例超過27%。在數(shù)字化資源建設(shè)方面已具備智能網(wǎng)聯(lián)汽車虛擬仿真實驗室1個、智慧教室7間等數(shù)字化教學(xué)資源，軟硬件配套設(shè)施齊備，支撐車輛動力學(xué)、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、汽車實驗學(xué)等多門課程教學(xué)。

在師資隊伍方面通過引進學(xué)術(shù)領(lǐng)軍人物形成具有一定影響力的學(xué)科研究方面和研究團隊，同時引進長城汽車、中汽研（天津）、東風(fēng)汽車等多個國內(nèi)知名企業(yè)導(dǎo)師優(yōu)化師資力結(jié)構(gòu)。目前車輛工程專業(yè)擁有高級工程師、研究員、教授級高工等89名校外指導(dǎo)老師，大幅度提高教學(xué)質(zhì)量。

本專業(yè)近三年就業(yè)率、境內(nèi)外升學(xué)率高，與全省同類專業(yè)相比，應(yīng)屆畢業(yè)生就業(yè)率位居前10%。優(yōu)秀畢業(yè)生獲得了企業(yè)的高度認可，以長城為例，目前已有2位總裁級，6位總經(jīng)理級，4位總監(jiān)級等杰出人才。

5 結(jié)語

本文結(jié)合智能網(wǎng)聯(lián)汽車以及人工智能輔助教學(xué)，以河北工業(yè)大學(xué)車輛工程專業(yè)現(xiàn)狀為藍本，剖析人工智能背景下車輛工程專業(yè)課程遇到的問題并提出解決措施。當今，高校教學(xué)勢必迎來人工智能的沖擊，傳統(tǒng)教學(xué)課程必須經(jīng)過改革與創(chuàng)新才能滿足行業(yè)對人才的需求。本文通過分析車輛工程專業(yè)遇到的問題，從教學(xué)內(nèi)容、實踐平臺、教學(xué)方法以及師資隊伍等方面提出人工智能背景下車輛工程專業(yè)應(yīng)對措施。

基金項目：河北工業(yè)大學(xué)本科教育教學(xué)改革研究與實踐項目，河北省研究生教育教學(xué)改革研究項目（YJG2023013），河北省高等教育教學(xué)改革研究與實踐項目（2022GJJG055，2021GJJG045，2025GJJG073）；教育

部2022年第二批產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目“車輛環(huán)境建模課程資源包”（項目編號：220870

09304827）。

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