校企合作視角下新能源汽車專業(yè)課程建設(shè)與實踐研究

摘 要：在全球能源與環(huán)境問題嚴(yán)峻背景下，新能源汽車行業(yè)發(fā)展迅猛。校企合作對該專業(yè)人才培養(yǎng)意義重大，《HyperMesh 實用工程技術(shù)》課程尤為關(guān)鍵。從課程設(shè)立的必要性看，其契合行業(yè)需求，CAE 技術(shù)在新能源汽車設(shè)計研發(fā)諸多環(huán)節(jié)作用重大，相關(guān)企業(yè)對CAE分析人才需求迫切。教材建設(shè)上，要與企業(yè)同步采用最新軟件版本，引入真實案例并合作開發(fā)教材。師資隊伍建設(shè)方面，重視企業(yè)經(jīng)驗打造教師隊伍，拓寬招聘渠道，推進(jìn)多元跨界融合。教學(xué)方法上，采用項目教學(xué)法與虛擬仿真技術(shù)?？傊Ｆ蠛献飨略撜n程建設(shè)成果頗豐，為行業(yè)人才培養(yǎng)提供有力支撐。

關(guān)鍵詞：新能源汽車 校企合作 教材建設(shè) 師資隊伍 教學(xué)方法

在全球能源短缺和環(huán)境污染問題日益嚴(yán)峻的大背景下，新能源汽車作為傳統(tǒng)燃油汽車的重要替代方案，正逐漸成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心方向。近年來，新能源汽車行業(yè)呈現(xiàn)出迅猛的發(fā)展態(tài)勢。中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，2024年，中國汽車產(chǎn)銷累計完成3128.2萬輛和3143.6萬輛，同比分別增長3.7%和4.5%，連續(xù)16年居全球第一，汽車出口585.9萬輛，同比增長19.3%，仍保持較快增長。新能源汽車表現(xiàn)亮眼，2024年產(chǎn)銷量邁上千萬輛級臺階，分別達(dá)到1288.8萬輛和1286.6萬輛，連續(xù)10年位居全球第一。這一數(shù)據(jù)不僅彰顯了新能源汽車市場的巨大潛力，也預(yù)示著該行業(yè)在未來全球經(jīng)濟(jì)和交通領(lǐng)域中將扮演愈發(fā)重要的角色。

新能源汽車行業(yè)快速發(fā)展，對專業(yè)人才的需求也日益增長。校企合作作為一種有效的人才培養(yǎng)模式，能夠整合學(xué)校和企業(yè)的資源優(yōu)勢，為學(xué)生提供更加貼近實際工作場景的學(xué)習(xí)機(jī)會，從而提高學(xué)生的實踐能力和就業(yè)競爭力。目前，全國已有多家院校和一些新能源汽車行業(yè)車企建立了合作關(guān)系，并初步取得了一些新能源專業(yè)理實一體化教學(xué)研究的成果。

《HyperMesh實用工程技術(shù)》課程在新能源汽車專業(yè)中占據(jù)著重要地位。在汽車整車的設(shè)計過程中，安全碰撞分析、零部件強(qiáng)度分析、剛度分析等都是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，而這些分析都廣泛采用HyperMesh作為主流軟件。

1 課程設(shè)立的必要性

在新能源汽車行業(yè)蓬勃發(fā)展的大背景下，《HyperMesh實用工程技術(shù)》課程的設(shè)立具有至關(guān)重要的意義，它緊密契合了行業(yè)對專業(yè)人才的需求，為培養(yǎng)高素質(zhì)的新能源汽車專業(yè)人才提供了有力支撐。

隨著新能源汽車技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，汽車設(shè)計和研發(fā)過程中的工程分析變得愈發(fā)關(guān)鍵。CAE（Computer Aided Engineering）技術(shù)作為工程分析的重要手段，在新能源汽車領(lǐng)域發(fā)揮著不可或缺的作用。它能夠利用計算機(jī)輔助求解分析復(fù)雜工程和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，以及優(yōu)化結(jié)構(gòu)性能等，將工程生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)有機(jī)地組織起來，其關(guān)鍵在于將有關(guān)的信息集成，使其產(chǎn)生并存在于工程產(chǎn)品的整個生命周期。在新能源汽車整車的設(shè)計過程中，安全碰撞分析、零部件強(qiáng)度分析、剛度分析等都是確保車輛性能和安全性的核心環(huán)節(jié)，而這些分析都廣泛采用 HyperMesh 作為主流軟件。

某汽車設(shè)計公司專注于為汽車主機(jī)廠進(jìn)行 CAE 分析項目開發(fā)，在其業(yè)務(wù)開展過程中，對CAE分析人才的需求極為迫切。該公司的主要業(yè)務(wù)包括新能源汽車的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、碰撞安全性能提升等。在新能源汽車的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方面，需要運(yùn)用HyperMesh軟件對汽車的車身結(jié)構(gòu)、底盤系統(tǒng)等進(jìn)行詳細(xì)的有限元分析，通過模擬不同工況下的受力情況，找出結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，提出優(yōu)化方案，以提高汽車的整體性能和輕量化水平。在碰撞安全性能提升方面，利用HyperMesh軟件進(jìn)行碰撞模擬分析，評估車輛在碰撞過程中的能量吸收、車身變形和乘員保護(hù)情況，為改進(jìn)碰撞安全設(shè)計提供依據(jù)。該公司與學(xué)校成立訂單班，培訓(xùn)CAE人才，而HyperMesh課程就是其中最主要的核心課程，這充分說明了《HyperMesh實用工程技術(shù)》課程對于新能源汽車專業(yè)人才培養(yǎng)的不可或缺性，也凸顯了對該課程進(jìn)行深入研究和探索的緊迫性。

2 教材建設(shè)

2.1 與企業(yè)保持同步，采用最新軟件版本

在當(dāng)今快速發(fā)展的技術(shù)環(huán)境中，確保教材內(nèi)容與企業(yè)實際使用的軟件版本保持同步，對于新能源汽車專業(yè)《HyperMesh實用工程技術(shù)》課程的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的職業(yè)發(fā)展具有至關(guān)重要的意義。隨著科技的不斷進(jìn)步，軟件版本也在持續(xù)更新，每個新版本都可能帶來新的功能、優(yōu)化的算法以及更高效的操作流程。以HyperMesh軟件為例，其新版本可能在網(wǎng)格劃分的精度和速度上有顯著提升，或者增加了對新的材料模型和分析類型的支持。

為確保教材內(nèi)容與企業(yè)實際使用的軟件同步，授課老師發(fā)揮了關(guān)鍵作用。許多《HyperMesh實用工程技術(shù)》課程老師來自企業(yè)的高級工程師，他們具有豐富的企業(yè)背景和實踐經(jīng)驗。在編寫教材或設(shè)計課程時，他們會根據(jù)企業(yè)的實際需求來選擇軟件版本。他們了解企業(yè)在日常工作中使用的 HyperMesh 軟件版本，以及該版本在實際項目中的應(yīng)用情況和優(yōu)勢，從而能夠準(zhǔn)確地將企業(yè)所需的軟件版本融入教材中。這些授課老師還會與企業(yè)保持密切的溝通。他們與企業(yè)一起合作科研項目，參與企業(yè)的技術(shù)研發(fā)和項目實施過程。在這個過程中，他們能夠及時了解企業(yè)的最新技術(shù)動態(tài)和軟件更新情況。一旦企業(yè)升級了軟件版本，授課老師可以迅速將這些信息反饋到教學(xué)中，及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，確保學(xué)生所學(xué)始終與行業(yè)發(fā)展保持同步。在與某新能源汽車企業(yè)合作的科研項目中，授課老師了解到企業(yè)開始使用 HyperMesh 的最新版本進(jìn)行新能源汽車電池包的熱管理分析，該版本增加了新的熱分析模塊和材料屬性庫。授課老師便立即將這些新內(nèi)容納入教學(xué)計劃，在課堂上向?qū)W生介紹新的熱分析模塊的功能和使用方法，以及如何利用新的材料屬性庫進(jìn)行更準(zhǔn)確的電池包熱管理分析。通過這種方式，學(xué)生能夠及時掌握行業(yè)最新技術(shù)，提高自己的專業(yè)素養(yǎng)和就業(yè)競爭力。

2.2 引入企業(yè)實際案例

在《HyperMesh 實用工程技術(shù)》課程的教材編寫中，引入新能源汽車技術(shù)變革真實案例是提升教材實用性、促進(jìn)學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的重要舉措。這些實際案例涵蓋了新能源汽車行業(yè)的多個關(guān)鍵領(lǐng)域，以新能源汽車的電池技術(shù)革新為例，特斯拉在電池技術(shù)方面的創(chuàng)新成果為教材提供了豐富的素材。特斯拉的Model3車型采用了21700電池，相比前代18650電池，能量密度提高了50%，成本降低了約30%。在教材中引入這一案例，詳細(xì)介紹在對Model3電池進(jìn)行分析時，如何運(yùn)用HyperMesh軟件進(jìn)行電池結(jié)構(gòu)的有限元建模，包括電池單元的幾何模型構(gòu)建、材料屬性定義以及接觸關(guān)系設(shè)置等。通過模擬電池在不同工況下的受力和變形情況，分析電池結(jié)構(gòu)的合理性和安全性，讓學(xué)生深入理解電池技術(shù)創(chuàng)新背后的工程原理和分析方法。

2.3 與企業(yè)合作開發(fā)教材

在《HyperMesh實用工程技術(shù)》課程的教材建設(shè)中，與企業(yè)合作開發(fā)教材是提高教材質(zhì)量和實用性的重要途徑。通過校企合作、共建產(chǎn)業(yè)學(xué)院、訂單班等方式，能夠組建一個多元化的教材編寫團(tuán)隊，充分發(fā)揮學(xué)校和企業(yè)的優(yōu)勢，共同打造適應(yīng)教育和產(chǎn)業(yè)需求的高質(zhì)量教材。企業(yè)則派遣了資深的技術(shù)專家和工程師，他們在新能源汽車行業(yè)擁有多年的實踐經(jīng)驗，對HyperMesh軟件在實際工作中的應(yīng)用有著深入的了解，這些企業(yè)技術(shù)專家能夠?qū)⒆钚碌男袠I(yè)技術(shù)和實際項目案例帶入教材編寫中，使教材內(nèi)容更加貼近企業(yè)實際需求。

3 師資隊伍建設(shè)

3.1 重視企業(yè)經(jīng)驗，打造全新教師隊伍

在新能源汽車專業(yè)校企合作的背景下，重視企業(yè)經(jīng)驗，打造全新教師隊伍是提升教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵舉措。學(xué)校在人才選聘環(huán)節(jié)進(jìn)行了全面優(yōu)化，摒棄了傳統(tǒng)的“唯學(xué)歷論”“唯職稱論”等錯誤理念，將重點(diǎn)放在教師的企業(yè)工作經(jīng)驗和專業(yè)技能上。在招聘新能源汽車專業(yè)教師時，優(yōu)先考慮具有新能源汽車企業(yè)工作經(jīng)歷的人員，如曾在比亞迪、特斯拉、上通五等知名企業(yè)從事過汽車設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)等工作的工程師。這些具有企業(yè)經(jīng)驗的教師能夠?qū)嶋H工作中的案例和技術(shù)帶入課堂，使教學(xué)內(nèi)容更加貼近實際工作場景。對于現(xiàn)有的教師隊伍，學(xué)校積極開展培訓(xùn)指導(dǎo)工作。定期邀請企業(yè)中有經(jīng)驗的員工到學(xué)校開辦講座，分享新能源汽車行業(yè)的前沿技術(shù)和發(fā)展趨勢。

3.2 優(yōu)化教師招聘渠道

通過校企合作拓寬教師招聘渠道，對于解決新能源汽車專業(yè)師資不足問題和提升教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。在新能源汽車專業(yè)的發(fā)展過程中，師資不足是一個常見的問題。隨著新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展，對專業(yè)教師的需求日益增長，而傳統(tǒng)的教師招聘渠道難以滿足這一需求。通過與企業(yè)合作，學(xué)?？梢云刚埰髽I(yè)中的工程師作為兼職教師。這些工程師具有豐富的實際工作經(jīng)驗，能夠?qū)⒗碚撝R與實際工作相結(jié)合，為學(xué)生傳授實用的技能和知識。

3.3 推進(jìn)多元跨界融合，打造教學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊

職業(yè)院校積極推進(jìn)多元跨界融合，打造教學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊，這一舉措在新能源汽車專業(yè)的教學(xué)改革中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在“職教20條”提出的“探索組建高水平、結(jié)構(gòu)化教師教學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊，教師分工協(xié)作進(jìn)行模塊化教學(xué)”的指導(dǎo)下，職業(yè)院校深刻認(rèn)識到打造創(chuàng)新團(tuán)隊的重要性，并采取了一系列具體措施。

在團(tuán)隊建設(shè)方面，職業(yè)院校加強(qiáng)校際協(xié)同和校企深度合作。通過與其他院校的合作，實現(xiàn)資源共享、優(yōu)勢互補(bǔ)。某職業(yè)院校與另一所具有先進(jìn)新能源汽車專業(yè)教學(xué)資源的院校建立合作關(guān)系，雙方共同開展師資培訓(xùn)、課程開發(fā)等工作。在師資培訓(xùn)方面，兩所院校定期組織教師交流活動，分享教學(xué)經(jīng)驗和最新的教學(xué)方法。在課程開發(fā)方面，共同組建課程開發(fā)團(tuán)隊，整合雙方的優(yōu)勢資源，打造更具特色和實用性的新能源汽車專業(yè)課程。與企業(yè)的深度合作也是團(tuán)隊建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。學(xué)校與多家新能源汽車企業(yè)建立緊密合作關(guān)系，邀請企業(yè)的技術(shù)專家和工程師參與教學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊。這些企業(yè)人員不僅具有豐富的實踐經(jīng)驗，還能帶來行業(yè)的最新技術(shù)和發(fā)展動態(tài)。在團(tuán)隊中，企業(yè)人員與學(xué)校教師共同制定教學(xué)計劃、設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，確保教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)實際需求緊密結(jié)合。

4 教學(xué)方法研究

4.1 采用項目教學(xué)法

在《HyperMesh實用工程技術(shù)》課程教學(xué)中，項目教學(xué)法以其獨(dú)特的教學(xué)理念和實踐方式，為學(xué)生提供了一個將理論知識與實際應(yīng)用緊密結(jié)合的學(xué)習(xí)平臺，有效提升了學(xué)生的綜合素質(zhì)和專業(yè)技能。

項目教學(xué)法以實際項目為教學(xué)載體，構(gòu)建了一個真實的工作情境。在新能源汽車電池包結(jié)構(gòu)分析項目中，學(xué)生以項目團(tuán)隊的形式參與其中。從項目的啟動階段開始，學(xué)生需要深入了解項目背景和目標(biāo)。在這個電池包結(jié)構(gòu)分析項目中，學(xué)生要明確分析的目的是評估電池包在不同工況下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和安全性，為電池包的優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。在了解項目背景和目標(biāo)后，學(xué)生需要進(jìn)行項目規(guī)劃，制定詳細(xì)的工作計劃和時間表，明確每個階段的任務(wù)和責(zé)任人。

在項目實施過程中，學(xué)生需要運(yùn)用所學(xué)的HyperMesh軟件知識和技能，進(jìn)行幾何模型的導(dǎo)入和清理。在處理電池包的CAD模型時，學(xué)生要利用HyperMesh軟件的幾何清理工具，去除模型中的冗余特征和缺陷，使模型更適合進(jìn)行有限元分析。進(jìn)行網(wǎng)格劃分時，學(xué)生要根據(jù)電池包的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和分析要求，選擇合適的網(wǎng)格類型和參數(shù)，確保網(wǎng)格質(zhì)量滿足分析精度要求。在定義材料屬性和邊界條件時，學(xué)生要準(zhǔn)確輸入電池包材料的力學(xué)性能參數(shù)，并根據(jù)實際工況設(shè)置合理的邊界條件。完成模型建立后，學(xué)生要運(yùn)用HyperMesh軟件進(jìn)行求解計算，并對計算結(jié)果進(jìn)行分析和評估。根據(jù)分析結(jié)果，學(xué)生要提出電池包結(jié)構(gòu)的優(yōu)化建議，如改進(jìn)電池包的連接方式、優(yōu)化材料分布等。

4.2 應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)

虛擬仿真汽車碰撞技術(shù)是一種利用計算機(jī)技術(shù)和數(shù)值模擬方法來模擬汽車碰撞過程的技術(shù)。傳統(tǒng)的汽車碰撞實驗需要制造真實的汽車樣車和搭建專門的碰撞測試場地，還需消耗大量的設(shè)備、人力等資源。而虛擬仿真只需在計算機(jī)上進(jìn)行建模和模擬，可節(jié)省大量的硬件成本和材料費(fèi)用。據(jù)估算，一次真實汽車碰撞實驗成本可能高達(dá)數(shù)十萬元甚至上百萬元，虛擬仿真則可將單次成本降低至幾萬元甚至更低。在汽車工程相關(guān)的教學(xué)中，虛擬仿真汽車碰撞技術(shù)可以為學(xué)生提供直觀、生動的教學(xué)案例，幫助他們更好地理解汽車碰撞的原理和過程。通過虛擬仿真軟件，學(xué)生可以親自操作和觀察不同碰撞條件下汽車的變化，提高學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果。

5 結(jié)論

本研究從校企合作視角出發(fā)，深入探究了新能源汽車專業(yè)《HyperMesh實用工程技術(shù)》課程建設(shè)，取得了一系列重要成果和寶貴經(jīng)驗。在課程建設(shè)的必要性方面，隨著新能源汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展，對具備CAE分析能力的專業(yè)人才需求急劇增長。《HyperMesh實用工程技術(shù)》課程作為培養(yǎng)此類人才的核心課程，其重要性不言而喻。在新能源汽車的設(shè)計與研發(fā)過程中，安全碰撞分析、零部件強(qiáng)度分析等關(guān)鍵環(huán)節(jié)都離不開HyperMesh軟件的應(yīng)用。掌握這門課程的學(xué)生能夠更好地滿足企業(yè)對CAE分析人才的需求，為新能源汽車行業(yè)的發(fā)展提供有力的人才支持。

基金項目：1.廣西高校中青年教師科研基礎(chǔ)能力提升項目（2023KY1441）；2.柳州市職業(yè)教育教學(xué)改革立項課題（LZJ2023B010）。

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