“新工科”建设背景下车辆工程专业的教学改革初探
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作者:牛礼民
摘 要：新一轮产业革命和技术革新，促使高等教育的改革创新走在前列，“新工科”建设作为高校综合改革的“催化剂”正积极引领高等教育的深化改革。车辆工程专业人才培养对国民经济发展举足轻重，在此背景下，车辆工程专业的人才培养目标和培养模式均需要重新定位以顺应时代要求。本文以《汽车理论》课程为例，从车辆工程专业的人才培养目标、课程体系结构和教学模式创新等方面进行了有益探索，以期加快专业建设，适应“新工科”建设对高等教育领域车辆工程专业人才的培养要求。
关键词：新工科;车辆工程;教学改革;创新
中图分类号：G420 文献标识码：A
Abstract：In response to the new round of scientific technological revolution and industrial reform，the reform and innovation of higher education is imminent.As the catalyst of comprehensive reform of colleges and universities，the construction of new engineering is actively leading the deepening reform of higher education.The personnel training of vehicle engineering profession plays an important role in the development of national economy.Personnel training objectives and training mode of vehicle engineering profession need to be repositioned to meet the requirements of the times.Taking the course of automobile theory as an example，this paper explores the personnel training objectives，curriculum system structure and teaching mode innovation of vehicle engineering profession，so as to speed up the profession construction and adapt to the training requirements of new engineering construction for vehicle engineering professionals in higher education field.
Key words：New engineering;Vehicle engineering;Teaching reform;Innovation
CLC NO.：G420 Document Code：A
2017年，教育部啟动“新工科”建设，加快培养新兴领域工程技术人才，改造升级传统工科专业，主动布局未来战略必争领域人才培养，提升国家硬实力和国际竞争力[1]。有别于传统工科专业的改造升级，“新工科”名称由此而生。汽车工业是我国国民经济的重要支柱，其发展会带动许多相关工业部门的发展;同时汽车工业结合了冶金、机械制造、电子信息、橡胶、纺织等一系列产业，带动作用突出，体现多学科和多领域高、精、尖技术的交叉与集成，具有战略性、先导性、可持续性、高附加值等基本特征。当下，车辆工程领域内新科技革命和新产业变革正悄然兴起，新形势下车辆工程专业人才的培养模式迎来了新的机遇和挑战，基于此，本文对安徽工业大学车辆工程专业的教学改革进行初步探索。
一、新工科建设的时代主题
2017年，教育部启动“新工科”建设，加快培养新兴领域工程技术人才，改造升级传统工科专业，主动布局未来战略必争领域人才培养，提升国家硬实力和国际竞争力[1]。与传统工科专业的改造升级不同，“新工科”名称由此而生。自2017年2月18日起，教育部相继发布了新工科建设三部曲：“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”，明确指出了我国高等教育新工科建设的时代主题。“复旦共识”从源头上解决认识问题，明确“新工科”建设的战略意义和核心理念。“天大行动”主要探讨方法论问题，提出“问产业需求建专业、问技术发展改内容、问学生志趣变方法、问学校主体推改革、问内外资源创条件、问国际前沿立标准”这“六问”，明确了“新工科”建设的行动路径和条件保障。“北京指南”主要解决项目和政策支持问题，发布了“新工科”研究与实践项目指南，回答了新工科建设的具体目标[1]。
这三部曲奏响了我国高校开展“新工科”建设的主旋律，在社会各界和高等教育领域引起普遍关注和巨大反响[2]，为工程教育的理论和实践探索提供一个全新视角的同时，也对国际工程教育的改革发展做出了中国式回应[3]。在当前的新经济背景下，新工科建设的目的就是通过前瞻性方式开展新工科研究与实践，探索建设具有中国特色、世界一流的工程教育体系，培养造就具有交叉学科背景的创新型卓越工程技术人员[4]。
二、车辆工程专业人才培养新要求
根据复旦共识、天大行动与北京指南所提出的新工科建设指引，传统工科专业的危机感在不断增强，其内涵必须积极改变以应对当下形势的全新挑战。如何培养综合素质能力强、创新实践能力高、能解决复杂工程问题的高级工程技术人员，成为车辆工程专业人才培养的方向发展[5]。我校车辆工程专业依据国家颁布的汽车产业发展政策，紧密结合关于车辆安全、环保、节能等方面的技术规范强制性要求和服务于现代汽车制造业的目标，根据社会发展需要和人才需求，充分发挥本专业的教学优势和毕业生就业优势，经过不断的教学调整和改进，逐步确立了专业建设方向。 根据新工科建设和专业认证要求，对本校车辆工程专业培养目标进行了重新定位。以培养具有人文社会科学素养、社会责任感、职业道德和团队意识的应用型专业技术骨干为目标，掌握现代汽车工程领域的基本理论、专业知识和基础技能，熟练运用现代分析工具和管理技术，能胜任本专业实践领域的工程设计、技术开发、经营管理以及工程科学研究等工作，熟练运用所掌握的知识去解决复杂工程实际问题，服务于车辆工程相关行业且具有一定的国际视野和创新精神[6]。具体表述如下：
（1）具备工程与社会意识、环境与可持续发展意识、社会责任感、工程伦理职业规范意识。
（2）掌握现代汽车工程知识运用能力、问题分析能力，从事车辆工程领域的相关工程科学研究。
（3）善于应用现代工具和管理技术，能胜任车辆工程领域的工程设计、技术开发、经营管理等工作。
（4）具有团队意识和一定的国际视野，能够在多学科团队中承担负责人或成员角色，能与他人进行有效沟通、交流与合作。
（5）具备自主学习能力，勇于创新和实践，不断积累和总结工作经验，提高服务社会的能力。
三、专业课程体系结构深化
培养目标的完成需要课程体系的保障，在新工科建设背景下，我校对车辆工程专业的课程系统结构进行了重新构建。在本专业课程体系设置时，主要考虑了以下几个方面[6]：
（1）整个课程体系应能够覆盖全部毕业要求，注重数学、英语、力学、计算机等基础课程的重要性，保证每门课程能够实现其在课程体系中的作用。
（2）完善实践教学体系的设置，与汽车生产企业合作，开展汽车厂生产实习、金工实训，培养学生的实践能力和工程意识。
（3）体现出车辆工程专业特点，开设汽车构造、汽车理论、汽车设计、汽车试验学、汽车制造工艺学、汽车电子与电器、汽车液压与液力传动、发动机原理、控制工程基础等专业课程。
（4）考虑到本专业学生创新意识和团队协作能力的培养，开设了创造学与创新能力开发课程、机械原理等课程设计，以及车辆工程专业综合实践与毕业设计等环节。
（5）通过设置企业管理、工程经济与项目管理、职业发展与就业指导等相关课程，培养学生较强的社会服务意识，掌握生产管理的基本知识，注重学生对工程管理与职业规划知识的终身学习。
（6）人文社会科学通识教育课程的开设可使学生在今后从事车辆工程设计时，能够全面考虑社会经济、环境保护、法律伦理等各种制约因素。
从这几方面可以看出，本专业课程主要从人文社会科学类课程、数学与自然科学类课程、专业类课程（工程基础类课程、专业基础类课程和专业类课程）和工程实践与毕业设计等各模块进行了分类设置，依据工程认证产出导向理念深化各模块结构。
人文社会科学类课程从授课内容上深化此类课程对学生综合能力的培养，特别是如何培养学生理解和运用经济、环境、法律和伦理等相关知识，主要用于达成合格人才毕业的项目管理、个人与团体、沟通及工程知识等能力要求。工程基礎类课程深化的是对本专业学生基本技能和适应能力的培养，与车辆工程知识、问题分析及研究能力等的毕业要求的达成相一致。专业基础课程和专业课程深化培养学生解决车辆工程实际问题的能力，目的是支持毕业要求中的工程问题分析能力、开发/解决方案能力、使用现代工具能力、终身学习能力等的达成。此外，各类实践性课程也从培养学生研究能力、创新能力及团队合作精神等方面进行了毕业要求达成的针对性深化。课程体系结构深化过程中，充分吸收了企业与行业专家的意见，征求用人单位对毕业生的知识、能力和素质评价与改进等方面的建议，并在具体的教学环节和新版培养方案修订中进行了完善和体现。
四、教学模式有益探索
新工科建设背景下，车辆工程专业为了培养解决复杂工程问题的应用型技术骨干，需要对专业课程教学模式进行有益探索。教学模式一般是指在教学思想或教学理论指导下建立起来的一系列教学活动，也可以认为是教学范式，主要包括教学目标、教学方法和教学评价等。
以《汽车理论》课程为例，说明本研究在课程教学模式上进行的有益探索。针对车辆工程专业相关毕业要求，课程的教学目标拟定为：综合学生所学习的数学、力学、汽车构造、汽车设计等方面的课程，掌握车辆设计计算与分析建模的有关知识，完成本专业学生综合能力培养与训练，为学生将来从事车辆设计与分析建模奠定良好的基础。教学方法采用课堂教学、模型与多媒体相结合，辅以习题、练习、讲解及自学。依据本课程达成毕业要求制定的教学目标和教学内容，结合课程性质、实验条件及实践方式，建立了课程考核形成性评价体系。教学评价包括考试试卷、平时练习题作业及考勤，通过课程评价评估学生对基础知识的掌握情况及应用分析能力，逐步改变了以往期末一次性考核方法，注重课程考核体现于整个教学过程中，强调对学习过程的把控、记录，促使学生形成良好的自主钻研学风。
教学过程中发现，传统的板书、挂图教学模式已经不能适应当前新工科建设发展的要求，多媒体授课仍然是高校课堂教学的主流。在《汽车理论》课堂教学中采用多媒体手段，可将抽象的概念用图片、动画的方式直观形象地讲解展示。例如：在讲授车辆侧倾工况下车轮外倾角的变化时，不少同学对单横臂悬架前轮外倾角与地面侧向力方向既可能相同也可能相反很不理解，通过播放图1所示的动画对车辆在小侧向加速度和大侧向加速度工况下进行对比，使学生一目了然。
“启发互动式”教学也是促进教与学的必要方式。在讲授章节基本内容的同时，用几个关键词引出重点内容，提出几个启发问题要求学生花三五分钟分组讨论，说出自己小组对问题的见解，由教师对各小组学生的回答做进一步点评，或与其他组学生进行辩论。如在讲授汽车的驱动力与行驶阻力内容时，教师首先抛出日常生活经常遇到的问题：“上高速公路前要检查胎压，在给定的胎压范围内，胎压适当高一些好还是低一些好？”激起学生讨论的兴趣，讨论时充分启发学生的独立思想，鼓励学生各抒己见，引导学生逐步深入到问题实质并就分歧意见进行辩论，培养实事求是的精神和解决问题的创新能力。然后再进一步启发提问：“在高速公路上，轮胎变形产生的滚动阻力大还是滑移产生的滚动阻力大？”最后和同学们一起探讨结论：上高速公路时，轮胎气压应该适当高一些;在松软路面、泥泞路面、雪地行驶时，可适当降低轮胎气压。通过启发互动式教学可以促使学生课前预习课后复习，加深理解和巩固课堂所学内容，增强学生课堂辩论的自信心。 为了培养学生分析解决复杂工程问题的能力和创新思维，我校工程实践与创新教育中心每年都会鼓励学生参加无碳车竞赛、“恩智浦杯”全国大学生智能车竞赛、方程式汽车大赛等活动，学生在参赛过程中工程实践能力得到极大提高，这种以大赛为导向的人才培養体系对于车辆工程专业学生的工程实践能力、自主学习能力、团队协作能力等均得到全方位提升[7]，激发了学生的参与热情，改善了教学效果。
五、结语
当下，车辆工程专业应紧抓“新工科”建设契机，在现有的教学方法、教学手段、考核评价体系等方面进行适应性改革，根据行业发展特点不断调整教学内容、革新教学方式、探索新的教学手段;树立以学生为中心，目标成果为导向，可持续改进，统领思想，切实做好专业人才培养的顶层设计，系统构建多样化人才培养路径，努力以深化工程教育改革的实际成效，通过不断提高工程教育专业的水平和人才培养的质量来实现专业内涵式的发展，为经济建设、社会发展以及国际合作培养更多优秀的人才。
参考文献：
[1]吴爱华，杨秋波，郝杰.以“新工科”建设引领高等教育创新变革[J].高等工程教育研究，2019（1）：1-7，+61.
[2]陈燕.新工科研究进展与前瞻[J].天津大学学报（社会科学版）[J].2020，22（3）：214-222.
[3]陆国栋.“新工科”建设的五个突破与初步探索[J].中国大学教学，2017（5）：38-41.
[4]林健，郑丽娜.从大国迈向强国：改革开放40年中国工程教育[J].清华大学教育研究，2018，39（2）：1-17.
[5]李光明，袁文华，伏军，等.“新工科”背景下车辆工程专业校企合作模式探索[J].时代农机，2019，46（3）：58-59，+116.
[6]安徽工业大学车辆工程专业工程教育认证自评报告[R].2018.
[7]朱恒伟，张琦，马洪新，等.新工科背景下车辆工程专业人才培养模式的研究[J].汽车教育，2019（22）：208-210.
基金项目：安徽省教学研究重点项目（2019jyxm0140）
作者简介：牛礼民（1976—），男，安徽肥东人，博士后，副教授，研究方向：高等教育、车辆动态性能模拟。
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