车辆工程专业教学改革面临的问题与思考
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作者:姚嘉 卢伟 匡兵 刘夫云
[摘 要] 车辆工程专业人才培养与汽车行业的发展息息相关，脱离了汽车产业进步的车辆工程本科教学，存在种种弊端。由于汽车整车产品的学科交叉性，材料多样化的特质，决定了车辆工程专业的特殊性和复杂性。如何进行车辆工程专业的有效教学改革，使人才培养与企业需求良性衔接，成为新时代车辆工程技术人才培养的关键。文章从教学改革的时间维度扩展，教学内容的实质性变革，以及教学中教师的重要性等几个方面展开必要的说明，并提出了具体的教学改革方案。以期打造车辆工程专业有挑战度的金课课程体系，建立项目产出导向的学生能力培养机制，为国家培养具有高阶认知能力、创新创业精神和超级实践能力的多元化车辆工程技术人才。
[关键词] 教学改革;车辆工程专业;学业产出导向;人才培养
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2020. 05. 087
[中图分类号] G647.38 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2020）05- 0206- 03
0 前 言
车辆工程专业由于以汽车这种具体的工业产品为研究对象，因此，其专业研究内容区别于其他机械类的专业，决定了车辆工程专业的特殊性和复杂性。随着新能源和新材料革命、4G和5G信息技术的不断突破，汽车产品近年来加快向新能源化、轻量化、智能化和网联化的方向发展，汽车正从传统的交通代步工具转变为移动智能终端，乘员、车辆、货物、运营平台与基础设施等实现智能互联和数据共享。同时，汽车产业是推动科技革命和产业变革的重要力量，是建设制造强国的重要支撑。将车辆工程专业建设成具有“高阶性、创新性、挑战度”特点的崭新专业，打造车辆工程专业有挑战度的金课，建立项目产出导向培养机制，为国家培养具有高阶认知能力、创新创业精神和超级实践能力的多元化卓越车辆工程技术人才成为车辆工程专业教学改革的奋斗目标。
1 车辆工程专业教学中存在的突出问题：
1.1 教学内容与汽车工业发展前沿的有效衔接不足
大多数的本科学校车辆工程教学内容远落后于汽车工业的飞速发展。近二十年的时间，汽车工业从传统的燃料汽车，进化为多燃料汽车;汽车的材料多样性，实现了汽车的轻量化设计，进而实现低碳减排，促进汽车产业的绿色可持续发展;随着电动汽车与先进轨道交通发展，新结构、新技术越来越多地融入车辆工程中，传统的汽车行业受到了来自科技革命的冲击，汽车产业正朝着电气化、智能化、网联化转型发展。但车辆工程专业的教学内容变化更新远远追不上汽车技术进步的脚步。教学内容的陈旧，知识更新慢的弊端显而易见。比如汽车新技术课程的变化和更新一定强调实时性，不应该以固定教材作为教学内容，汽车新技术层出不穷，快速发展，因此，前沿技术的学习可以考虑参照汽车企业发布的新技术，以及技术进步的更新过程。再如汽车制造工艺学一直以汽车金属零部件的加工制造工藝为主要的教学内容，与汽车产业材料多元化应用和整车企业的制造方式的区别很大。缺少对新能源汽车、电动汽车的新工艺的针对性课程内容设置和难点讲解。汽车制造过程中工艺控制以软件仿真进行尺寸工程的解算的内容更是不会涉及。试问，教学的内容不能及时地更新，何谈培养的人才有效地投身产业实践？
1.2 教学手段的使用和教学实施环节存在单一化和合理性差的缺陷
传统的车辆工程教学依赖于几本经典教材的理论知识讲授，虽然近几年已经有更多的实体的图片和图表的补充，以及PPT课件的配套使用，但是，由于教材出版周期长，内容更新慢，导致学生获得的知识的落后性和局限性。传统的实践教学和课程设计，毕业设计的环节存在着对工程实践认知肤浅，对实际问题的解决方法的局限。传统的实践与实习环节还是以参观实习为主，缺乏对于学生动手能力和工程实践能力的真正锻炼。而毕业设计和课程设计还是以考核学生的二维绘图或三维绘图能力，对于虚拟实验和有限元仿真优化方法的考核不足。
1.3 学生的学习内能调动不足
教学改革的过程强调了学生主体的地位，但学生在面对专业课学习任务时，表现出了不知道怎么学，需要学什么，学了有什么用的疑惑。总结下来，学生的学习能力的发掘和调动与以下几个因素有关：①整体学习氛围的建立：不同层次的学校，学生的整体学习氛围差距很大，这不排除985，211院校的教学配套资源和整体生源素质的影响。同时，也是由于网络时代，学生可能更多地在网络中以休闲娱乐的方式消磨时光而最终不思进取。②学习能力养成的导向性内因：来自升学的压力消失，取代而来如果是学校和专业的学业压力不足，教师的课程要求标准低，这样导致学生只关注学分的获得和是否挂科，不追究课程的延伸，出现了期末突击背考题，只追求及格考分的现象。③学生自身对于高阶认知养成的驱动力认知和获取受限。学生对于本科阶段的学习目标不明确，体现在对所学知识如何致用的疑惑，体现在学生对于自身学习能力提升的要求不足，体现在学生对于完成工程目标的过程存在认知不足，夸大困难，绕道而行的做法。
2 车辆工程专业教学改革方案的提出
车辆工程专业教学改革可能出现的误区：只强调每门课程的课程改革，无整体专业的统筹改革方案的保障;只强调课程的通过率与成绩分布，不强调课程的高阶能力培养目标;只强调按部就班地实施教学计划，而不与时俱进地与汽车产业发展前沿接轨。改革的关键是建立专业改革的体系化方案，全方位打造专业金课，同时在改革的过程中强调教师能力与学生能力的双向提升，强调针对工业问题的解决方案而设置实践教学环节，更强调不同层次的学生获得同步的进步和终身学习能力的养成。 2.1 车辆工程专业的教学改革贯穿于本科专业教学始终
强调从时间上的延伸性与教学内容的深化度。调整整体的教学培养方案，形成教学改革的体系化方案，结合专业教师的团队导师模式，实现教学改革的全局性和多维度覆盖。专业的教学，贯穿于教学与实践环节始终，以OBE为导向，以高阶能力培养为目标，以创新创业能力为考核指标。教学改革按照时间顺序展开的细化方案为：①专业认知导论课程设置的必要性，以及专业知识讲座，教研室教师定期开展的专业建设座谈研讨，专业大赛的项目的开展与指导。从以上方面达成学生对专业知识的启蒙与兴趣培养。②学生学业团队和学习小组的建立。专业课老师3-5人为一个专业方向小组，指导学生，对于专业工程实践项目进行布置，要求学生从浅到深的完成项目目标。以桂林电子科技大学车辆工程专业的细化研究方向为例，目前细化的专业方向和配套实验室为：汽车NVH特性改进设计方向;智能汽车与驾驶方向;汽车车身设计方向。每个细化的学科方向都有不同的课程和专业能力要求，比如：NVH方向要求学生掌握振动学基础，对汽车减振装置，汽车密封性，汽车的风阻理论，人机工程学等有了解掌握，智能驾驶方向要求学生掌握电动汽车的机械结构，掌握控制理论，对MATLAB和C语言有应用能力;车身设计则要求学生的三维软件建模能力，工艺与结构设计能力，尺寸工程软件有相关掌握。因此，要求教师的指导是全方位的，学生的知识学习是体系化的，关键是通过课程学习和实践环节，学生具备自我完善与终身学习的能力。③实践与实训环节的有效性，以及对学生学习能力评价的建立。课程设计，毕业设计，企业顶岗实习，创新创业比赛，一系列的实践环节正在越来越多地发挥作用，从能力培养，成果评价的指标反映专业教学改革的成效。校外企业导师的实践指导，校内教师导师团队形式培养，学生分组分享式学习，在相互促进中进步。改变课程设计和毕业设计等实践环节的单一教师的指导形式，除了借助企业导师进行必要工程实践指导。以教研室和科研团队的导师分组为依据，进行导师指导小组的建立，集团队智慧指导学生进行相关的知识学习，定期的导师组与学生座谈交流指导，及时解决学生在学习中存在的问题，或者以QQ，微信讨论为手段，正确地引导学生的学习能力提升，加快学生解决工程问题的实践成果的获得。
2.2 教学内涵的细化、变革与创新
从教学内容改革与课堂容量设计作为突破点：目前的本科专业教学，由于互联网的快速发展使得教学资源极大丰富。经典教材+来自于工厂的生产一线视频+来自于App或公众号的前沿技术推送+来自教师科研项目中的工程实践案例，都成为金课课程教学内容的必要部分。互联网+的教学模式拓展无疑打开了课堂高容量，高效率的大门。
课堂教学的内化与延伸，强调课堂的维度拓展，强调教学实践从课堂延伸至课外。解决课堂教学的知识容量与授课学时较少之间的矛盾冲突。有预习准备，课后复习解题训练，如何有效地利用课堂教学的有效学时引导学生进入专业课程的学习情境。成为一线授课教师的重要教研课题。解决如何教，怎样才能真正地培养学生能力;如何进行课程内容设置，才能完成学生自我学习和学习能力的养成的问题。课程和知识的学习时间的延伸是无限的，针对具体问题的讨论式教学和创新性思路受限。讨论教学可以调动学生的积极性，提供能力发展和自我学习能力提升的可能性，提供文献资料查阅，思维拓展，创新理念的可能性。
实践环节的重要性与教学改革实施的关键节点。以计算机应用能力培养，完成学生的二维和三维软件的应用能力，有限元仿真软件，虚拟仪器设备设计，产品的设计性能分析评价和设计优化的整体能力培养。目前，计算机仿真技术已日趋成熟，可以依托性能优良的电脑设备进行各种虚拟仿真实验。对于车辆工程专业 来说，这些仿真实验是对实车实验有力的补充、甚至可以部分地取代实车实验。这对资金投入不足或受产地限制的高校的实践性教学具有非常重要的意义。
2.3 强调教师的领头雁作用，要求教师的进步同步于学生的进步
教师与学生齐头并进，不片面地强调以学生为中心，而是形成良好的教学氛围。教师的能力提升途径局限最大程度地限制了教学改革的顺利进行。教学实施过程中，强调教师教学精力的投入，教师工程实践能力的提高，教师专业知识更新周期短，教师的科研能力进步促进教学效果的提升。总之，在本科教学中，必不可少的重要环节是教师，教师是教学改革的执行者，是金课课程的打造者，教师的师德和思政水平可以指引学生正确的人生观与价值观的形成。因此，教师的能力提升是关键，是保障。
3 结 论
车辆工程教学改革的切入点在于，改变以教材内容教授为主的教学内容设置方法，强调学生能力培养的同时，严格要求教师能力的提升，教师的学业指导高度，教学精力投入，教师的工程实践能力，教师的教学科研能力并重。新工科教育作为一种新型的工程教育理念，其教书育人的本质没有变，但在此理念下培养的人才需要更加多元化且具有创新性，有更强的能力解决实际存在的问题。最后，新工科反映了未来的工程教育形态，要求院校建立与时俱进的教育方案，开设新专业，使传统专业重新焕发新的活力。
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