科教融合背景下的汽车类专业实验体系构建
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[摘 要]为了充分发挥科教融合的优势，解决汽车服务工程专业教学中学生实践能力与创新能力培养不足等问题，以齐鲁工业大学和山东省科学院合并后的汽车服务专业实验教学为研究对象，结合人才培养方案及社会需求，充分发挥双方资源优势，考虑新能源汽车行业迅速发展对人才的要求，对该专业实验教学体系进行了改革与探索，構建了发挥双方优势的实验类课程体系，结合学校发展的思路提出了不同阶段的发展步骤，以培养符合社会需求的人才，该课程体系对有科教融合背景的专业或同类专业的发展有借鉴意义。
[关键词]科教融合;汽车类专业;实验课程;教学体系
[中图分类号] G642.423 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2020）01-0064-04
新的齐鲁工业大学（山东省科学院）于2017年5月合并成立，这是贯彻落实国家教育改革发展要求的重要举措，对于优化整合高等教育资源、提高人才培养和科技创新水平等具有重要意义[1-3]。但科研与教学难以真正融合，达到真正共赢的局面，这个矛盾是广泛存在的，如何做到优势资源互补这是科教双方都需要反复思考的问题[4-5]。科教融合背景下各个专业都有必要对新形势下的培养方案、实验教学体系等进行探索，本文以汽车类专业实验教学为研究对象展开分析。
原有齐鲁工业大学汽车类专业为汽车服务工程本科，汽车服务专业需要学生懂技术、会经营，同时又要兼具服务能力。近年来新能源汽车行业及物联网技术发展突飞猛进[6]，原有的实验实践教学体系与新能源技术的引入缺少承接。传统内燃机汽车的专业课无法让学生与现在兴起的新能源汽车接轨，需要开设与新能源汽车相关的基础课程，这样才能使原有汽车专业与新能源相关专业相辅相成。校方一直积极引进各种优势资源用于教学，而山东省科学院又与公司企业紧密合作，拥有广泛的社会资源，对新能源类汽车、汽车电子有着前沿的研究。二者已有软硬件资源，应当加以合理地调配。
本文基于新的齐鲁工业大学科教融合发展优势，对国内新能源汽车工程人才培养模式进行了充分调研，探索了新能源汽车方向实验教学体系，构建了汽车服务专业实验类课程体系。
一、新形势下汽车类专业培养目标及存在的问题
随着新能源类汽车市场的份额逐年增大，汽车服务更加强调新能源类汽车的服务工作[7-8]，迫切需要适应新时期新能源汽车高新技术发展需要的，对新能源汽车的管理维修、检测整车、零部件的设计开发、试验研究以及管理工作都具有扎实的理论基础知识和专业知识，实践动手操作能力强的高级工程技术人才与管理人才。综合前述社会需求，新能源汽车服务工程专业方向学生实验能力培养目标如图 1 所示。该培养目标兼顾了燃油车以及新能源汽车，强调了汽车的实验能力、维修检测能力，以及服务营销能力。新能源汽车专业方向需要有实验（实践）教学体系和相关课程的支撑。其专业培养目标是学生毕业后，可以从事汽车整车尤其是新能源类汽车电子技术应用、汽车整车及零部件性能测试和试验研究，以及技术管理和生产管理等工作;学生也可以选择在大中专院校教学或是选择在科研院所担任科研人员的职务。
新形势下的汽车类本科专业包含了原燃油车与新能源汽车，在实验板块中增加了大量的内容，学生的课时具体该如何分配、师资资源是否充沛、硬件设施是否能在短时间内实现平滑过渡和对接，这都是新形势下汽车类专业面临的问题。
二、资源整合及课程体系构建
（一）科教融合的资源优势
原齐鲁工业大学实验体系的具体实施主要依托原有的汽车机电实验基础平台、汽车实验中心、工程训练实验中心及企业实习基地。原山东省科学院拥有13个创新研究机构，其中契合汽车类发展的研究所主要集中在自动化所。该所主要以汽车电子与新能源汽车关键控制技术、机器人与制造自动化技术等为研究方向。目前，该所设有山东省汽车电子技术重点实验室、山东省汽车电子工程技术研究中心、山东省汽车电子技术工程实验室等。其中山东省汽车电子产品技术重点实验室是由山东省科技厅、财政厅于2008年批准建立的省内唯一一个从事汽车电子技术研发的重点实验室。
新的齐鲁工业大学汽车实验室的研发平台兼具汽车电子产品产业化能力，依托研发平台强化学生的汽车创新设计能力，其将理论基础运用于实践中，使得资源利用效率最大化。中试平台依托汽车重点实验室完成对汽车电子产品的中试，具备一定的生产能力。测试平台对汽车电子产品进行最后一项检测及测试，利用机械原理进行分析，同时具备测定电磁兼容的能力[9-10]。中试平台、测试平台具备汽车试验、检测的功能，在帮助学生完成课程实验任务的同时还能增强学生的动手操作能力。
（二）基于双方资源互补的课程体系构建
通过对双方资源的整理对比可知，针对汽车类实验体系，原山东省科学院与企业紧密相连、与实际应用紧密相连的优势得以进一步发挥。实验体系可以分为三个模块：学科通识，专业基础，专业创新类。科学院资源在专业创新类课程中有特色优势。本专业学生在学习基本的机械设计类、电子类、力学类课程的基础上，还应学习汽车构造、设计的相关原理：应增添新能源汽车概论的相关课程，同时开设与汽车试验相关的实践教学、汽车自动控制原理等课程;如果条件允许，可以进一步增设电机控制技术、单片机原理与接口技术、新能源发动机和试验、检测方面的理论知识。对于计算机能力部分，可以在原有二维AutoCAD、三维制图软件Solidworks和C语言编程的基础上，加入新的编程语言及控制语言。此外，还可对汽车服务专业加入市场调研、勘察定损及综合设计类课程。
依托齐鲁工业大学工程训练实验中心、山东省科学院电动汽车驱动技术重点实验室，结合新能源汽车工程专业方向学生实验能力培养目标，我们构建了新的汽车类实验实践教学体系和具体实验模块，如图2所示。
三、实验教学课程及具体实施
（一）实验教学课程 为了充分发挥科教融合的优势，解决汽车服务工程专业教学中学生实践能力与创新能力培养不足等问题，结合原有的《齐鲁工业大学汽车服务工程专业人才培养方案》，并根据上述实验（实践）教学体系，我们对本专业课程（实践）环节内容进行了调整，具体实验（实践）调整内容如表1所示。
新的汽车类实验课程以提高本专业学生的应用能力和实践创新能力为主，注重新能源汽车产品的开发、研究和技术管理等方面的培养，设置了新的实验（实践）教体系。每门课程有主要对应的教学模块，模块的搭建是以原培养目标为纲领，并配有具体的实施方法，在具体的实施阶段会明确科教融合后具体资源的分配和使用。
实验（实践）教学体系的改革共分三步，依次为实验项目改良、实验内容的优化以及实验教学的进一步完善。总的来说，基于原有培养方案和新的培养目标，我们认为基础课应遵循机电类相关专业的课程设置，其实验（实践）教学暂不做大的改动;而专业基础课程、专业方向课程及创新课程、专业选修特色类课程的实验（实践）教学均做了相应改革。这个改革就是逐步向新的培养目标、新的教学模块倾斜，并发挥科教融合的优势。在总体课时量不发生大的变化的情况下，实现平滑过渡，这样软硬件力量也有一个缓冲和逐步提升的时间。
（二）科教融合下课程体系变化分析
总体来说，新的课程体系适应了新形势下新能源汽车的迅速发展，在逐步引进新的教学资源的同时，能充分挖掘双方的优势资源，提高软硬件的利用率。具体的改革变化体现在如下几个方面。
1.新增了一批新能源类汽车实验课程。为了使学生能及时了解汽车行业中出现的新动向，我们增设了新能源汽车概论课程，以利于学生对新能源汽车有全面的理解，提高学生的综合实践能力。另外，我们新增了部分新能源汽车特色实验课程如电机学、单片机原理与接口、车载网络技术，特别注重多学科、多领域知识的结合，使学生在熟悉新能源汽车结构的基础上，认识新能源汽车电池、电机、电控三大核心技术，了解汽车油电混合动力装置，检测新能源汽车电池的特性，并掌握其基本控制方法，利用嵌入式开发系统掌握电机驱动控制设计技术等。
2.扩大了一批原有汽车技术类课程的新能源课程课时量。将原有的汽车技术类课程实验项目通过整合以达到更适应新能源汽车的目的，在兼顾传统内燃机汽车学习的同时，在实验内容上进一步优化以提高实验要求。这部分课程的改动属于原有汽车专业实验模块，也是原有较为系统成熟的模块。具体的课程教学环节逐步向新能源车靠拢，新增加了新能源汽车的实验内容，对于汽车总结构、各模块系统和重要零部件结构特点及其实现的功能依然强调要学习和掌握。
3.缩减了一批与新能源车重合的电工电子类课程和机械类课程。对于现代汽车服务的电控类相关课程，重点突出新能源类汽车知识与服务专业教学相融合，强调新能源汽车控制系统及故障分析。本实验课题体系加大了与新能源汽车联系紧密的课程的课容量及实验安排，在不影響总教学培养计划的前提下缩减原有燃油车及机械基础实验和电子实验，因为这部分可以通过新能源车的实验加以讲解，否则会重复上课。
4.重视新能源类汽车的创新性学习与科教融合优势互补。选择数门对于完成专业培养目标有重要作用且能体现专业特色的具有特殊要求的关键课程，完成一系列实践环节。调整优化实验、实训、实践内容，改革考核方式。双方引入新的企业和机构，进一步建立校内、校外实习基地，为专业实习，尤其是对完成专业特色实习提供有效支持;优化汽车设计课程设计、新能源汽车性能与检测实训等，从而加深学生对新汽车系统结构和原理的理解，提高学生的实际动手能力。新的实验体系要借助原大学实验平台、工程训练实验中心、原大学力学实验平台、原大学电工电子实验平台、山东省汽车电子技术工程实验室、汽车机电实验基础平台、山东省汽车电子技术重点实验室、山东省汽车电子工程技术研究中心等多家共同完成。
（三）具体课程的柔性处理
实验教学体系实验项目各类型的变化情况：在增加实验学时的同时，注重实验内涵与实验项目类型的设置，课时总量并没有变化。设置通识技术基础课程、专业技术课程和专业创新选修课程的实验项目，这既体现了新能源汽车专业的特色、新能源汽车工程专业方向实验（实践）教学体系专业内涵，又没有忽略传统燃油汽车的相关技术环节，兼顾了现代汽车电子的新技术。提高综合性实验项目的比例，增设设计型、综合型和创新型实验项目，调节和兼顾不同教学要求与学生兴趣实验内容，在教学中引入视频、多媒体等，这有利于提升学生综合分析、解决实际问题的能力。其中师资力量与监督监管机制也需要双方共同协商柔性处理，在总课时量不大变的情况下，将新的课程具体落到实处。
四、结论
构建了新的汽车服务工程实验课程体系，该体系结合齐鲁工业大学机械与汽车工程学院汽车特色和山东省科学院科教融合优势，突出新形势下对新能源汽车服务专业的需求，充分利用了科教融合形势下的多方资源优势，更新了培养目标及实验能力要求，探讨了实验课程模块及能力培养，设计了切实可行的实践教学体系及具体实验安排。这对提高学生综合应用所学专业知识分析解决工程实际问题的能力及创新能力具有重要的作用，有效提升了汽车服务工程实验教学的质量。科教融合优势的发挥对于该类专业课程的建设有借鉴和指导意义。
[ 参 考 文 献 ]
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[责任编辑：陈 明]
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