张 雨
南京工程学院 江苏南京 211167
☆课程建设与实践教学☆
车辆工程专业实践教学系统的改革
张 雨
南京工程学院 江苏南京 211167
讨论了我国汽车产业要求将车辆工程专业内涵定位于新能源汽车的原因;提出了新能源汽车相比于传统内燃机汽车的特点;给出了以新能源汽车为专业内涵的车辆工程专业对其实践教学系统进行改革的思路,介绍了实施改革所做的工作内容。
车辆工程;实践;改革;新能源汽车
南京工程学院车辆工程本科专业于2008年获批并开始招生。国内车辆工程专业林立,新设立的车辆工程专业其专业内涵该怎样设置?为了彰显专业特色,这是不容回避的问题。当时国家教育部尚未鼓励有条件的高校设立战略性新兴产业专业,但是在2009年春国务院常务会议通过的《汽车产业调整和振兴规划》中,提出“计划用三年的时间,使我国具有年产50万辆纯电动、充电式混合动力和普通型混合动力等新能源汽车的产能,新能源汽车销量占乘用车销售总量的5%左右,主要乘用车生产企业具有通过认证的新能源汽车产品”。南京工程学院非常重视这个信息,经过调研发现我国汽车产业有以下特征:
(1)中国汽车无论是年产量还是保有量,其中99.5%是化石燃料汽车。
(2)我国对进口石油的依存度已达60%。预计到2020年,我国每年需2.8亿吨以上的燃油才能够满足车辆使用,如果不采取有效对策,燃油将绝大部分依赖进口。各种资料均表明,地球上的石油资源还可以维持开采40年左右。
(3)在国内,由于快速工业化造成对石油的需求剧增,更由于中国城市区域已经难以承载化石燃料汽车的巨量排放,在国家能源安全和环境保护的双重压力下,为了中国汽车产业可持续发展,国家发出强烈而全面的实施新能源汽车战略的信号,新能源汽车从概念走到了前台。
(4)基于光伏元件的电动汽车由于其能量密度较低,还不能够提供像内燃机汽车那样的动力和车速。基于动力电池的纯电动汽车除了续驶里程的限制外,还受制于快速充电网络和公用充电设施建设滞后等,同时还有电池的二次污染和记忆效应问题。目前由于燃料电池汽车价格昂贵,以市场化装备民用车辆为时尚早。
(5)考虑到我国庞大的汽车产业体系仍旧是以内燃机汽车为主要对象,其技术力量、工艺装备、管理过程、服务网络均是为生产内燃机汽车配套的,也考虑到汽车电子控制技术在近年来的快速发展和广泛渗透,因此油电混合动力汽车在未来30年时间内将作为满足国家能源安全、国土环境保护、汽车产业持续发展、新能源汽车市场化等各方面要求的一个平衡点而成为最佳选择。
(6)可以预见,价格适中、维护方便、使用费用低廉的油电混合动力汽车将成为“十二五”乃至“十三五”期间推动我国汽车工业可持续发展的重要推手。目前在国内,东风、一汽、广汽、奇瑞、比亚迪、长安等汽车制造企业均宣称已经开发出油电混合动力汽车,虽然频繁现于车展而尚未进入市场,但是可以预计在未来3年,包括油电混合动力汽车在内的新能源汽车进入市场将是爆发性的。
根据以上特征,我校决定将车辆工程专业内涵定位于新能源汽车,并开始着手改革该专业的实践教学系统。新能源汽车相比于传统内燃机汽车,有着3方面特点:
(1)电池、电机、电控系统的特殊性。
(2)油-电混合动力装置的匹配与控制。
(3)继承了现代汽车电子控制技术的全部衣钵。
这些特点决定了以新能源汽车作为专业内涵的车辆工程专业实践教学系统相比于传统的车辆工程专业实践教学系统而言需要改革。
车辆工程专业的专业基础是汽车工程,专业特色是新能源汽车,专业范畴主要包括汽车制造、汽车电子电气、汽车维修等。其实践教学系统的5个重要方面是理论课程实验、实践教学环节、实习基地、实验设备、实验师资。实施车辆工程专业实践教学系统改革的思路是:
(1)选择数门体现汽车专业基础、专业特色、专业范畴的特殊要求,且对于完成专业培养目标有重要作用的关键课程,调整、改革其实验的内容。(2)选择数门体现汽车技能的专门要求,且对于展现专业特色有重要作用的实践环节,如专业实习、课程设计、毕业设计等,调整优化实践内容,改革考核方式。(3)建立一批实习基地,使之能够为专业实习,尤其是为专业特色实习提供有效的支持。(4)配套形成一批成系列的汽车实验设备,满足课程实验和实践环节的要求。(5)设置体现车辆工程专业实验教师工作要求特点的考核方案。
近两年来,对上述实践教学系统的5个方面进行了协同改革,具体的内容是:
(1)对于体现专业基础的汽车构造、汽车理论、内燃机原理3门课程,体现专业特色的新能源汽车技术、新能源汽车导论2门课程,体现专业范畴的汽车电子电气、汽车维修2门课程,调整、改革其实验内容,新编制课程大纲、实验大纲、实验指导书。改革的实验内容见表1。
表1 进行改革的专业课程(必修和选修)实验
(2)对于体现汽车技能专门要求的汽车拆装实习、车辆检测与维修实习、汽车驾驶实习、生产实习,体现汽车技术专门要求的汽车电子电气课程设计、新能源汽车技术课程设计、车辆工程专业毕业设计,调整优化其实践内容,新编制实践大纲和指导书。改革的实践内容见表2。
(3)选择在上海大众汽车有限公司南京分公司、南京景安机动车检测中心、南京东华转向器有限公司、南京黄埔汽车修理厂、南京依维柯汽车有限公司、南京嘉远电动汽车有限公司等单位,建立了一批校外实习基地,其生产业务覆盖汽车整车及总成制造、汽车检测与维修、新能源汽车研制与装配等诸多方面。
(4)配套形成的系列化汽车实验设备:现代汽车构造展示系统、现代汽车构造拆装系统;车辆动力学测试分析系统;组合型车用柴油机-汽油机性能实验台;教学型汽车综合性能检测线;新能源汽车实验台架系统;汽车电子控制教学实训系统;汽车电控仿真实训系统;车辆电控装置Freescale嵌入式开发系统;汽车零件损伤测量设备;汽车电控系统诊断设备;汽车主被动式汽车驾驶模拟器。这些实验设备运用于课程实验和实践环节的情形见表3。
表3 配套形成的系列化汽车实验设备
(5)编制了车辆工程专业实验教师岗位说明书,对其工作特点予以明确并实施(见表4)。体现了对于该专业实验教师岗位的高级实验师和实验师两个级别,在承担实验课程工作量和撰写教研、科研论文方面的不同要求,以及对于实验室建设、学科建设、专业建设和指导学生科技创新方面的共性要求。
表4 车辆工程专业实验教师工作任务要求
车辆工程专业实践教学系统改革方案实施近两年来,初步取得了以下成效:
(1)专业招生情况:本校车辆工程专业2008级、2009级、2010级,连续3年招生计划完成率100%,按计划数报到率均大于96%且逐年递增。
(2)学生知识能力素质状况:学生专业基本理论与基本技能、创新精神与实践能力有所改进,2008~2010年,获得江苏省普通高校本科优秀毕业设计(论文)三等奖3项、实施江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目9项,获得“飞思卡尔”杯全国大学生智能车设计竞赛等各类学科竞赛省级奖项10项,获得“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛等各类科技竞赛省级以上(含)赛事奖项4项,申报并获得实用新型专利4项,以第一作者公开发表科研论文7篇。
(3)实践环节教学大纲及执行情况:在新编制了本专业全部实践环节大纲和指导书的基础上,对汽车构造、汽车理论、内燃机原理、新能源汽车技术、新能源汽车导论、汽车电子电气、汽车维修7门课程,以及汽车拆装实习、车辆检测与维修实习、汽车驾驶实习、生产实习、汽车电子电气课程设计、新能源汽车技术课程设计、车辆工程专业毕业7门实践环节,重点编制了课程大纲、实验大纲和实验指导书,且执行情况良好。
(4)实验室建设状况:已建成车辆工程实验中心,实验设备总值539万元、占地面积2135m2,拥有万元以上仪器设备72台(件)、10万元以上仪器设备6台,能够为车辆工程专业提供全部实践教学条件,实验开出率95.8%,建有校企共建项目“南京工程学院-深圳安车科技汽车检测室”。获得“中央与地方共建高校特色优势学科实验室项目”和“中央财政支持地方高校发展专项资金项目”共同资助280万元,建设“低碳-新能源汽车教学实验室”。
(5)实习实训基地建设状况:车辆工程实验中心成为规范的校内实习实训场地;6个校外实习实训基地满足本专业实践环节关于汽车制造、汽车检测、汽车维修、新能源汽车的教学要求。
(6)实验师资队伍结构:形成了车辆工程专业实验教师队伍,共6人,其中专职2人,兼职4人,后者协助前者指导课程实验。实验教师中:职称结构为正高1人、副高2人、中级3人,高级、中级、初级职称比例为50%:50%:0%;学历结构为博士1人、硕士3人、学士2人,博士、硕士、学士比例为17%:50%:33%;兼职教师4人均有中级职称和硕士以上学位,占本专业实验教师总数的67%。
对于以新能源汽车作为专业内涵的车辆工程专业,改革其实践教学系统的课程实验、实践环节、实习基地、实验设备、实验师资5个方面。通过改革实验内容,调整实践内容,补充校外实习基地,配套实验设备并系列化,编制车辆工程专业实验教师岗位说明书,从而在应用层面实施车辆工程专业实践教学系统改革,丰富了南京工程学院培养应用型高级专门技术人才的理论与实践的内容。
The reform on practice teaching system of vehicle engineering specialty
Zhang Yu
Nanjing institute of technology, Nanjing, 211167, China
The reasons to locate the connotation of the vehicle engineering specialty at clean energy vehicles, which is the requirements of Chinese automotive industry, are discussed. Comparing clean energy vehicles with traditional internal combustion engine vehicles, the characteristics of them are proposed. The ideas to reform the practical teaching system of vehicle engineering specialty, which is with the connotation of clean energy vehicles, are given. The work contents done by reform implemented are introduced.
vehicle engineering; practice; reform; clean energy vehicles
2011-04-25 稿件编号:1104146
张雨,博士,教授。
中央与地方共建高校特色优势学科实验室项目(编号:苏财教[2010]133号);中央财政支持地方高校发展专项资金项目(编号:苏财教[2010]279号);南京工程学院教改项目(编号:JG200914)。