卓越计划模式下交通运输专业工程实践教学体系改革与实践

马其华, 王岩松, 张春燕, 任洪娟

(上海工程技术大学 汽车工程学院，上海 201620)

0 引 言

随着社会的发展和科技的进步，对高等教育提出了越来越高的要求。对工科高等院校而言，如何培养大学生(包括本科生和研究生)的综合素质、提高其工程能力和工程素养已成为人才培养的核心问题。国外高校实施工程教育的历史久远，以美国、德国和法国的高校为代表，取得了良好的效果和成功经验[1-3]。近年来，我国逐步确立了工程教育在工科高校人才培养中的主导地位。2010年，教育部推出了“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”)，明确提出了“工程教育要‘面向工业界，面向世界，面向未来’，着力提高学生工程意识、工程素质和工程实践能力，强化创新精神培养”的指导思想[4-5]。显然，这些意识、能力和素质的培养，除需要比较系统的理论教学外，更需要强化大学生工程实践教育，加强实验和实践教学环节建设，不断改善工程教育的社会环境。通过实践教学体系的改革与创新，提升大学生的工程能力和素质，提高工程实践教学质量对高等工程技术人才的培养至关重要。

交通运输(汽车运用工程专业)改革原有专业实践教学体系,以 “坚持依托上海现代产业，主动服务地区经济”的办学宗旨为指导，以“学科链、专业链对接产业链”及“能力本位”为原则，借鉴国内外应用型本科教育在工程实践能力培养的模式和方法，建立起以培养学生在汽车运用工程领域的工程实践能力、工程设计能力、工程创新能力和社会适应能力为目标的分层次、模块化、开放式的创新型人才培养实践教学体系。

1 专业实践体系现状与改革的必要性

在全国范围内，工程技术人才的培养已经成为教育界、企业界和工程界关注的重点。目前我国高等工程教育还存在课程内容与课程体系不合理、学校与社会(或企业)沟通较少、学生工程素养培养力度不够、教师缺乏工程背景和工程能力等方面的问题[6-7]。上海工程技术大学始终坚持“学科链、专业链对接产业链”的办学特色。作为学校重点发展的专业之一，交通运输(汽车运用工程专业)于2011年被教育部列入“卓越计划”。与国内其他高校的同类专业类似，该专业的人才培养计划中融入了一系列实验和实践教学环节，主要包括：

(1) 教学实验。主要包括物理实验、电工技术实验、电子技术实验、汽车技术基础实验以及汽车专业综合实验等；

(2) 工程训练。主要包括制图测绘实习、制造技术基础实习(金工实习)、机械原理课程设计、机械设计课程设计、汽车发动机构造实习、汽车底盘构造实习、汽车电器实习、汽车检测实习、毕业设计等；

(3) 社会实践。主要包括本科生4年3次，每次6周的产学合作教育实践。

以“卓越计划”的实施为契机，汽车运用工程专业对已有实践教学内容进行了调整和优化，将认知实习、生产实习、岗位实习、见习实习等实践教学环节写入专业培养计划中，并结合“现代汽车运用工程与管理”“十二五”内涵建设项目，不断推进对实验、实践教学内容和方法等方面的改革和创新，初步形成了一套比较系统的汽车运用工程专业实践教学体系。在“卓越计划”专业培养计划的实施过程中，发现现有的工程实践教学体系尚存在以下不足之处：

(1) 工程实践教学体系存在缺陷。本科工程实践教育包括普通劳动实践、教学实验实践、研究项目实践、工程训练实践、工业训练实践和社会调研实践6个方面。而大多数高校的实践教学体系中仅涵盖其中的教学实验、工程训练和社会调研实践3部分，但在研究项目实践和工业训练实践2个方面相对缺乏或存在不足，工程实践教学体系中对此类实践项目有待深入研究和开发。

(2) 实践教学体系缺少“大工程”性。我国设置汽车运用工程专业的高校一般同时设有汽车相关其他专业，如车辆工程、汽车服务工程、交通运输、汽车营销、汽车物流等等。上海工程技术大学设有车辆工程、汽车服务工程和汽车营销3个与汽车运用工程密切相关的专业[8-9]。在工程实践教学中，国内各高校汽车运用工程专业的工程实践课程教学内容类似。由于各相关专业定位和培养目标不同，各专业往往单独设课，缺少共享的工程实践平台整合和实践教学课程体系，实践课程内容安排仍停留在对学生的专业技能培训层面上，对学生综合素质培养不利，教学效果无法满足创新型人才培养的需求。

(3) 校企联合人才培养机制，工程实践教学效果不明显。尽管国家明确提出实践教学对人才培养的重要性，积极倡导大学生进入企业实习，但由于在国家层面上缺少相应的政策支持，企业对人才培养兴趣不大，致使大学生进入企业开展工程实训非常困难。即使能够进入企业，也很少有动手操作的机会。为此，各高校相继成立工程训练中心开展实践教学，在一定程度上解决了学生的工程训练问题，但由于高校工程训练中心的教学设备、生产环境和文化氛围与实际工厂和企业差别较大，在校内实习很难达到理想的工程训练效果[10-11]。因此，建立切实可行的校企互动人才培养机制，实现实践教学与科研、工程、社会应用之间的良性互动，是提高大学生工程能力的关键所在。

(4) 高校教师考核和评价体系不利于工程实践教育的发展。现有的高校教师考核和评价体系大都偏重理论教学和学术论文指标，而轻视了工程技术本身的创新与发展[12]。这种评价体系很大程度上影响了教师投入工程实践教学的积极性，由此造成工程实践教学内容停留在传统实验和实训项目的简单重复上，而缺少与教师科研和工程问题密切相关的设计性、综合性和创新性实践教学项目的开发，不利于学生工程能力及素质、创新精神和能力的培养。

2 专业创新型工程实践教学体系的建设

改革原有汽车运用工程类专业实践教学体系,以上海工程技术大学“坚持依托上海现代产业，主动服务地区经济”的办学宗旨为指导，以“学科链、专业链对接产业链”及“能力本位”为原则，借鉴国内外应用型本科教育在工程实践能力培养的模式和方法，建立起以培养学生在汽车运用工程领域的工程实践能力、工程设计能力、工程创新能力和社会适应能力为目标的分层次、模块化、开放式的创新型人才培养实践教学体系(见图1)[13，15]。

图1 交通运输专业对学生工程能力的渐次提升图

汽车运用工程类专业的工程实践能力培养主要定位于以下几个方面：① 交通运输预测及交通运输规划、管理能力；② 专用汽车产品设计开发和试验的能力；③ 智能化汽车性能检测、诊断能力及对相关设备进行改造设计和技术创新的能力，应用各类软件对汽车性能试验数据进行分析处理的能力；④ 汽车电路分析设计、汽车电控系统设计开发能力，及对相关工具和软件的应用能力。在上述4方面专业能力的界定范围内，培养学生的工程实践能力、工程设计能力、工程创新能力和社会适应能力，而整个工程实践教学体系也为此目标服务。着重建设的平台有：

(1) 公共课程实验平台。物理实验(一)、物理实验(二)、电工技术实验、电子技术实验；

(2) 专业基础课程实验平台。汽车发动机构造实习、汽车底盘构造实习、汽车电器实习；

(3) 专业课程实验平台。汽车检测技术实习、汽车专业综合实验、汽车技术基础实验；

(4) 工程训练平台。制图测绘、制造技术基础实习、机械原理课程设计、机械设计课程设计、UG CAD课程设计；

(5) 工业训练与社会实践平台。汽车电控系统设计开发、毕业设计(论文)、汽车品牌运营和拓展调研、汽车市场调研、产学合作(一)、产学合作(二)、产学合作(三)；

(6) 创新与综合工程实践平台。大学生英语竞赛、大学生数模竞赛、大学生创新活动、HONDA节能竞技大赛、FSAE汽车设计大赛、飞思卡尔智能车设计大赛、智能移动设备设计竞技大赛、汽车助理工程师认证、大学生科研计划活动；

(7) 开放性实验平台。电控燃油喷射特性检测与评价实验、高压共轨电控柴油机性能实验、汽车电子实验室、Matlab实验室建设。

3 以能力提升为目标，改革课程内容

3.1 改革制造技术基础实习课程

制造技术基础实习(金工实习)对培养高级工程技术人才起着重要作用。由于历史的原因,常规的工程实践只是在知识、技能和思想作风方面对学生进行训练。而现代工程实践则是面对发展中的现代制造技术，对学生进行知识、能力、素质和创新意识的全面训练。现代工程实践教学,除了常规的制造技术外，还有数控加工技术和特种加工技术,以及先进的制造系统、工程管理系统和环境保护设施等。充分利用常规的和先进的教学基础设施，辅以精心设计的教学方案,培养出高水平的师资队伍，就可以实现“学习工艺知识,增强工程实践能力，提高综合素质，培养创新精神和创新能力”的新型课程教学目标。因此，对制造技术基础实习课程的改革可从下面几方面进行：

(1) 课程内容改革。在传统车、铣、磨、钳、铸、锻、焊等基础实践环节基础上，加入数控车、数控铣、加工中心、CAD/CAM、特种加工、快速成型，使学生接受先进的、综合的制造技术训练，了解CAD/CAM/CAPP等在工程中的应用，在课程实习要求上，从简单的基本技能训练提升到以设计、制造、安装并重的综合性训练,这将有利于学生综合工程素质的培养。

(2) 改革课程实习载体。在制造技术基础实习过程中，不论专业，不分学校，学生加工制造的对象千篇一律。为突显专业特色，并使实习内容更切合专业实际，汽车运用工程类专业学生的制造技术基础实习若以汽车零部件为实习载体，应更能使学生掌握传统及现代制造加工技术在汽车零部件加工上的应用及技术要点。

(3) 设计和加工并重。开设创新设计环节，让学生充分利用CAD/CAM技术，发挥想象力和实践能力，自主设计作品，选择加工方法，设计加工工艺，并负责整个生产过程的实施。激发学生对先进制造技术的学习兴趣，增强了自豪感和成就感，对创新意识和创新能力及综合素质的培养具有重要意义。

3.2 改革汽车底盘构造实习和汽车发动机构造实习

汽车底盘构造实习和汽车发动机构造实习(统称为汽车构造实习)。现有的汽车构造实习，其目的主要在于在汽车发动机及底盘拆装过程中，让学生进一步了解机构工作原理、熟悉汽车内部结构、掌握各零部件间的装配关系，同时熟练掌握拆装顺序及拆装工具的使用。但如果将两个实习加以延伸和扩展，则可对学生的工程设计能力起到有效的训练和显著的提高。

在实习的后阶段加入零部件设计的实践和考核环节：在学生充分掌握汽车内部结构及工作原理基础上，加入零部件设计考核环节，则将汽车构造实习从仅仅的熟悉结构上升到对学生工程设计能力的训练层次，是在学生完成制图测绘、机械原理和机械设计课程理论和实践教学后的又一次工程能力训练，对学生工程设计能力必定有很大提高，并且是针对商业化产品的一次设计演练，也可作为是对学生进行的工业训练实践。

3.3 强化UG CAD课程内工程设计实践环节

现有UG CAD课程的基本内容是UG入门、层的设置，参数的预设置，坐标系变换，对象的选择，矢量构造，曲线及草图的建立，基本体素及成型特征的建立，特征操作，二维图纸的绘制等。目的在于让学生掌握UG系统CAD的基本知识，掌握零件实体模型的建立和工程图绘制方法，灵活运用所学概念解决具体问题和上机操作的能力，并能应用到毕业设计、产学合作等实际工作中，总体说来，对基础能力的要求更多。若在课程进行过程中，对授课时的练习目标、载体进行重新设计，针对实际工程图纸的设计来学习UG CAD，并且在课内实践操作及设计时以实际工程零部件为设计对象，强化其中的工程设计实践环节，则学生的工程设计能力应可得到更进一步提高。

3.4 改革汽车电器实习课程

现有的汽车电器实习课程，其内容主要包括万用表的使用，蓄电池的检测与维护，汽车发电机与电压调节器的检测与试验，汽车起动机的检测与试验，点火系统的检测与试验，汽车仪表的检测与试验，汽车信号与报警装置的检测，汽车辅助电器的检修与维护，汽车电路的检修与维护，汽车空调的检修与维护等。实习依然着重于各系统的检测、维护及维修，对学生在整个系统的电路分析、电路设计方面的能力的培养较少。在以系统为单位进行的汽车电器实习过程中，加入对每个系统的电路分析和设计内容，将使学生更能从系统和整体的角度掌握汽车电系结构，并加强对系统电路的分析和设计能力。

3.5 积极开拓校企合作，深化工业训练及社会实践内涵

学校内部的工程实践条件无论多好，都不能取代社会工厂和企业的教育功能。汽车运用工程类专业应该主动去营造各种机会，建立起对校企双方都有利的各种动态联盟。将工程实践教学体系中的部分课程放到企业中进行，则其所起到的训练效果会与完全在校内完成有明显的区别。为深化汽车运用工程类专业的工程训练、工业训练及社会实践等环节，将紧紧依托上海各汽车制造企业及上海交通运输集团总公司，积极开拓校企合作，将工程实践教学体系中的部分实践课程，从校内转移到企业，深化专业工业训练实践及社会实践内涵。本项目将在积极争取与企业合作同时，将校内部分实践课程向企业转移，让学生通过企业了解技术、产品、生产、管理和市场，处身与真实社会生产环境，学生的工程实践、设计及创新能力必有明显的提升。

4 结 语

通过几年的探索与实践，我校交通运输专业工程实践体系在卓越工程师教育计划的引领下，依托“现代工业”国家级工程实训中心和市级“汽车工程实训中心”两个平台，以上海高校内涵建设为抓手，以提高学生工程实践能力为目标，对实践教学体系和实践课程目标等方面进行了较深层次的改革，取得了令人瞩目的成绩。学生的综合素质和社会适应能力已得到了社会各界的好评。在取得已有成绩的基础上，正总结经验，积极完善，力争在“十二五”期间使其成为国家卓越工程师培养优秀项目，并成为市级及全国该专业实践教学的典范。

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