“卓越计划”下车辆工程实验教学体系改革与实践

李朝晖　朱岗　林君

摘 要 在“卓越工程师教育培养计划”指导下，为全面提高学生的工程实践和设计创新能力，对车辆工程专业实验教学的现状及问题进行了分析，提出基于典型工程环节来组织实践环节的改革思路，对实验课程体系构建、实验项目设计、实践环节运行模式，进行了研究与实践探索，表明该思路对车辆工程或其他工科专业都具有较强的参考意义。

关键词 卓越计划 车辆工程 实践教学 改革

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2015.04.042

Vehicle Engineering Experimental Teaching System

Reform and Practice under "Excellence"

LI Zhaohui， ZHU Gang， LIN Jun

（College of Vehicle Engineering， Chongqing University of Technology， Chongqing 400054）

Abstract Under "Excellent engineer education training plan" guidance， and comprehensively improve the students' engineering practices and design innovation， vehicle engineering experimental teaching status and problems are analyzed， based on a typical engineering aspects to organize practical aspects of reform ideas， the experimental curriculum system construction， the experimental project design， practical aspects of operating mode， carried out research and practical exploration， indicating that the idea of vehicle engineering or other professional have a strong engineering reference value.

Key words excellence; vehicle engineering; practice teaching; reform

1 背景

新型工业化是我国提升整体实力、跻身世界强国的必由之路，需要大量优秀的工程技术人才来实现。面向世界、面向工程、面向实践，这是工科专业人才培养的准则，然而，我国的工科教育由于受传统教育模式、经费投入等制约，培养的人才工程素质、实践能力较薄弱。学生实践能力和工程素质的缺乏，与企业急需大量高素质创新型人才的矛盾，就显得尤为突出。“卓越工程师教育培养计划”是教育部着力实施的高等工程教育改革措施，在借鉴国外优秀经验的基础上，探索适应我国国情的工程科技人才培养模式，旨在为未来工程领域培养面向工业界、面向未来、面向世界的优秀工程技术人才。①“卓越计划”的三个特点：一是行业企业深度参与培养过程;二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才;三是强化培养学生的工程能力和创新能力，从而可知“卓越计划”的实施是有企业参与的依据行业标准的学生工程能力和创新能力培养的过程。②

实践是工程能力培养的关键环节，也是创新能力培养的必由之路。通过实践可以理论联系实际、锻炼充分运用所学理论知识独立分析问题和解决问题的能力，掌握工程领域的基本技能与行业标准，培养学生创造能力、开发能力，全面提高学生在工程领域的综合素质。③因此，随着“卓越计划”的实施，如何改革现有实践教学运行模式，培养学生的工程实践能力，达到卓越工程师的培养目标，是“卓越计划”参与高校都面临和需要解决的重要课题。

2 实验教学体系的现状与问题

目前，重庆理工大学车辆学院下属有车辆工程、内燃机、汽车服务等，都是工程性、实践性很强的专业，涉及的知识领域包括材料、机械、电子、计算机、艺术等各个方面。近年来，随着我国汽车行业的持续快速发展，企业对专业人才的需求量不断增加的同时，对人才能力的要求也在发生变化，不再单纯看学生的课程考核成绩，转而注重学生的实践经历和创新能力。④因此在汽车行业对专业人才需求变化的推动下，车辆学院以培养学生工程实践能力和创新精神为核心，建立了基于实验课程架构，与理论教学并行的，既相对独立又相互联系的实验教学体系，以适应不同培养阶段学生的培养需求。但是，当前的实验教学体系还存在以下问题：

2.1 实验课程体系缺乏工程背景牵引

虽然实现了实验教学独立设课，但实验教学很大程度上还是理论教学的附属与补充，根据理论课程从属的知识体系来组织教学，偏重理论的问题依然存在;实验课程教学内容大多是理论课程所属实验的集合，内容仍然依附于各门独立的理论课程，现有开设实验课程模式更多的是形式上的独立;实验课程体系设置缺乏以汽车行业特色与工程应用背景，未能以行业背景下特定工程环节所需的知识与技能为主线来整合教学内容，学生难以接受到有效、完整的工程实践能力培训，离培养知识结构合理、实践与创新能力强的应用型人才的教学目标还有一定差距。

2.2 实验项目内容缺乏创新

实验项目的内容主要源自所属理论课程的相应章节，强调对科学理论的重现与分析，较少涉及相关基础知识及其在工程领域的应用，知识的复合性不足;仍然存在验证性实验和演示性实验，虽然开设有综合性、设计性项目，但对于不同课程理论知识的融合较少，对工程环节知识的涉及不足，难以促进学生将所学的分散知识转化为专业领域的能力，也缺乏对学生实践与创新能力的培养。endprint

2.3 与理论课程缺乏协调

实验课程与理论课程存在一定程度的协调问题，因为实验课程独立设课以后，与理论课程教学在教学进程上是平行的，而每学期教学时间是相对固定的，在教学班级数多与实验设备尤其是大型精密仪器设备台套数不足的矛盾下，容易出现下列情况：实验进程领先理论课程，学生做实验完全没有理论基础支撑;实验进程大大滞后于理论课程，学生做实验已失去了对理论知识进一步理解领悟的作用，无法激发学生的学习热情，使得实验效果大打折扣。

因此在以“卓越工程师教育培养计划”为载体，改革工程人才培养传统模式，提升高等院校人才培养质量的大环境下，对车辆工程实验课程体系进行进一步完善和优化，就显得尤其重要。

3 教学改革与实践

实验课程体系对专业人才培养目标的最终实现是通过各门实验课程的设置和各个实验项目的开设来完成的。

针对本专业在实验课程体系、实验项目内容以及教学运行等方面存在的问题，在“卓越计划”指导下，结合我校实际，在实验课程开设、实验项目设置、运行机制等方面开展了下列改革与实践探索。

3.1 汽车典型工程环节为主导的实验课程体系构建

工程能力的培养应超越专业的界限，因为解决任何一个工程问题，都需要综合多个学科、多个专业的知识和力量，汽车产品的开发过程就是一个典型的例子。对此，打破原有依照理论课程来划定实验课程的限制，根据车辆工程的专业特色，按照汽车设计、分析、制造、测试及服务等工程环节，以模块化的方式来设置实验课程体系与教学内容。具体而言，整车测试、发动机测试与零部件检测归属于测试模块;汽车维修、保养与故障诊断、保险理赔等归属于服务模块;机械制造、数控技术、逆向工程等归属于制造模块;力学分析、CFD三维数值模拟等归属于分析模块;汽车结构等基础性的知识作为支撑。如图1所示。

图1 实验课程体系框架

按照传统的实验教学模式，上述内容是分属于机械基础实验、车辆工程专业实验以及若干课程实验的，内容上无横向联系，授课时间也无法统一，无法满足对学生工程实践能力培养的要求。

通过教学改革，打破基于理论课程知识体系的局限，把在知识结构上分别属于机械原理、力学、制造工艺学、数控技术、汽车构造、汽车理论、内燃机原理、电子控制技术、仿真计算分析、振动与噪声、汽车服务、汽车故障诊断与维修等课程的内容，按照汽车设计、分析、制造、测试及服务等典型工程环节的特点为主导，来筛选和重组教学内容，根据不同的教学目标和培养对象选择不同的模块进行教学。组织实施跨课程、突出工程背景的实验教学，有利于学生建立关于知识的整体概念、培养工程素质。课程体系仍然遵从基础到综合再到设计创新层次的逐步提升，在不同教学环节中逐步加强对学生进行工程实践能力与创新能力的培养。

3.2 基于工程背景的综合性设计性项目设计

教学内容改革的最终目的，是通过实验项目的实施，将学生所学的分散的理论知识，进行“知识点—知识面—某一方面专业能力”的链接，即提升学生知识点形成知识面，再从知识面转化为某一方面的专业实践能力。因此在现有实验项目的基础上，对项目进行梳理与整合，大幅减少传统的验证性、演示性实验，仅开设基础理论必需的项目，做到与理论课程之间的有效衔接及扩展;以汽车开发典型工程环节对理论知识与专业技能的需求为主线，构建基于工程背景的综合性与设计性项目，锻炼学生的知识综合应用与实践创新能力。

综合性项目的设置应围绕工程环节中对知识与技能的需求，强调相关课程理论知识与实践技能的综合运用能力培养。以汽车服务模块为例，传统的汽车运用、汽车维修、汽车故障诊断与检测等课程的实验项目，只注重了学生在仪器设备使用、检测方法等方面的实践能力，但各知识点相互间的联系较少，经此模式培养的学生在面对真实车辆复杂技术状况的情况时，由于没有建立起一个处理问题的正确思路，通常是无从下手的。针对该模块的综合性实验模块设置为：一组学生面对真实的车辆，有明确的分工合作，有正确的检测思路与流程，可熟练使用各种检测仪器仪表，从发动机解码、底盘测功机测试到油路、电路分析等多方面检测车辆的技术状况，从而最终分析出车辆故障问题之所在。

设计性项目的构建必须从工程实际需要出发，使学生熟悉工程设计、工程研究的基本方法，以提高其分析能力、沟通表达能力、团结协作能力、管理能力等工程综合能力，从而使其具有独立从事具体工程领域内的研究与开发、管理与决策、设计与创新等能力。学生可以根据自己的专业方向选择不同的实验内容，在教师的指导下拟定实验方案，设计实验系统，自行完成实验研究工作。⑤

以汽车测试模块为例，传统的发动机测试包括了从最基础的速度特性、负荷特性到万有特性、废气检测与分析、燃烧分析与振动噪声测试等等，在此基础上的设计性实验可以以实际的工程项目为依托，比如降低排放这一大的命题。学生在解决此类问题时，需要在熟悉当前国家排放标准法规与发动机台架实验规范的前提下，自行选择合适的缸内燃烧参数与排放测试设备，确定不同的点火以及喷油参数，拟定实验方案与测试流程，采集相应的测试参数并进行分析，最终得出影响排放的主要因素，提出降低排放的建议。

3.3 适应“卓越计划”的运行机制探索

如前所述，实验的独立设课带来了与理论课程存在某种程度的冲突问题，主要表现在时间与内容两个方面。当实验教学的内容按照以工程环节为主线的多模块、分层次改革以后，时间冲突问题就迎刃而解。目前我校针对（下转第126页）（上接第93页）基础模块实行相对理论课程严格的先后修关系，如汽车结构分析类的实验项目必须在汽车构造课程的相应章节开出后进行，或者在理论课程中进行现场教学与实验。

“卓越计划”的典型特征是促进企业深度参与人才培养的“3+1”培养模式，我校与长安集团、隆鑫集团等重庆汽摩企业建立了“3+1”班。学生在企业实习所开展的工作，均可等效地视为实验模块，在实验课程的成绩评定上，与校内开设实验项目等同，因此在时间与空间上具有更大的灵活性。

与此类似的是，我校也鼓励以导师项目驱动的模式和各类竞赛来促进创新性实验项目的开设与学生工程能力的培养。我校学生参加过多届本田节能车竞赛，飞思卡尔智能汽车竞赛等全国性比赛，参赛学生的作品均作为创新设计性实验项目获得了认可。

总体而言，为适应“卓越计划”培养模式，实验教学运行机制的改革方案为：专业基础模块在校内严格按照理论课程计划进度相应开设;汽车开发典型工程环节的实验模块，学生具有选择灵活性，并通过此类模块的锻炼获得基本的工程素养，为深入企业的培训打好基础;企业项目、导师项目与各类竞赛均可同等视为创新设计性实验，不受教学的局限，以更灵活地满足人才培养需求。

4 结束语

重庆理工大学车辆工程专业在“卓越工程师教育培养计划”指导下，进行了以汽车设计、汽车分析、汽车制造、汽车测试及服务等典型工程环节为主导的模块化多层次实验课程体系改革，实践了整合工程环节技能与理论知识进行实验项目设计的措施，探索了适应“卓越计划”的教学运行机制。改革举措对学生的工程实践能力、创新能力及团队协作能力的培养起到了关键的作用。同时，实践教学的改革除了需要先进的建设理念、完善的教学体系外，还应该通过理论教学的改革来获得持续发展。

注释

① 孙爱晶，范九伦，赵小强.卓越背景下实践教学方法改革与学生工程实践能力培养.中国大学教学，2013（6）：79-80，7.

② 郭磊.基于卓越工程师培养的热能与动力工程专业实践教学改革的实施.湖南农机，2012.39（5）：184-185.

③ 王涛，刘美.卓越工程师培养计划中实践教学体系建设的几点建议.中国电力教育，2011（30）：159-160.

④ 严运兵，张光德，杨启梁.车辆工程专业实践教学体系改革.中国冶金教育，2011（3）：54-56，59.

⑤ 徐让书，黄福幸.专业实验教学体系的综合性创新性实验改革方案.中国大学教学，2002（9）：30-31.endprint