新工科下轨道交通车辆工程本科生培养方案思索

张济民

摘要：当前，世界范围内新一轮科技革命和产业变革正在兴起，不断催生新技术、新业态和新产品，迫切需要培养造就一大批创新型工程人才。新工科建设是对新一轮科技革命和产业变革的主动响应，本文在“新工科”背景下，对同济大学车辆工程（四年制）本科生培养模式及培养方案进行探究，对如何培养高素质、多学科交叉型人才做了进一步的探讨，为新工科下高校的轨道交通车辆工程复合型人才培养体系提出了基本思路。

关键词：新工科；轨道车辆工程；人才培养

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）52-0042-03

一、引言

相对于传统的工科人才，未来新兴产业和新经济需要的是工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型“新工科”人才，为此，教育部教育司日前下发了《关于开展新工科研究与实践的通知》[1]，提出了高等工科教育“新工科”建设的人才培养思路[2]。“新工科”是以立德树人为引领，以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养未来多元化、创新型卓越工程人才[3]。至今为止“新工科”概念是提出来了，但是其具体的定义还不是很明确，没有官方的定义。就作者观点，新工科建设是对新一轮科技革命和产业变革的主动响应，通过对新工科专业的建设，有利于对高素质、多学科交叉型复合人才的培养。新工科专业，主要指针对新兴产业的专业，以互联网和工业智能为核心，包括智能制造、大数据、云计算、人工智能等相关工科专业。新工科专业是将传统工科专业与大数据、人工智能、机器人等相关元素交叉融合的交叉专业，是对传统工科专业的升级改造。新工科下的同济车辆工程（四年制）培养方案如何在传统的知识学科点有机融入上述元素，是判断其是否新工科的关键准则。

二、“新工科”背景下同济大学车辆工程（四年制）人才培养的思考

伴随全球经济发展和工业复苏，轨道交通行业正处于新一轮上升阶段，轨道交通行业将在全球开启新周期快速发展篇章。全球铁路行业市场空间广阔，铁路作为经济环保的交通运输模式会得到持续发展。中国高速铁路虽然起步较晚，截至2016年底，全世界高速铁路运营里程总计约3.5万千米，其中中国大陆高速铁路运营里程2.2万千米，占全世界的62.8%，位居第一，远超世界其他国家和地区高速铁路运营里程总和。中国轨道交通事业的快速发展，迫切需要具备厚实的基础知识、国际化和创新能力的复合型创新性人才。

在“新工科”背景下，工业智能化、大数据、人工智能兴起，以百度为例，推出了一款叫作“度秘”的虚拟助手，人们可以用自然语言和它对话。它能讲笑话，帮你定酒店，回答一些一般需要用搜索引擎解决的问题，而且它正在变得越来越智能。“以后我们会把这种自然语言界面变为新的平台，对话就是新平台。未来，人们不用学怎么使用新的遥控器、键盘，因为只用说话就够了。通过自然语言理解，所有的工作就都可以被完成了。”百度CEO李彦宏在剑桥大学的演讲中如是说道。工业智能化的时代到来了，各行各业都在朝着智能化的方向努力，我们车辆工程专业也不例外。为了更好地适应国际轨道交通的发展趋势，依托于“新工科”背景，同济大学车辆工程（四年制）制定了新的本科生培养方案，以“新工科”为契机，将车辆工程专业与互联网、智能化、网络化相结合，开展宽口径、知识交叉复合和国际化的轨道交通装备工程人才培养，为轨道交通行业可持续快速发展和国际化提供人才支持。同时，我们从麻省理工大学与斯坦福大学的人才培养模式中得到了一些启示。麻省理工大学创立了CDIO工程教育理念，它以產品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程[4]。同样地，斯坦福大学以培养“有用的人”为目标，大力培养学生的创新能力，提高学生的职业技能，斯坦福大学经由跨学科的学术讲授，激励学生锻炼自己的创造力和领导力[5]。从这两所国际顶级高校的人才培养模式可以看出，培养有创新意识、动手能力强的应用型的工科人才是非常必要的。我们车辆工程（四年制）专业借鉴这两所高校的人才培养经验，并结合中国轨道交通（干线轨道、城市轨道）发展实际情况，制定了一套适用于轨道车辆的研究、创新及应用型人才培养方案。

三、以“新工科”为背景的车辆工程（四年制）创新型人才培养方案

1.人才培养模式。课程设置以满足轨道交通车辆技术的发展要求，培养高素质复合型“新工科”人才，以“多学科交叉融合”、“工程实践强化”及“个性化培养”为特征的建设思路制订培养方案，形成以学生为中心，课内与课外相结合、科学与人文相结合，教学与研究相结合的创新人才培养模式。

参考学院以往的办学经验和市场需求，对课程设置和教学内容进行筛选，提出以轨道车辆技术为核心涉及轨道车辆设计与集成、列车牵引与运行控制、轨道车辆健康管理与安全等方向，开设轨道交通创新能力拓展、轨道交通综合实验等创新实践环节，全方位地对课程教学内容、教学模式、教学手段及教学资源进行革新探索。

以轨道交通车辆课程体系为基础，兼顾科学研究及项目开发的总体教学目标，建立“课堂教学—实验验证—方案改进—创新实践”的“新工科”教学模式，创建“轨道交通车辆创客实验室”，将理论学习、实验研究及实践行动三者一体化，让学生可以参与“idea的构建—实验设计—方案制定—实验验证—动手实践”全过程。通过体制和机制上的创新与完善，探索建立自主管理开放式管理模式，充分考虑学生个性化发展的要求，做到因材施教着力培养学生科学研究思维、创新意识和团队合作精神；锻炼学生发现问题、分析问题、解决问题以及交流、总结的素质和能力，实现实验资源与环境、实验人才与成果的共享。

新的人才培养方案还注重对学生的个性化培养，删减了部分必修课的数量，适当增加了选修课的比例，给予学生更多的选择机会，同时增加了一些人文必修课，以拓宽学生的视野，使学生全面发展。尊重学生的兴趣，充分考虑学生的需求，鼓励学生个性化发展，给了学生一片自由发展的空间[5]。

2.课程体系设置。为了实现轨道交通车辆工程专业的培养目标，并且与前面所提及的人才培养方案相吻合，课程体系设置非常重要，它不仅是整个教学环节的核心，而且对学生知识结构的形成、就业都将产生很大影响。课程体系主要包括通识课程模块、专业课程模块及创新实践模块三个部分。其中，在通识模块内，个性化课程比重有所增加，即通识教育选修课，占总学分的6.25%。在专业课程模块中，专业必修课仍占主要比重，占总学分的23.125%。创新实践模块占总学分的25%，主要包括工程实践、工程基础课程设计、轨道交通创新能力拓展、企业生产实习、专业课程设计、毕业设计（论文）等。

为了适应“新工科”的发展背景，车辆工程（四年制）专业也与其他新兴专业交叉融合，在轨道车辆工程中融入大数据、互联网、人工智能等元素以完成对传统轨道车辆工程的升级改造。新的培养方案中将课程分成五大部分，如图1所示，分成机械部分、电气部分、控制部分、无线通信部分和机电部分，这五部分的课程设置与人工智能、互联网、大数据这种新兴学科交叉起来，推动了现有课程的改革创新。同时，为了培养学生的创新意识，在新的培养方案中加入了9次创新试验，在该平台上可以实现机械部分设计、电气部分设计、机械部分制作、控制部分設计、电气部分集成，无线控制通信调试，机电联调，综合调试，控制通信（局域网）运行测试的全过程，通过在该平台的创新试验，可以让学生了解创新的意义及实现创新思想的途径。

四、总结

在“新工科”建设背景下，为使我国高等工程教育更好地适应国家社会经济发展的需要，我们对车辆工程（四年制）专业的人才培养方案做了一定探索。将“新工科”的新式工程教育理念贯穿本科生培养方案的全过程，使得学生将理论知识与实际问题结合学习，增强理论、工程和项目的联系，从而加强对理论知识的理解，为今后更好地适应工科下的工程设计、科学研究及其他技术工作奠定必要的基础。虽然新的培养方案目前仍存在一定的不足和差距，但在今后的教育教学过程中，我们将继续提升车辆工程（四年制）专业人才培养的水平，从而全面提高本专业本科毕业生的综合能力和素质。

参考文献：

[1]林健.面向未来的中国新工科建设[J].清华大学教育研究，2017，38（2）：26-35.

[2]张海生.跨界融合：“互联网+”背景下“新工科”的发展逻辑与建设目标[J].应用型高等教育研究，2017，（3）：13-18.

[3]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017，（3）：1-6.

[4]CDIO工程教育模式在课程集中训练项目中的应用[J].中国新技术新产品，2009，（18）：251-251.

[5]斯坦福大学本科应用型人才培养模式及启示[J].大学教育，2015，（9）：28-29.