新工科背景下汽车工程应用型人才实践与创新能力培养体系建构

摘  要 汽车新兴产业发展迅猛，需要大量掌握新技术与具备实践创新能力的新工科技术人才作为支撑。围绕应用型人才实践与创新能力培养目标，通过优化课程体系结构、构建多元培养模式、丰富教育教学方法、构建实践教学新体系和强化教师队伍建设等系列改革措施，形成一套良好的新工科背景下汽车工程应用型人才实践创新能力培养机制，为汽车新兴产业发展提供更好的人才支撑。

关键词 新工科;创新能力;汽车工程;应用型人才;智慧学习工场;仿真实训室;CDIO教学模式;实践教学

中图分类号：G652    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2019）04-0087-03

1 前言

随着人工智能、云计算、大数据、物联网等技术的不断成熟和广泛应用，“中国制造2025”“工业4.0”等新兴发展战略悄然兴起，以新技术、新业态、新产业为代表的新经济蓬勃发展。2017年以来，各地高校响应教育部倡议，积极开展新工科研究活动，从而深化工程教育改革，推进新工科建设与发展。新工科对应新兴产业，注重人工智能、信息通信、电子控制、大数据与云计算、物联网等新技术与传统工业技术的紧密结合，新工科人才需要具备较强的新技术应用能力、工程实践能力和创新能力[1]。作为制造业重点发展领域的汽车产业逐渐向智能化、自动化、网联化、信息化、低碳节能化等方向发展，这一发展趋势所需的技术人才正符合新工科人才特点。

目前，众多地方本科高校面臨转型发展的机遇和挑战，在转型发展和新工科建设背景下，应用型本科高校更应紧密结合经济社会和产业发展需求，迅速调整专业定位，着力优化专业结构，致力于内涵发展和特色建设，为社会培养具备新工科实践与创新能力的应用型人才。

2 新工科汽车技术人才培养意义

截至2017年，我国汽车保有量已突破2.2亿辆，汽车年产销量均接近3000万辆，是世界第一大汽车生产国和第一大汽车销售国。然而，目前人才供应难以满足汽车产业高速发展需求，随着新能源汽车、车联网、智能交通、无人驾驶等新兴产业的发展，人才供需矛盾必将加剧。汽车新兴产业发展所要求的技术理论和知识结构与传统汽车技术体系有着很大区别，更加强调学科的交叉融合和电子控制、人工智能等新技术应用，如新能源汽车领域应该重点掌握新能源汽车驱动技术、电池电机电控等三电技术、高压电安全技术、汽车智能化控制技术、车联网技术等。但是受传统人才培养体系结构限制，很多高校未能及时随新产业发展调整专业定位，导致人才培养不能适应汽车新产业发展需求，尤其在新能源汽车、汽车智能化控制、车联网等方面，具有明显的新工科技术特点，尤其需要大量掌握交叉学科知识、新技术和具备创新思维能力的新型人才作为支撑。

因此，应用型高校在制定人才培养体系时必须充分结合产业发展需求，着力在课程体系结构、人才培养模式等方面进行相应改革，建设配套设施，使人才培养得以适应新工科发展需求。为主动适应汽车产业发展变化特点和提升从业大军的总体素质，探索新工科背景下汽车工程应用型人才培养机制，意义重大也迫在眉睫。

3 人才培养机制构建

围绕适应新工科的高端应用型人才培养，广东技术师范学院汽车工程应用型人才培养新机制以实现提升关键的专业“四能力”为出发点（即提升工程实践能力、创新创业能力、新技术应用能力和可持续发展能力[2]），具体通过“五方面”来实现（包括优化课程体系结构、构建多元培养模式、丰富教育教学方法、构建实践教学新体系和强化教师队伍建设等）。同时，在教学改革与实施中，积极依托教育部在学校试点的智慧学习工场和科技创新训练平台开展教学工作，提高学生学习兴趣和教学质量。面向汽车工程专业人才培养，将上述改革进行有效整合和贯通，形成创新型人才培养机制。

优化课程体系结构

1）打破“重理论轻实践”的学科知识型课程设置框架，构建以专业技术能力培养为核心的课程体系结构。根据汽车新产业发展对人才专业技术需求特点，对专业课程进行优化调整和全面改革，强化汽车先进技术、新能源汽车、车联网、智能控制技术等方面能力培养，及时更新教学内容，重点引入汽车领域学科前沿和新成果内容，加大实验实训实践课程比例，增加设计性、综合性、创新性内容，有针对性开发新的实训教学项目，以加强创新能力和实践动手能力培养。

2）构建多学科交叉融合的课程体系。随着新能源汽车、车联网、无人驾驶、智能化控制等技术的飞速发展，汽车工程单一学科专业已经很难支撑多种技术的发展需要，必须融入控制工程与自动化、信息与通信、人工智能、计算机等学科专业知识，才能达到汽车新工科发展所需的技术要求，在汽车工程学科专业原有课程的基础上，深度交叉融合其他必要学科知识是优化课程体系结构的关键一环。

3）强化创新创业教育课程模块。此模块课程由学校创新创业学院组织相关专业教师与企业、行业专家制定，并由专门从事创新创业教育教学的专业教师和企业讲师讲授该课程，通过开展创新创业模拟实训、创新能力训练实践教学、创新创业讲座等内容，培养学生的创新创业意识和职业素养[3]。

4）优化实践与创新能力培养课程模块。在选修课程中，增设实践与创新训练课程，开展实践与创新训练活动、科技竞赛活动等;构建“双层三级递进式”实践课程结构，开发项目设计驱动的课程结构，设计工作过程系统化的结构课程等。

构建多元培养模式

1）推行本科生“三进入”培养模式。为给学生提供良好的实践和创新能力培养环境，建立本科生进科研团队、进科技社、进竞赛团队的“三进入”培养机制和制度，鼓励和组织本科生全面参与竞赛活动和科技创新训练。学生根据自身能力和兴趣，可以选择加入教师科研队伍，协助开展教学科研项目工作，从而培养创新和学术研究能力[4];加入学生科技社，可通过科技社开展的常态化课外科技培训、活动以及创新训练项目，如电子设计大赛、挑战杯、技能减排竞赛等，培养实践动手和创新能力;学校围绕汽车工程领域专业竞赛，组建中国Honda节能车竞赛团队、巴哈越野车大赛团队、“恩智浦”杯智能小车竞赛团队、CAD制图大赛团队等，常年开展竞赛相关活动并积极筹备竞赛工作，学生加入竞赛团队，可通过参加学科专业竞赛活动提高专业兴趣和实践动手能力。

2）建立科研入教学机制。鼓励和引导教师将教科研项目开展融入教学与人才培养中，具体做法：

①教师结合自己的教学改革与科研项目，提取部分研究内容作为课题，积极组织学生参与，让学生结合自身兴趣和能力选取相关课题开展研究，进而锻炼综合能力和提高专业技术水平;

②以毕业设计（论文）工作为契机，进一步将教改科研项目开展与指导毕业设计（论文）工作结合起来，通过导师带学生的形式，达到更好的培养成效;

③以项目开展为依托，指导学生撰写专业论文和申请专利等，提升学生学术研究能力和综合素质。

3）大力开展校企协同育人模式。一方面充分依托已建立的产学研合作基地，进一步深化实质性合作内容建设，重点开展生产实践课程、科技开发、实验分析、专业实习、项目规划等内容，积极推进学生课外科技创新活动，有效组织和选拔学生参与产学研基地的生产性课题研究，跟随指导教师参与相关科研项目攻关，切实提高创新和实践能力;另一方面积极推进与企业的产教融合人才培养，通过企业的深度参与，如承担专业课程和实训实践教学，按比例分担专业核心课程教学，承担两个学期定岗实习，共同辅导毕业设计（论文）工作等，让学生切实学习和体会企业生产实际，通过企业教育培养学生新工科的思维和能力。

丰富教学模式与方法

1）大力开展理实一体化教学。充分利用教育部试点的智慧学习工场和汽车实验实训中心的实践环境和有利条件，把大部分专业课堂搬进工场和实验室，在工场和实验室环境下完成授课。在讲授理论知识的同时穿插实践操作，两个教学环节深度结合[5]、互相促进，使学生同时获取理论知识和得到技术技能的强化训练，有效增强教学效果。

2）构建虚实一体化教学环境。利用“互联网+”和现代信息技术，依托建成的汽车检测与故障诊断仿真实训室，构建教学功能齐全的虚实融合协同环境，开展虚实一体化教学。由整车和台架、故障仿真软件、控制和管理教学软件、计算机、远程控制和通信设备、教学资源等组建成的虚实一体化教学平台，为深入开展汽车新技术及应用、强化实践教学等提供良好条件，可打破场地、设备、时间与成本等限制，保证每个学生的实践操作机会，从而更容易调动学生的积极性和提高教学质量。

3）推进工作过程系统化结构课程教学改革。根据产业技术岗位群设计教学工作任务，再整合工作任务形成综合能力需求，从而有针对性地制定专业课程的课程结构。课程构建一般包括工作过程分析、课程体系构建、教学过程分析等环节，每个环节紧密联系，在课程开发设计时必须充分结合汽车工程专业课程内容和特点。以此为导向，将课程学习内容重构为模块学习单元，每个学习单元体现工作过程的系统化结构，在每个设计单元中融入相应的理论知识点，这样一来，理论和实践结合更加紧密，又有针对性，教学成效更显著[6]。

4）积极开展CDIO教学模式。CDIO教学模式倡导将构思、设计、实施及运行贯穿教学完成的全过程[7]。针对汽车新技术核心专业课程的内容和结构特点，其包含实训实践项目和实验设计开发的内容较多，要求也较高，利用现有教学资源，将CDIO理念的项目设计驱动教学方法充分应用到课程教学中，进行工程项目式的教学课程设计与实施，通过完成一个完整的工程项目，使学生的综合能力等得到锻炼和提升。一个项目设计完成，再进行其他知识点和内容的设计，进而按项目设计来完成课程内容和知识点的讲解，通过基于CDIO理念的不同项目设计教学来实现课程具体内容的教学改革，提高学生的理论水平、实践能力、协作能力和学习兴趣。

构建实践教学新体系

1）打造多维实践教学平台。

①充分依托智慧学习工场，打造多学科融合的实践创新教学新平台，发挥集成、共享、开放的特点，在交叉学科和专业核心技术、专业基础与创新训练等方面进一步实行高效的教学改革，构建新型教学实践与科技创新训练平台，强化创新与综合能力培养。

②构建学生科技社平台，作为科技创新活动的智创空间，以项目为抓手，积极开展学生科技竞赛、创新训练项目研究、创新活动、创业训练，使学生的创新和实践能力得到培养和提高。

③依托汽车实验中心资源，构建开放式实验室平台，实行开放式教学管理模式，学生根据学习需求和兴趣可随时进行实验实训活动，进一步提高实践能力。

2）构建“双层三级递进式”工程实践教学体系。为提高学生的工程实践和创新能力，构建“双层三级递进式”强化实践教学体系。如图1所示，第一层包括三級项目，分别是课程相关实践教学、课外科技创新实践、校外技能与科技创新实践，从课内到课外逐步递进;第一层的每一级下面又包含三种类型的实践活动，层层递进，全方位覆盖本科阶段的教学全过程[8]，通过丰富的手段强化学生实践与科技创新能力的培养。

强化师资队伍建设  师资队伍建设与人才培养质量息息相关，要实现应用型人才实践与创新能力培养，师资必然要往“双师多能型”方向发展[8]。一方面为适应新工科发展要求，专业教师要不断加强学习和实践，与时俱进，提升自身能力，尤其要及时学习掌握新技术新理论新知识新动态，要经常深入企业了解实际生产需要并进行实践锻炼;另一方面通过产教融合等协同育人工作，构建一支由企业、行业专家组成的实践经验丰富的兼职教师队伍，对于企业技术人才可适当调整高校师资聘请条件，使真正懂技术能创新的人能够进入应用型师资队列。从新能源汽车、车联网等新产业发展所需技术特点来看，具有机械工程、控制工程、电子信息工程、计算机等多学科交叉融合的特征，因此可通过整合相关学院教师资源，打造一支具有多学科交叉融合能力、解决复杂工程问题能力和应对处理未来问题能力的师资队伍，从而能胜任培养实践创新能力较强的应用型人才的工作。

4 结语

在新工科建设背景下，围绕汽车新兴产业发展需求和特点，以提升汽车工程专业学生的工程实践能力和创新能力为出发点，通过优化课程体系结构、构建多元培养模式、丰富教育教学方法、构建实践教学新体系和强化教师队伍建设等一系列改革措施，打造新工科背景下的汽车工程创新人才培养体系，切实提高人才培养质量，为我国汽车新兴产业发展提供优质人才。

参考文献

[1]李幼平.地方高校新工科建设的四个着力点[N].光明日报，2017-10-10（13）.

[2]吴涛，刘楠，孙凯.“新工科”视域下工程人才关键能力的思考[J].黑龙江高教研究，2018（3）：156-160.

[3]程利敏，陈焘.高校创新创业教育课程的宏观建构[J].中国成人教育，2018（2）：115-118.

[4]林健.多学科交叉融合的新生工科专业建设[J].高等工程教育研究，2018（1）：32-45.

[5]陈哲明，王理章，陈莹莹.《汽车构造》理实一体化教学法的研究与实践[J].教育教学论坛，2014（53）：186-187.

[6]吴游丽.工作过程导向的项目课程教学设计研究[D].杭州：浙江工业大学，2011.

[7]喻菲菲，杜灿谊.基于CDIO教育理念的机械工程测试技术课程实验教学方法改革[J].中国现代教育装备，2017（21）：58-60.

[8]蔡小平，孙长银.新工科背景下应用型本科人才培养质量保障机制构建[J].盐城工学院学报：社会科学版，2017，30（4）：71-73.