新工科背景下汽车类专业人才实践培养模式探究

马正伟

（深圳技术大学 城市交通与物流学院，广东 深圳 518118）

当前，我国正处于经济社会加快转型升级的重要时期。伴随国家创新驱动发展、“一带一路”“互联网+”“人工智能”和“大数据”等重大战略的实施，以新技术、新业态、新模式和新产业为代表的新经济蓬勃发展，对我国科技创新型人才的培养提出了更高、更新的要求。高等工程教育是实现科技创新型人才培养的主要途径，深化高等工程教育改革、提高新时代工程人才培养质量，是目前国家高等教育改革的重要任务。为了推动高等工程教育的改革创新，教育部2017 年以来先后发布《关于开展新工科研究与实践的通知》和《关于推荐新工科研究与实践项目的通知》，并提出培养工程实践能力强、创新能力强和具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才的目标。新工科是应对国际经济发展新形势、服务国家战略发展新需要、满足产业发展新需求和面向未来发展新高度提出的一种新的“工科形态”。在此背景下，国内高校掀起了高素质应用创新型人才培养的热潮。在高等工程教育中，应用创新型人才培养的关键在于实践。在传授学生理论知识同时，必须要给学生提供充足的实践机会。理论知识只有在实际应用中，才能被真正理解、掌握，创新也必然发生在“实践、认识及再实践”的过程中。因此，如何构建适应新产业、新技术和新经济的实践教学体系成为高等工程教育人才培养的重中之重。

汽车工业是我国国民经济的支柱产业，具有工程背景强、科技水平高和多学科交叉等特点。汽车类专业的人才培养更应该重视工程实践能力、应用创新能力及国际视野的训练和培养。当前汽车产业正在发生以“电动化、智能化、网联化和共享化”为引领的颠覆性变革，进一步加剧了对高素质交叉复合型和应用创新型专业人才培养的迫切需求。鉴于此，深化汽车类专业的高等工程教育改革，建立新形势下面向高层次应用创新型人才培养的汽车类专业人才实践教学体系，对服务国家汽车产业的转型升级具有重要意义。

本文以深圳技术大学为例，针对当前汽车类专业实践的人才培养目标不能满足新工科适应未来工程需求的高素质应用创新型人才培养要求，以及专业实践教学体系在培养学生工程意识、创新思维、国际视野和实践能力等方面存在的不足，开展新工科背景下汽车类专业人才实践培养模式探究。

一、当前汽车类专业人才实践培养存在的问题

（一）实践教学内容不能满足新工科适应未来工程需求的应用创新型人才培养要求

目前，国内高校汽车类专业的实践教学方案设计，多数仍基于传统学科的工程基础课程、专业基础课程和专业核心课程知识体系构建。实践教学内容中机械、力学和电学等传统基础性课程实验比重过大，专业课程实践比重偏小；专业课程实践多数停留于传统车辆结构（发动机、底盘）和性能评价等基础层面，且内容老旧、单一，侧重于理论知识的验证，不符合产业发展需要和企业实际需求。随着“电动化、智能化、网联化、共享化及轻量化”等汽车产业变革和新技术的发展，原有的实践教学方案和内容与新工科所倡导要面向“行业发展方向”“技术发展动态”“产业技术需求”等要求渐行渐远，对于学生适应汽车工业未来工程技术需求和产业实际的实践能力培养越发不足。

（二）实践培养模式和方法不能满足新工科工程实践能力强、创新能力强和具备国际竞争力的人才培养目标

汽车类专业原有的实践教学主要为理论教学服务，在课时安排上，实践环节课时比重远低于理论课时；在实践方式上，实践方案多已提前设计好，内容固定、步骤统一及结果一致，学生只是按部就班地被动操作，无法有效培养其工程意识、创新思维及独立从事实践工作的能力。同时，多数高校对新工科背景下的人才培养目标定位不清，校企合作流于形式，学生到企业大多是简单体验和参观，未能真正参与到企业的工程和生产实际，更很少有参与产学研合作项目的机会，造成很多学生步入社会后无法胜任实际工程问题。此外，工科人才的培养考评理科化，对学生学习过程和实践环节的考核不足，大多课程依靠终结性试卷考核，导致学生考前突击学习，重短时记忆而不重理解，重实践报告撰写而不重实践过程，存在工程实践能力不足等问题，不利于学生实际工程技术素养和创新实践能力的培养。对教师实践教学环节的评价薄弱，主要依靠固定模式的期末学生打分，甚至只局限于课堂教学评价而忽视实践教学评价，不利于实践教学内容和方法的持续改进。

（三）专业教材、师资配置及其他教学资源不能满足新工科服务产业需求、多学科交叉融合的人才培养需要

面对汽车产业的颠覆性技术变革，目前市面上的教材仍以车辆工程、汽车服务工程和载运工具运用工程等专业的传统教材为主，不能满足汽车技术“新四化”（电动化、智能化、网联化及共享化）背景下对新能源、大数据、智能网联和智能控制等新兴领域、多学科交叉融合的实际专业教材需求，新技术、新领域相关的实践教学资源更为匮乏。同时，多数高校汽车类专业的师资力量来源仍主要为机械工程（车辆工程）、能源与动力工程（内燃机）和机械电子等传统学科，很多教师无法胜任新能源汽车、智能网联汽车和汽车产业智慧服务等新专业方向相关课程的理论和实践教学。

二、汽车类专业新工科人才实践培养举措

本文以深圳技术大学为例，开展新工科背景下汽车类专业人才实践培养模式探究。深圳技术大学是广东省和深圳市高起点、高水平和高标准建设的一所全新的应用型本科。学校充分借鉴和引进德国、瑞士等发达国家一流技术大学先进的办学经验，致力于培养本科及以上层次具有国际视野、工匠精神和创新创业能力的高水平工程师、设计师等高素质应用型人才。目前学校的汽车类本科专业有车辆工程和汽车服务工程。学校汽车类专业坚持“学生中心、成果导向和持续改进”的专业建设质量观，紧密围绕新工科专业的人才培养目标、内涵和要求，实施以“宽口径、厚基础和重实践”为特征的人才实践能力培养，相关的实践教学工作举措与特色如下。

（一）产业导向的实践教学内容

为将学生培养为“宽口径+小专精”的新型复合型应用技术人才，汽车类专业实行“学科大类基础教学+专业特色方向教学”的教学方案设计。在本科前两年不区分专业，按照机械、力学、电子、控制和信息等相关知识体系将传统课程整合为学科大类基础课程模块，倡导将汽车及其子系统作为基础课程实践的载体。自大三开始，实行专业特色方向培养，专业方向设置紧密围绕汽车产业的发展方向和企业技术需求。深圳技术大学汽车类专业的特色培养方向设置如图1 所示。以汽车服务工程专业为例，主要培养从事汽车智能诊断系统开发、汽车智能维保与测试装备开发、汽车大数据管理和汽车市场策划与营销等新兴领域技术与管理的高层次专门人才。其中，汽车技术装备与标准方向在2019 年与深圳市京鼎工业技术股份有限公司成立“京鼎班”。“京鼎班”课程由专业与企业共同制定，企业工程师参与授课，并依托企业平台开展课程实践。具体课程方面，以行业认知课程为例，围绕汽车产业的发展方向和关键技术领域设计课程专题，邀请企业资深工程师或行业专家以讲座形式授课，配套认知实践也完全在企业进行。

图1 汽车类专业特色培养方向设置

（二）多维度的实践教学体系

为实现工程实践能力强、创新能力强和具备国际竞争力的高素质复合型“新工科”人才培养目标，着力构建“教师与学生、学校与企业、教学与科研、课内与课外及国内与国外”相结合的多维度实践教学体系，如图2 所示。多维度实践教学体系包含5 个层面：第一是校内课堂实践，包括实验、实训、课程设计和毕业设计等；第二是企业工程实践，包括企业实习、生产实践和项目实践等；第三是教师科研项目实践，包括科学研究项目、产学研项目和企业合作项目等；第四是科技创新实践活动，包括创新创业项目、科技创新竞赛和科技文化活动等；第五是国际交流实践活动，包括交换学习、联合培养和学术交流等。

图2 多维度的实践教学体系

以上5 个层面将学生工程实践能力、创新能力及国际竞争力的培养贯穿融合于专业实践培养体系。课内实践方面，倡导教师将科研成果转化为课堂实践项目，学生参与实践项目设计，实践内容结合工程实际，并增加综合创新实践项目比例。企业实践方面，充分利用企业实践资源和人员工程经验，通过与比亚迪、蔚来和法雷奥等合作企业共建实践基地和联合实验室、建立企业导师制度及加强产学研合作等形式，深化校企协同育人机制和企业工程实践内涵。教师科研项目实践方面，通过创新实践项目类课程、研究生助教等方式引导教师吸收本科生加入项目研究，做到科研与教学互相支撑、反哺。科技创新实践活动方面，通过科研成果、竞赛获奖等学分兑换的形式，鼓励和组织学生参加大学生方程式汽车大赛、智能汽车大赛、交通科技大赛、“互联网+大赛”及各类创新创业项目，多层次、多渠道地提升学生工程实践能力和创新创业能力。国际交流实践活动方面，通过与德国、瑞士合作高校开展冬/夏令营交流、国际周交流、共建实践课程、学生短期交换培养和联合培养等形式，有效提升学生的国际视野和国际竞争力。疫情期间，国际交流活动主要通过线上形式进行。

（三）多元化的实践教学组织形式

为确保多维度实践教学体系的有效实施，汽车类专业从多角度、多层面创新实践教学组织形式。在人才培养方案中，实践教学累积学时占总学时的比例约45.3%，其中纯实践课程的学时比例约26.24%，有效保证实践教学“量”的充足。在传统春季和秋季学期设置的基础上，增设1 个月的夏季小学期，专门用于安排长时间、集中性实践，内容包括汽车领域工程软件专题训练、综合性创新实践项目和国际交流实践等。同时，大学期中的第6 学期连接1 个小学期，安排学生不低于7 个月的企业深度实习。在课堂教学规模方面倡导小班制教学，理论课和实践课的学生规模分别控制在30 人和20人左右，保证师生的充分交流和学习指导。在教学方式上倡导“学生为主体、老师为引导”，通过“翻转课堂”“启发式教学”“问题法教学”等形式创新，激发学生主动性和学习兴趣。

作为一个实践与创新并重的学科，汽车类专业按照学生的知识能力提升规律，构建了包含行业认知、驾驶实习、工程技能实训、专业实习、实验室创新实践、企业实习和毕业设计等纯实践课程的、由低到高递进式的创新实践能力培养体系。以实验室创新实践课程为例，课程分四个学期开展，难度由初级到高级，内容上课程设计类项目、教师科研项目和赛车开发项目等多形式并行，要求学生以专业知识为基础、自主探索未知结果及实施过程，包括实验过程设计、实验装置搭建、实验规律揭示和实验报告撰写等，从而培养学生的工程意识及实践能力。实践课程的内容安排强调“以学生为中心”，并尊重学生的兴趣选择。以笔者所教的汽车学课程为例，针对传统汽车结构拆装枯燥乏味、实践教学效果差的问题，积极引入汽车各总成的虚拟结构设计装配实践项目，通过虚拟和现实相结合的形式，大大提高了学生的实践兴趣和学习效果。此外，汽车类专业坚持产出导向，出台针对各类科研成果、竞赛获奖和技能证书等的学分认定或课程免修细则，激励学生参与各类创新实践活动，并积极取得成果。

（四）基于形成性的实践教学考评

针对传统工科专业人才培养考评的理科化问题，汽车类专业积极倡导基于形成性的实践教学考评。实践教学考评包括对学生实践过程的考核和对教师实践教学效果的评价两个方面。对学生实行全程式多元化的考核模式，学生课程综合成绩由多阶段、多种形式的考核形成，弱化期末成绩比重，加强过程性考核，达到对学生知识、能力和素质等全方位综合考核的目的。以笔者所教的汽车学课程为例，整个成绩构成包括：期末成绩30%、随堂测验10%、考勤与课堂表现10%、课后作业10%、综合实践作业10%及课程实验30%。其中，综合实践作业设置贴合工程实际的设计性或测算性课题，需要学生结合几个阶段的学习知识，并利用相关软件工具完成。课程实验考核除了实验报告计分外，还包含实验预习情况、实验操作与完成情况和实验态度与表现记录等环节计分。专门建立针对课程实践环节和纯实践课程的教学评价，评价内容包含实践教学内容与方案、实践教学准备、实践教学效果及实践教师等多个方面，参评人员包括学生、专业骨干教师和外校或企业专家，要求教师根据评价结果对实践教学的内容、方法和模式等进行持续改进。

（五）多方协同的实践教学资源建设

课程资源是实现实践教学目标的媒介。在汽车产业“新四化”的发展背景下，汽车类专业围绕相关特色培养方向，协同多方条件革新和丰富实践教学资源。一方面，借助新学校建设的契机，汽车类专业在软硬件设备的购置过程中，要求同时包含对设备配套实践教学案例的要求。如2019 年增置的新能源汽车理虚实一体化仿真试验系统，里边包含大量新能源汽车“三电”教学案例。另一方面，充分利用合作企业、行业协会等的实践资源和人员经验，通过实践基地建设、联合实验室建设、联合出版教材和联合授课等形式，共同开发配套实践教学项目。同时，专业还利用校内外的各类项目，如学校实验室创新基金、实验室自制仪器设备项目和大学生创新基金等，通过师生共同参与的形式开发实践教学资源。以笔者主持的学校实验室自制仪器设备项目——“面向应用创新实践的智能电动小车原型系统”为例，在带领学生开发无人智能电动小车原型系统的同时，建设了一系列设计开发性的课程综合实践教学案例。

（六）多学科交叉的师资队伍

在汽车产业颠覆性技术变革环境下，为适应对新技术、新领域多学科交叉型人才培养的需要，汽车类专业根据课程培养体系和学科发展需求，通过引培结合的方式优化专业师资配置。围绕新能源汽车、智能网联汽车及汽车产业智慧服务等新专业方向的人才培养需求，一方面，对车辆工程、机械工程和材料工程等汽车类专业传统师资进行培育引导；另一方面，积极从国内外知名大学、科研机构和企业引进系统设计工程、控制工程、电子电气工程和信息通信等领域内具有一定经验的高层次人才，力求建设一支结构优化、学缘合理及多学科交叉，且具有工程技术经验的高素质师资队伍。此外，为解决办学初期的师资短缺问题，专业积极从外校和企业聘请具有深厚经验的人员联合授课。

三、结束语

汽车工业是我国国民经济的支柱产业，相关学科专业的人才培养极其重视应用创新实践。本文以新工科为背景，针对汽车产业技术变革形势下汽车类专业人才的实践能力培养存在的问题进行总结，包括实践教学内容、实践教学体系、实践教学资源和师资配置等方面相对新工科人才培养目标和要求存在的不足。以深圳技术大学为例，针对新工科背景下汽车类专业人才实践培养模式进行探究。坚持“学生中心、成果导向和持续改进”的专业建设质量观，紧密围绕新工科专业的人才培养目标、内涵和要求，实施以“宽口径、厚基础和重实践”为特征的人才实践能力培养，包括产业导向的实践教学内容设计、多维度的实践教学体系构建、多元化的实践教学组织形式、基于形成性的实践教学考评、多方协同的实践教学资源建设和多学科交叉的师资队伍配置等，以促进新工科背景下工程实践能力强、创新能力强及具备国际竞争力的汽车产业人才培养。