新能源汽车课程建设探索

张卫　王宁宁　李进　许自立

摘 要：为满足新能源汽车行业对专业人才提出的新要求，国内各大高校车辆工程专业纷纷开设了新能源汽车相关课程。本文聚焦新工科背景下新能源汽车行业发展及其对人才需求的特点，立足学校建设高水平应用型本科院校目标，对新能源汽车课程设建设进行研究，分析了新能源汽车课程建设存在的主要问题并给出了相应的解决方案。

关键词：新工科 应用型本科院校 新能源汽车 课程建设

1 前言

面对能源和环境污染问题，传统汽车将逐渐向新能源汽车转型。以传统汽车技术为背景的知识结构已不能满足新能源汽车汽车产业对人才的需求，为满足汽车行业对人才提出的新要求，高校汽车类人才培养内容正逐步由“传统汽车”、“机械化”、“自动化”向“新能源”、“电控化”、“智能化”转变，以进一步满足行业对于毕业生知识储备与专业技术的动态需求，为相关汽车制造企业提供高素质的专业技术人才[1]。

在新工科背景下，应用型本科院校车辆工程专业进行新能源汽车课程建设，是响应国家节能减排号召，顺应市场需求的必然结果。为此，安徽科技学院在车辆工程专业开设《新能源汽车》课程。课程主要内容包括新能源汽车发展概况，动力电池、驱动电机、控制技术等关键技术，以及纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车的组成、原理及设计要点等。新能源汽车是一个多学科交叉融合的产物，随着技术的进步，必将有更多的新知识、新技术融入进来[2]。现有教材和教学内容普遍存在课程内容陈旧，理论课程比重过大、挑战度低，实践环节少，实践方式单一等问题。为解决上述问题，必须针对经济社会发展的需要，把握行业发展方向及其对人才的需求，抓住新工科建设契机，满足专业人才培养目标需求，反应高校人才培养特色，突出高校办学优势，有目的有针对性的对新能源汽车课程进行改革。

2 教学内容的改革与更新

新能源汽车作为车辆工程专业专业教育课程模块的组成部分，具有典型的新工科特征，其课程设置目标是向车辆工程专业学生提供在新能源汽车领域发展不可或缺的专业知识、理论、方法和技术，培养学生解决新能源汽车领域复杂工程问题的能力。课程建设的核心是根据上述目标选择课程教学内容，以保证分解细化到该课程的人才培养标准的最终落实。

新能源汽车是紧跟新能源汽车领域前沿技术的新课程，新能源汽车技术近年来不断取得新的进展，而现有教材更新速度较为缓慢，教材内容与新能源汽车技术和行业发展存在脱节现象。在新工科建设和应用型本科院校建设背景下，新能源汽车课程改革和建设必须紧跟新能源汽车行业发展。不断做好课程教学内容的改革和更新。

2.1 教学内容的改革

新能源汽车包含的知识面更广，涵盖了车辆工程、仪器仪表与自动化、电子与信息技术、交通科学与工程、电化学与热力学、人工智能与控制等学科，具有显著的多学科交叉融合特征。这一特征使得该方向可以选择的教学内容大幅度上升，而与此相对应是现有学时的局限性，因此如何在有限的学时内合理选择教学内容是新能源汽车课程建设必须解决的问题。

新能源汽车教学内容改革首先要合理选择教学内容，重点应解决好以下问题：

（1）相对稳定和长期有效性

相对稳定性是指课程内容应选择那些不易老化和长期有效的部分以便在学生毕业后5年达到学校人才培养目标过程中较长时间内发挥作用。长期有效性是指所选择的知识、理论和方法对于学生成长成才来说是基本的、必不可少的那些基本原理、规律和技能。

（2）应用性和实践性

应用性和实践性要求既是新工科专业的属性特征也是应用型院校人才培养的目标。应用型本科院校培养的应用型人才强调知识应用型，因此，课程所提供的教学内容应包含新能源汽车的关键技术及其相关理论知识，以便在解决实际复杂工程问题中得到有效的应用。为达到上述目的，学生还需要获得解决问题的思路、方法、手段、途径等方面能力的提升，这就需要课程内容能够与工程实践有机结合，能够支持、推动和指导实践活动的展开。

（3）体现行业的前沿性

新能源汽车主干课程的核心内容既要系统的介绍新能源汽车成熟的基本原理、方法和技术，还要包括相关内容的最新进展，也就是要具有一定的前沿性，能够有效拓展学生的视野，激发学生浓厚的学习兴趣。因此，所选内容必须包含新能源汽车行业及其相关学科的前沿知识、最新成果和未来发展方向。如“三电”关键前沿技术、新能源汽车智能化、网联化技术、轻量化技术等。

2.2 教学内容的更新

新一轮科技革命与产业变革推动了新工科建设需求，新工科专业主要是针对新兴产业的专业，是对传统工科专业的升级改造，是面对未来新兴产业和新经济培养实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才的专业。因此，必须不断更新教学内容以满足新技术、新产业、新模式、新业态的发展变化。

新能源汽车必须根据新能源汽车行业发展和相关学科前沿技术不断更新知识体系并建立与之相应的更新机制。教学内容的更新主要基于以下三个方面：

（1）对现有教学内容的更新

對现有教学内容的更新要根据新能源汽车原理、理论知识发展情况予以区分：将已经成熟的基本原理和基本理论作为课程主要内容要求学生系统深入学习和掌握；对于仍在发展的相对比较成熟的部分作为课程要求学生通过查找阅读相关资料进一步深入学习研究的前沿动态；对于仍处于研究阶段的热点领域可以作为课程研讨内容，培养学生研究和创新能力。

（2）对专业发展变化的更新

应将车辆工程专业自身发展变化内容和交叉学科发展方向的变化及时地反映到课程教学内容当中，按照新工科专业课程教学内容特点要求，首先根据新能源汽车行业组织研究报告和政府有关部制定的产业发展规划确定新能源汽车方向产业和相关学科的变化趋势获取课程可供更新的教学内容，而后从中优选部分内容更新到课程教学内容中去。

（3）对行业人才培养要求变化的更新

新能源汽车行业对于专业人才培养要求的变化需要按照新工科专业人才培养思路，通过调整课程大纲，改革课程内容，采用自顶向下的方式将这些变化落实到新能源汽车课程目标中并对课程相关的教学内容按照前述原则进行更新。

3 课程建设主要问题及解决方案

新能源汽车课程建设的重点应该围绕新工科背景下应用型本科院校车辆工程专业课程建设的主要问题展开。分析安徽科技学院及相关院校车辆工程专业现状，在课程建设方面普遍存在以下几个方面的问题：

一是在现有车辆工程专业有限学时内通过增加一至两门课程的方式反映其受新能源汽车行业发展及其相关学科的影响，无法真正做到与其他学科课程的交叉融合；二是在有限学时内，课时量严重不足，课程内容人为分割到不同的专业课程中，学生无法进行系统深入的学习；三是课程教学效果与课程目标特别是新能源汽车行业企业的需求差距较大；四是课程挑战度不够，课程难度低，学生缺乏学习兴趣和动力；五是课程教学内容缺乏与实践教学环节的密切结合，特别是与工程实际问题的结合，对学生解决复杂工程问题能力及创新能力培养不足；六是课程实验、实训教学方式单一，现代技术如虚拟仿真技术应用不足甚至缺乏。

以上几方面的问题可以分别通过课程的交叉融合建设、综合化建设、项目化建设、挑战度提升建设、应用性和实践性建设以及创新课程实验实训方式等加以解决[3]。

（1）课程内容的交叉融合建设

新能源汽车课程具有显著的多学科交叉融合特征。新能源汽车涉及电力电子、电机、控制、化学、材料、电气、电子、机械等多个学科领域[4]。交叉融合并不是把相关学科专业的内容进行简单的拼凑和叠加，而是需要对相关学科专业知识内容进行有机的交叉、渗透、融合从而开发出全新的课程。应用型大学车辆工程专业新能源汽车课程建设，应该在现有车辆工程专业课程基础上融入、改造、转型、升级新能源汽车领域所需要的各种新知识、新理论、新方法和新技术等，将原有课程与其他学科专业的课程进行相应的交叉融合。

（2）课程的综合化建设

新工科背景下车辆工程专业新能源汽车课程建设需要重视课程的综合化建设，这也是应用型本科院校课程建设和改革的重点。综合化建设是将解决新能源汽车行业工程问题所需的知识、原理、方法和技术等内容整合到一门综合性的课程——新能源汽车中去，通过该课程的学习让学生掌握必要知识和方法，获得解决新能源汽车领域复杂工程问题的能力。新能源汽车课程综合化建设可以通过将原有相互关联的多门课程通过相互渗透融合后综合成一门课程，如现有车辆工程专业核心课程中汽车构造、汽车理论、汽车电子与电器、汽车实验学等课程中关于新能源汽车部分的内容整合到新能源汽车中，课程内容将不再存在人为分割现象，使学生通过一门课程的系统深入学习来掌握和获得解决新能源汽车领域复杂工程问题的知识和能力。

（3）课程的项目化建设

项目化建设是将课程以项目为基础进行建设，以解决实际问题为导向，学生通过基于问题、案例和项目的研究性学习，获得多学科知识，培养解决复杂工程问题的能力，从而提高自身素质。课程的项目化建设应该成为新工科背景下应用型大学课程建设的重点之一。新能源汽车课程承担着专业教育任务，更应该注重课程的项目化建设。事实上，项目是复杂工程问题的载体，因此，通过课程的项目化建设，能够在完成项目的过程中实现课程培养学生工程能力和综合素质的目标。课程项目化的关键在于项目的选择，课程的工程或企业实际项目化对教师工程实践经历和复杂工程问题解决能力提出了新的更高的要求，因此，该课程所有授课教师均应为双师型教师。

（4） 提高课程挑战度

课程挑战性是指学生学习的时间精力投入和努力程度以及完成该课程的难易程度，课程挑战性的难度也就是课程挑战度。提高新能源汽车课程的挑战度是新工科建设和应用型本科院校课程建设需要重点考虑的又一项内容。提高课程挑战度意义在于激起学生不甘落后勇于挑战的勇气，从而调动学生学习的积极性和主动性，提高学生自主学习能力，使其获得综合运用多学科知识解决复杂工程问题的能力和合作创新能力。课程挑战度的提高可以从增加前沿性、综合性、研究性和开放性内容等方面着手。

（5）课程应用性和实践性建设

应用型本科车辆工程专业需要着重加强动手应用能力与工程实践能力，因此在教学内容方面，单纯的理论知识讲授不能满足学生教学目标[5]。新能源汽车课程建设需要重视课程的应用性和实践性，这是新工科建设和高水平应用型本科院校共同的要求。现阶段应用型高校开设的新能源汽车课程普遍缺乏来自新能源汽车行业的实际工程问题，这使得课程缺乏应用性；同时，学生在学校解决工程问题和在新能源汽车行业企业解决问题实际问题也有差距，这就使得课程缺乏实践性。长期以来的重理论轻实践直接导致了学生在解决复杂工程实际问题方面的能力不足，更无从谈解决问题的创新能力。提高课程内容的应用性和实践性，应注重新能源汽车理论课程与应用实践相结合；课程项目化建设及授课案例注重采用来自新能源汽车行业的实际真实项目、工程问题和案例；加强校企合作实训基地建设，使学生在更加真实的环境下开展工程实践活动。

（6）创新课程实验实训方式

实验实训教学是大学人才培养的重要环节，通过实验实训教学的各项环节，能够提高学生的综合素质，培养学生的创新精神和创新能力，从而达到培养“适应社会需要的复合型应用型人才”的培养目标。虚拟仿真以仿真的方式给用户创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维虚拟世界，能够完成在传统实验室不可能完成的实验实训任务，具有真实感强、操作方便，容易维护、成本低、效率高，危险系数低等优点，能够提高学生的学习兴趣，激发学生的学习潜能。新工科建设和高水平应用型本科院校建设背景下的新能源汽车课程建设，应该注重与企业合作，搭建具有开放性、共享性、拓展性、兼容性和前瞻性的虚拟仿真实验教学平台。

4 结语

新工科建设是新工业革命对传统工科人才培养模式提出的变革需求，在节能和环保双重压力下，传统燃油汽车必将被新能源汽车取代，在此背景下，应用型本科院校车辆工程专业必须利用新能源汽车方向最前沿科学技术，积极进行教育教学研究和改革实践，将新能源汽车产业和技术的最新发展方向、行业对人才培养的最新要求引入到教学过程中，通过新能源汽车课程建设，推动更新教学内容，完善课程体系，形成能够满足行业发展需要的的课程教案和教改方案，才能让车辆工程专业焕发新的生机。

基金项目：2021年教育部产学合作协同育人项目202102497003；2022年教育部产学合作协同育人项目221003122121734；安徽科技學院教学研究项目X202036；安徽科技学院虚拟仿真实验教学课程Xj2021060；安徽科技学院“四新”研究与改革实践项目Xj2022013；安徽科技学院校级重点质量工程项目（项目编号：821055）。

参考文献：

[1]汪莉，吴迪，卢剑伟. 面向行业需求发展的车辆工程专业课程体系建设——以合肥工业大学为例 [J]. 合肥工业大学学报：社会科学版，2018，32（4）：5.

[2]方玉娟，魏代礼. 应用型本科院校新能源汽车课程教学模式探究 [J]. 汽车实用技术，2020，（8）：2.

[3]林健. 新工科专业课程体系改革和课程建设 [J]. 高等工程教育研究，2020，（9）：1.

[4]李勇. 新能源汽车概论课程教学模式探索与实践 [J]. 科教导刊，2018，000（008）： 89-90.

[5]徐文博，常成. 应用型本科车辆工程专业新能源汽车技术课程教学研究 [J]. 河北农机，2020，（10）：2.