新工科背景下车辆工程专业课程教学模式改革探究

一、研究背景及意义

在新一轮科技革命来临之际，我国高等工程教育站在新的出发点，面临新形势和新变革，因此有必要发展新工科，助力国家实现“中国制造2025”。

汽车行业作为“中国制造”向“中国创造”转型升级的重要行业，在新一轮技术革新之中，必须保证能够快速稳定地发展，“治国经邦，人才为急”，高端人才是完成此项任务的关键。作为人才输送基地的高校必须承担起为社会输送一大批车辆工程专业领域相关的、具有扎实理论基础、创新思维、卓越实践能力的高素质人才的责任。

在新工科背景下，培养多元化、具有创新思维、卓越实践能力人才，是教育部以及社会对高校培育目标的要求。车辆工程作为典型的工科行业，融合了电器、机械、材料、艺术等多方面学科知识，具有多学科融合、强调实践动手能力、需求创新创造等特点。但是传统的车辆专业教学模式已经跟不上日新月异变化的汽车行业的要求，因此，有必要对车辆工程传统的教学模式进行调整和变革。

本文主要从车辆工程专业课程的教学改革为着力点，具体探究新工科背景下高校教育改革的方向以及具体实施措施，以培养出能够适应国际竞争新形势，满足国家发展新战略的具有扎实理论基础、创新性思维、实践动手能力、能够解决实际工程问题的综合素质型人才。

二、车辆工程专业课程教学现存问题

1.课程体系编排不合理

1.1课程安排时间不合理

车辆工程的核心专业课程主要有《汽车构造》、《汽车理论》、《汽车设计》这三门，一般分别安排在本科生三年级上学期、三年级下学期、以及四年级上学期。这样的课程安排设计主要是考虑到三门核心专业课之间的递进关系。但是，该课程安排体系没有考虑到学生的具体实际情况。在本科生四年级，该学年的成绩已经和任何评奖评优都没有关联，加上大部分学生都处于找工作、考研、考公阶段，这个时候较少同学会认真学习专业课知识，甚至部分学生的课堂正常出勤都难以保证，导致《汽车设计》这门专业核心课程的开设形如虚设，这种情形会使得学生的专业课程体系不系统。此外，在本科生前两年都没有接触相关专业课知识，而在本科生三年级一个学年中，学生在完成专业核心课学习的同时还需要学习材料、电控、液压、振动分析、控制理论等晦涩难懂的理论知识，学生难以在短时间内接收巨大的信息量，会导致学生疲于大量的课程学习，使得每门课程学习的都不够深入，较难在课堂理论学习的基础上进行思维扩散和开发式研究。

1.2实践安排不合理

车辆工程专业的实践教学主要有课程实验、工厂实训、课程设计以及毕业设计等内容，但是课程实验与课程教学之间存在较大的时间，较难实现巩固理论教学的作用;工厂实训的内容较为落后，一般较少能够接触到前沿科技，且由于实验设备较少的限制，一般对学生采取分组合作的形式进行实训，较难保证每个人的实训效果，对日后进入企业工作的帮助不大;现有的课程设计还停留在二维纸质图纸绘制层面，没有物化性成果的输出，学生的动手能力和计算机相关软件使用能力没有得到培养，不能和社会需求相契合;此外，在本科生四年的整个实践培养体系中，结合当地车企的生产制造工艺的工程实践的内容较少;整个实践包含的多个环节之间相互独立，不成体系;实践教学中学生缺少能够一脉相承的任务载体，致使他们在读期间较难实现完成整体式的项目任务，仅仅只能理论验证、零件结构复刻或零散化的设计，导致学生较难有深刻的工程实践获得感，无法深刻理解专业标准与职业要求的真正内涵。

2.教学内容前瞻性不强

前瞻性指的是往远看、往前看的特性，在发展势头迅猛，新科技、新材料、新技术如雨后春笋般不断涌现的汽车行业，高校需要培养出具有前瞻性思维的人才，以引领汽车行业技术不断向前迈进。但是，现在的教学内容较为传统，主要体现在以下几方面：

2.1专业课教材内容老化

据调查，现如今的车辆专业课程使用的教材所展现出来的技术远远落实后社会目前应用的技术，仅仅能够体现出汽车最基础的构造原理以及各零部件之间的连接关系。在课本中基本不涉及行业领域的前沿性技术，学生不能在课堂中了解行业现有高新技术以及行业发展方向。学生疲于应付枯燥落后的技术，在课后，能够主动了解相关前沿技术的人才甚少。当下较为热门的智能驾驶领域在本科生专业课程体系中却几乎不涉及。这十分不利于培养符合社会需求的人才，学生在校内学习到的汽车结构系统完全落后于市场研究内容，需要企业在学生入职后重新培养，高校培育人才的职能大幅削弱。

2.2实验设备落后

大部分高校的车辆专业实验装备均过于陈旧和落后，甚至许多实验设备已经年久失修，成为不能运转的“空壳子”，仅能供学生了解其外观构型。这些实验设备远远落后于现在企业生产出的产品，不仅不会对学生识别汽车部件结构设备带来积极影响，甚至会由于故固有印象使得学生面对现有设备更加迷茫，不仅不利于学生就业后能力的再塑造，也不利于完成相关校企合作项目。

2.3教学模式固化

车辆工程专业课程的教学模式和其他课程的教学模式基本统一，形成固化的教学模板。基本上都是书本知识讲解以及观看具体汽车结构的图片和介绍汽车零部件制造或工作视频以增强学生对汽车零部件结构的可视化。在其他课程的传授上，这套模式似乎没有什么问题，但是在车辆工程专业课程的教学上，这样固化的教学模式存在重大的弊端。车辆工程作为研究汽车的一个多学科交叉融合的复合型专业，其教学内容涉及的知识面广度、理论性强度、综合性程度、系统化程度都是大部分学科所难以企及的，因此这门学科采取传统的教学模式会使得学生较难接收教师传授的知识，尤其在现在教学学时普遍大幅缩减，学生学习主动性不足情况下，学生对专业课的课程知识学习会停留在抱着书本在课堂上听着教师传授晦涩难懂的知识以及在考试前夕通宵达旦的死记硬背上。

对重视实践动手能力的车辆工程来说，实验课是教学环节中必不可少的一环，但是由于实验设备的落后，师资力量与学生需求的严重失衡，实验课基本流于形式，转化成观摩与实验报告结合的教学模式，对学生的实践动手能力没有一点培养。

2.4课程考核体系设置不合理

现有的车辆专科课程考核体系与其他基础课程的考核体系没有区分度，基本上均采用实验成绩、平时表现和期末理论考试成绩的综合，且一般都是期末理论成绩占据重要地位，但是对于重视创新性思维、实操能力的车辆专业课程，该课程考核体系完全不具有培养该方面能力人才的功能。现有的课程考核体系对学生学习专业课的导向不正确：学生为了获得高分，在期末死记硬背书本理论知识，忽略过程性探究学习，不注重培养自身的实践能力，专业课程学习的走马观花，浮于表面，难以理论联系实际，进行深入改进创造。

此外，现有的课程考核体系不能对学生进行全方面的考察，不利于培养综合型人才。

2.5实践教学管理机制不合理

国家对高校的试验基地较为重视，在此方面投入了大量的财力物力，但是，由于不科学的实践教学管理机制，此部分资源被大量浪费。现有的供学生参观的实验设备较为老化，先进的实验设备学生难以接触到，即使在实验课短暂的随实验教师参观，课后也较难联系到负责人进行再次学习，在无人指导的情况下，学生更难使用前沿设备。学院没有设专门的前沿科技实验指导团队，没有设定实验设备具体负责人，在一些校企合作项目中，产业系统和教育资源较难实现在学生层面的共享。校园的实践资源没有得到有效的管理，实践教学资源没有得到有效的整合。

三、多维度推进教学改革

针对新工科背景下车辆工程专业课程在我国高等教育中存在的问题，本文从多维度提出了以下几点解决方案：

1.重构适应社会需求的专业课程体系

高校培养的人才最终是要输送到社会，专业课程体系的构建必须以社会需求为导向。在新工科背景下，当代人才必须具有扎实的理论功底、创新性思维以及卓越的实践动手能力。因此，专业课程体系的构建需要将理论知识和实践能力培养结合在一起，且需要合理安排课程时间，在本科一年级和本科二年级就需要向学生渗透专业思想，将本科四年级的专业课程提前，纳入到与评奖评优挂钩的考核体系中，以提高该门课程的重视度。

2.构建全过程考核体系，重视过程教学

将传统的考核体系改成全过程考核体系有利于激发学生的创新性思维。我们将该学习过程划分为前期、中期和后期三个阶段。前期主要考核学生对理论基础的学习情况，中期检查学生的动手能力，后期考核学生理论联系实践，物化成果的能力。主要通过作业完成、课堂表现、实践动手能力、物化成果、风采展示等环节进行考核，充分调动学生的积极性，培养学生多方面能力。

此外，还可以构建体现学生差异性评价标准。在课程开始之前，考察学生对专业课程的了解程度，在学生原有基础上进行分类指导拔高，这样既不会出现“揠苗助长”也不会忽略对优秀人才的培养，能够达到因材施教的效果。

3.构建虚拟仿真实验平台，增强教学可视化程度

汽车虚拟仿真实验室平台是一种融合了互动硬件设备的、借助于多媒体对汽车各个零部件进行较为真实模拟仿真的虚拟现实技术实验平台。该虚拟仿真实践平台的构建，可以将书本上枯燥、晦涩难懂的的公式、图片、结构可视化，增强学生对理论知识的理解，对汽车结构的认知，进而提升学生的实践操作能力。

4.借助人工智能提升教学多元性

随着现代化信息技术强势渗透，人工智能的智慧教育系统发展越发成熟，对专业课程教学的多元化具有重要的促进作用。系统能够针对使用者的学习进度等为学生推荐相应的的学习资源。该系统的构建能够帮助学生实现异步网络课堂，使学生学习的时间和地点更加灵活。智慧教育系统可以挖掘重要的知识点和知识结构，跟踪学生的学习进度与学习成果并及时反馈进而提升学生学习的效率。此外，智能教育系统通过虚拟现实技术系统还能够解决车辆工程专业实践能力较难考核的问题。

5.依托学科竞赛，完成工程实践

重视车辆工程方向的竞赛，以专业竞赛为依托进行专业课程的实践教学，是培养新工科背景下高素质人才的重要手段。学生在竞赛中会处于主动研发状态，能够极大程度地调动学生的积极性，培养学生的开拓性思考能力。将工程实践任务转化为学科竞赛赛题，可以极大程度的利用资源，在培养学生的同时完成工程实践项目，达成双赢的局面。

6.通过产教融合实现理论成果转化

学校应当大幅引入校企合作项目，充分利用项目促进学习，并将学生作为完成该项目的主体责任人，将提升学生的实践能力作为产教融合的目标，将任务完成程度作为考核结果，物化学生在课堂上学习到的理论知识，打好坚实的科研基础，为服务社会做好准备。

7.建立调研体系，适时调整教学模式

在完善上述举措的基础上，为了能够适时地了解实践效果，还必须建立相应的调研体系，以根据师生反馈情况适时调整完善专业课程教学模式。

该监控体系由线上调研体系和线下调研体系共同构成。在线下，可以采用课堂听课的形式了解老师在课堂上采用的教学方式，通过观察学生的反应可了解教师所讲授内容在学生之间的接受度;通过考察实践设备、实训内容、校企合作项目可以了解学生专业课学习情况以及他们实践动手能力的培养情况。在线上，可以借助网络平台增加调研的广度，广泛地了解学生的需求，由于网络调查具有匿名的特性，学生可以更加自由地讲出自身需求和感受，有利于专业课程教学模式的及时调整。此外，线上调研体系不受时间和空间的限制，能够在最大程度上发挥作用。

四、结语

学科建设是联系教学和科研的重要纽带，只有学科建设扎实，学校才能拥有较好的声誉、师资以及生源，形成学科建设的良性循环发展。但是现在车辆工程的专业课教学在我国高等教育中还存在课程体系编排不合理、教学内容前瞻性不强、教学模式固化、课程考核体系设置不合理、实践教学管理机制不合理等问题，针对这些问题，本文提出了重构适应社会需求的专业课程体系、构建全过程考核体系，重视过程教学、构建虚拟仿真实验平台，增强教学可视化程度、借助人工智能提升教学多元性、依托学科竞赛，完成工程实践、通过产教融合实现理论成果转化、建立调研体系，适时调整教学模式等举措，希望上述措施能为改进高校车辆专业课程的教学提供助力。