车辆工程专业课程体系改革研究——以山东建筑大学为例

闫法义，吴亚兰，郑忠才，沈宁

（1.山东建筑大学机电工程学院，山东济南250101；2.山东省高校机械工程创新技术重点实验室，山东济南250101；3.山东科技信息报社，山东济南250014）

车辆工程专业课程体系改革研究
——以山东建筑大学为例

闫法义1，2，吴亚兰1，2，郑忠才1，2，沈宁3

（1.山东建筑大学机电工程学院，山东济南250101；2.山东省高校机械工程创新技术重点实验室，山东济南250101；3.山东科技信息报社，山东济南250014）

高校课程体系建设是人才培养目标能否实现的基础。高校车辆工程专业现有的课程体系已不能很好地满足企业对毕业生工程能力和创新能力的要求，需要进行相对应的改革。文章以山东建筑大学车辆工程专业课程体系为例，分析了目前课程体系设置中存在的问题，阐述了课程体系改革的重要性，以学生工程能力和创新能力培养为目标，从理论课程体系和实践课程体系两个方面改革，提出了本专业理论课程和实践课程体系改革的措施，总结了课程体系改革对学生工程能力和创新能力培养的成效。

车辆工程；工程能力培养；课程体系；改革

0 引言

高校课程体系建设是人才培养目标能否实现的基础。当前，随着我国道路交通事业的快速发展，多数高等工科院校都开设了车辆工程专业，在校车辆工程专业学生人数快速增加，为我国车辆工程专业技术人员的培养提供了保证。然而，众多该类院校中，地方院校占大多数。由于师资力量、实验条件和实践平台等诸方面存在不足，课程体系设置以理论课程学习为主，实验、实习也多以演示和简单重复为主，致使该类车辆工程专业学习内容重理论、轻实践。进而，导致学生学习积极性不高、工程能力欠缺，创新能力不强，无法很好地适应现代汽车企业对毕业生实际工作能力的需要。

针对于工程能力培养的课程体系改革研究主要集中于课程体系改革的指导性主张和模式［1－3］，车辆工程专业课程体系改革的重点也是侧重于具体的课程［4－5］，对课程体系的改革研究不足。

文章针对山东建筑大学车辆工程专业课程体系存在的问题，从理论课程体系和实践课程体系两个方面，就车辆工程专业课程体系设置进行改革研究。提出了本专业理论课程和实践课程体系改革的措施，并提供了课程体系改革对学生工程能力和创新能力培养的成效。为地方高等工科院校车辆工程专业培养学生的工程能力和创新能力进行了有益的探索。

1 车辆工程专业课程体系存在的问题

泰勒把课程划分为目标、内容、组织、和评价四个基本问题，现代课程理论就是关于课程目标的确立、课程内容的选择与组织，以及评价目标达成程度的学问［6］。课程体系是人才培养方案的主要内容，是人才培养目标实施的基础，课程体系设置是否合理是学生工程能力培养目标能否实现的前提［7］。车辆工程专业课程体系改革直接决定了学生对所学课程内容的态度，完善的课程体系可使学习从要我学变为我要学。课程体系改革也最终影响到学生工程能力和创新能力的培养。另外，课程体系改革也是当前进行的各类教育改革的核心和主要内容。因此，车辆工程专业课程体系改革具有重要的意义。

当前车辆工程专业课程体系设置注重理论学习，对学生工程能力培养和创新能力培养重视不够，存在的主要问题表现如下：

（1）学生工程能力培养不足

当前，企业普遍反映学生实际工作能力不足，表现为开拓创新能力、设计与绘图能力、制造与施工等方面能力欠缺，走上工作岗位后不能尽快适应角色，不能解决实际问题，增加了企业的培养成本和时间［8］。

学生工程能力不足反映在课程体系中表现为：以汽车理论方面的专业基础课和专业课设置为主，理论课与实践课程缺乏必要的纽带。学生理论课和实践课程学习完毕之后，感觉所学理论课程空泛，实践课程似走过场，导致机械类技能不能很好地掌握，车辆类过多理论课程无法运用于生产，学生不能很好地运用所学知识解决工程实际问题。

（2）学生创新能力不强

车辆行业集成现代科技最新发展成果，是现代科技发展的集中体现。然而，原有车辆工程专业课程体系内容老化，体现行业发展水平的新知识、新装备的学习和介绍不足。创新课程开设缺乏，学生创新能力培养缺失，行业内的创新方法、创新研究不足，都严重影响了学生工程创新能力的培养。

（3）课程体系的系统性不强

课程体系的系统性是指基础课程、专业基础课程和专业课程等课程按照培养目标组成有机统一体，各类课程组成的课程群相互联系、相辅相成。基础课程为专业基础课程打下基础，专业基础课程是专业课学习的前提，同时，专业课是专业基础课的应用和深化。然而，车辆工程专业原有的课程体系系统性不强，课程之间的连续性不足，每门课程在整个培养方案中的地位、作用定位不够明确。虽然在每学期上课之初学生都拿到了课程的教学指南、教学设计和教学进度表等教学文档，但大多数学生仍然反映上课时不知道为什么开设这门课程，该课程的学习需要哪些基础知识，学完该课程有什么作用和意义。

（4）课程体系的导向性不足

车辆工程专业是隶属于机械工程一级学科的专业，从历年来的招生情况来看，大部分同学对本专业有浓厚的兴趣。学生既可以学习喜爱的专业，又能学习大机械类专业的课程，兴趣与就业结合较好。然而，从近年来教学的效果来看并非如此，学生掌握本专业的汽车理论方面的知识不够深入，与就业紧密相关的专业技能如结构设计和分析、电子控制等知识掌握不扎实。这都是课程设置没有以专业技能和就业为导向的集中体现。

针对地方高等工科院校车辆工程专业课程体系设置中存在的问题，有必要对现有的课程体系进行改革，使学生从课堂教学开始就树立职业能力观念，不断培养其工程实践能力和创新能力，把学生的注意力和积极性重新拉回课堂。

2 车辆工程专业课程总体设置

地方院校车辆工程本科专业培养目标是，培养学生掌握汽车工程领域内较系统的基础科学知识、较宽广的技术基础知识，具备汽车及其相关产品的设计、制造、电子控制、检测维修等方面所必要的专业知识及基本技能，具有较强的实践能力和创新精神，能从事汽车工程领域内设计、制造、实验、运用、研究、营销的应用型高级工程技术人才［9］。

依据车辆工程专业人才培养方案和培养目标，车辆工程专业课程包括必修的公共课、基础课、专业基础课、专业课，和供学生选修的专业选修课和公共选修课，还包括实习、实训等实践课程。

公共必修课包括思想道德修养与法律基础、马列主义毛泽东思想、计算机文化基础、体育、大学英语和形势与政策等。公共必修课和公共选修的人文社科类、经济管理类、艺术类等课程，是通识教育课程，以培养学生毕业后处理各类问题的综合能力。专业基础课包括电工电子学、计算机应用技术、机械原理、汽车构造等课程。车辆工程专业交叉学科多，专业基础课主要从机械类、车辆类等两个方面进行设置，是本专业学生学习专业技术课和实践类课程的前提，也是学生从事车辆专业设计、制造、控制、实验和营销等工作的基础。专业课主要培养学生的专业能力，包括汽车电子技术、汽车发动机原理、汽车理论等必修课和汽车实验学、汽车空气动力学和汽车CAE技术等选修课。

专业集中实践教学环节课程，按照实训、实习、课程设计和毕业设计几个大类设置。实训包括机械制图测绘周、汽车发动机实验周、汽车电子实验周、汽车运行实验周、汽车拆装实验周等。实习包括金工实习、汽车制造工艺学生产实习和毕业实习等。课程设计包括机械原理课程设计、机械设计课程设计、电工学课程设计、汽车设计课程设计等［10］。

3 车辆工程专业课程体系的改革

针对车辆工程专业课程体系存在的系统性不强、导向性不足以及学生工程能力和创新能力培养不足的问题，车辆工程专业课程体系的改革主要包括：理论课程体系改革和实践课程体系的改革。

3.1 理论课程体系的改革

（1）课程体系的优化与调整

原有的课程体系过分注重课堂教学，学生也是以听讲为主。教学计划安排了大量的课堂授课课时，特别是专业理论课课时过多。但应用型工科大学培养的是有工程能力和创新能力的人才，尤其应注重“知行合一”，学生应有更多自主的时间进行工程能力和创新能力的实践和锻炼。因此，将理论课程学时从原来的2480学时减少为2248学时，删减热工基础、发动机原理等与其它课程内容交叉多、理论性过强的理论课课时，增加汽车传感与检测技术等有助于培养学生工程能力的课程。相应地，实践教学则从340学时增加为360学时，实践教学学分占比从22.3%增加至32.5%。

针对课程体系的系统性不足的问题，在制定教学计划时，考虑课程间的衔接，突出课程的地位与作用。以汽车构造（发动机）的设置为例，该课程的任务是使学生对汽车发动机的基本参数、基本工作原理和总体构造以及重要机构和系统的结构与工作原理、零部件的作用等有较全面的掌握。先修课程包括机械制图、机械设计等，安排在第5学期学习，理论课学习完毕之后紧接着进行发动机拆装实验周的专业实践课程，理论与实践紧密结合，取得较好的学习效果。通过课程体系的优化和调整，课程体系的系统性和完整性得到加强。

（2）面向工程能力培养的汽车计算机辅助系统课程改革

汽车计算机辅助系统包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）和计算机辅助工程（CAE）等。计算机辅助设计、分析和制造是车辆工程专业本科生工程能力的重要方面，是学生从事该专业进行工程设计、分析的主要手段，也是学生就业的重要方向。然而，本专业学生在计算机辅助设计、分析和制造能力方面比本学院其它专业学生相对较弱。究其原因是课程设置主线不清，重点不够明确，学生学了很多计算机辅助系统的软件，但真正遇到工程问题不能快速有效地运用这些软件完成设计、结构分析、装配和制造等过程。例如，生产一个零件，如何进行三维造型，如何转化为施工图并生成加工程序在数控加工设备上制造出来。现有课程不能完整地解决这一问题。

在设置该类课程时，无需设置过多软件课程，避免贪多而一种软件也学不精的情况。围绕一门核心的汽车行业三维造型软件如UnigraphicsNX设置汽车CAD课程，该软件除了主要的设计功能还包括工程图模块和加工模块，工程图模块将三维模型转化为工程图供工程技术人员使用，加工模块可生成加工程序输入到数控加工设备进行加工。因此，该课程的设置完全可以满足汽车计算机辅助设计和汽车计算机辅助制造的教学任务。另外，开设汽车有限元法及应用课程，使学生掌握汽车结构分析的原理和方法，获得汽车计算机辅助工程的能力。通过计算机辅助系统课程的改革，培养学生车辆机械结构的设计、分析和制造工程能力，为本科生的就业打下基础。

（3）面向工程能力培养的汽车电子控制技术课程改革

电子控制已经成为汽车满足越来越严格的节能减排标准以及提高动力性和安全性的核心技术，现代汽车产品创新的90%源于电子控制技术。汽车电子控制方向也是本专业学生就业的另一重要领域。然而，学生普遍反映该类课程学习难度大，知识掌握不系统，课程内容很难应用到工程实际中去，工程能力欠缺。汽车电子控制原课程仅设置单片机原理与应用和汽车电子技术两门课程，课程系统性不足，课程内容衔接不好，学生无法形成完整的控制理论体系和初步的电子控制工程能力。增设现代控制理论、计算机控制技术等课程，形成完整的汽车电子控制理论课程体系，使学生掌握如何分析和解决汽车电子控制的工程问题。

课程改革后，形成以现代汽车控制为导向，集成车辆工程专业计算机控制技术、现代控制理论、单片机原理与应用、汽车电子技术等课程体系，培养学生运用汽车控制技术进行汽车产品设计和研发的能力。开设汽车发展最新技术，让学生全面系统地了解现代汽车电子控制技术发展的现状与趋势，了解诸如发动机控制系统、传动控制系统、主动安全控制系统等的结构和原理，培养学生对汽车控制技术的兴趣和热情，为其今后从事汽车控制方面的工作和研究提供方向指导。

理论知识的学习还应辅以单片机与硬件技术、汽车电子技术的课程设计和综合实验周等集中实践环节，让学生运用所学汽车控制理论解决工程实际问题。课程设计需设计合理，以大作业的形式进行，每人一个题目，切实让每个学生都得到锻炼和实践的机会。

（4）开设创新理论和方法课程

车辆工程专业学生在完成基础课、技术基础课和专业课之后，初步具备了一个工程技术人员的工程设计能力。但是大部分院校的设计课程几乎都是学习典型的零部件、机构的参数的设计步骤，学生的精力重点集中在详细设计阶段的计算与结构确定，对产品设计方案原理创新活动涉及较少。工程创新能力培养的根本目的是增强设计人员在产品设计中的创造力和解决问题的能力［11］。产品的概念设计在产品创新设计中起到决定作用。但工科院校的培养重点在于通过课程的学习使学生掌握传统的设计方法设计典型的产品，学生更关心的是如何进行计算、确定具体的结构形式和制定详细的工艺路线。因而，缺乏一般性技术哲学的学习，缺少对技术创新规律的掌握与产品原理创新的实践锻炼，是造成学生创新能力低下的重要原因［12］。

鉴于此，在车辆工程专业中开设发明问题创新理论、创新思维方法训练、TRIZ理论等创新方法课程，培训学生的创新思维和创新能力［13］。采用头脑风暴法、试错法等创造发明方法，克服惯性思维，针对技术难题，抓住工程问题的冲突与矛盾，解决工程中诸如设计与产品生命周期中的制造、包装、维护和回收等环节中的问题，解决经济性、安全性、舒适性与产品的设计周期和生产成本等的矛盾。例如在汽油机设计中压缩比是一个重要的指标，提高压缩比能提高发动机的性能和效率。然而，提高压缩比会导致发动机在工作过程中产生爆燃或表面点火现象，还会导致排放性能变差。相同型号、相同排量的发动机压缩比在设计时提高哪怕一点，都会带来几何量级的工程实际问题。应用TRIZ理论的矛盾分析法，在提高发动机压缩比的同时，辩证地解决随之带来的其它问题，开拓学生的创新思维能力。因此，基本创新理论课程的学习和训练是学生工程能力、创新能力的重要途径。

3.2 实践课程体系的改革

实践课程是车辆工程专业培养学生工程实践能力的重要课程组成部分，包括汽车实验学、各类实习和实训。笔者在车辆工程专业毕业生做问卷调查发现，在实践环节学生更注重“实际”的能力，倾向于增加实习经历、驾驶体会、到4 S店和汽车制造厂参观实习等，多动手、多动脑。实践课程教学实行工学交替、师生并重、理论与实践相辅相成的实践教学方法［14］。针对当前社会需求和学生的求知方向，在开设汽车发动机实验周、汽车电子实验周等必修实训课的基础上，还应重点考虑开展以下实践课程建设。

（1）汽车修理技术

该课程是一门实践性很强的课程，实验课程是本课程的重要教学环节。开设实验的目的是将理论与实践有机地结合起来，通过实验有助于学生加深对基本概念、基本原理的理解以及对基本方法的运用，提高学生的实际操作能力，为以后毕业生面向汽车修理方向的工作打好基础。

课程拟设置汽车故障诊断与排除实验和汽车调整实验，在实验理论方面能更加深入的了解汽车的结构、原理，在实验教学方面能使学生学会使用汽车修理所用的各种工具和汽车故障诊断与排除的方法，提高学生的动手能力和实际解决问题的能力。

（2）汽车拆装

车辆工程专业的学生与其它大机械专业学生对机械基础的要求相同，在进入专业课学习之前已经完成了机械制图、机械设计基础等课程。然而，笔者在毕业设计环节发现很多同学CAD软件非常熟练，有的拿到了不同级别的证书，却没有独立绘图能力，这是由于学生先修的机械基础课程之间的联系没能很好地掌握，独立地进行工程设计的能力欠缺［15］。基于此，在学习汽车构造（发动机、底盘）之前，带领学生观看各类汽车包括柴油机、汽油机等的发动机和底盘结构，使学生对这些结构有一个大体的印象，进而学习理论课程。学期末集中安排汽车拆装实验周，包括底盘和发动机的拆与装，并要求学生现场手绘零件图和装配图。该课程将理论与实践有机地结合起来，通过实验有助于学生加深对基本概念、基本原理的理解以及对基本方法的运用，提高学生的实际操作能力。另外，支持、鼓励学生考取相应的职业资格证书，为以后的工作打好基础。

（3）汽车运用工程

汽车拆装实习结束后，同学们对整个汽车的构造有了深入的理解，在此基础上给同学们提供一个驾驶体会的机会，结合课堂教学，掌握诸如汽车的使用条件、经济性、排放、安全等知识，开设汽车运用工程实习课。开设汽车驾驶实习和汽车运行实验周，课程分组进行，在指定的场地内每位同学有三到五次驾驶机会。该课程是对理论课程的巩固和补充，让学生运用所学知识体会车辆该如何设计、生产、使用和维护，为生产、研究、设计等实践中合理选用汽车、改装各种专用车、合理使用、管理汽车以及正确地进行汽车试验等打下较坚实的理论和实践基础。

4 课程体系改革取得的成效

4.1 形成面向工程能力培养的专业教学模块

依据车辆工程专业课程体系教学改革的措施，形成了以汽车计算机辅助系统和汽车电子控制两个面向工程能力培养的专业教学模块。汽车计算机辅助系统和汽车电子控制是当前的热点，也是车辆工程专业的两个主要研究方向和就业领域。教学模块结合车辆工程中的结构和控制两个主要方面，课程体系设置从较为空泛的理论课程内容向生产实际偏重，不仅为随后的课程设计和毕业设计提供知识和技能保证，还为将来学生的就业提供了更广阔的选择空间。学生对这一系列课程从要我学，变成我要学，学习积极性大大提高。

4.2 学生工程能力显著提高

通过课程体系改革，学生的工程实践能力得到明显的提高。在每年的毕业设计中，车辆工程专业的毕业设计作品均涌现出了一批有一定创新性、制作质量较高的机电一体化产品。学生从设计、编程到购买材料、生产制造和调试，基本掌握了整个汽车零部件的设计和加工生产的过程。学生的毕业设计作品在毕业设计末期进行集中展示，毕业生的工作积极性大大提高，同时也鼓励和吸引了非毕业班学生尽快加入导师的课题组进行学习和锻炼。

另外，在山东省机电产品创新设计大赛、机器人大赛等培养学生工程能力和创新能力的比赛中，车辆工程专业的学生每年都有多人次获得一、二等奖等奖项。通过理论和实践课程改革，学生成长为理论扎实、动手能力强、专业综合素养高、工程实践上手快、适应社会需求的创新性、应用型人才。

4.3 学生创新能力明显加强

课程体系改革明显促进了学生创新能力的提高。除了毕业班学生毕业设计的训练之外，低年级的学生也积极加入到指导老师的纵、横向课题中。车辆工程专业的本科生开始接受论文写作和专利申请的训练。每年都有本科生申请的专利被授予，并有工程应用的论文发表在科技期刊中，对学生今后的就业和继续深造起到了积极的作用。学生创新意识不断增强，创新能力不断提高。

4.4 组建了各类实践教学平台

积极开展将校园培养与社会培养相结合，将学生送到生产实践第一线的实践活动。组建了以参观、学习为目的和以参与、设计为目的不同类型、不同层次的实践教学中心，为学生工程能力和创新能力培养提供各类平台。分别与山东天辰集团合作成立工程技术研究中心和工程实践教学基地，学生可完成实习教学任务，还参与到工程项目的研发中。与山东技师学院联合组建实践教学基地，学生在该教学实践基地完成汽车拆装实验周等的实践教学任务。另外，与其它知名汽车企业如中国重汽等也建立了长期的合作关系。学生实践、实习不再是仅仅看一看、听一听，而是接受生产实践第一线的工程师、技师指导，理论和实践自然过渡，学生亲自动手实践，实践效果明显提升。

5 结语

在当前企业对车辆工程专业毕业生的工程实践能力和创新能力要求日益提高的情况下，地方应用型本科院校车辆工程专业应加大课程体系建设和改革的力度，在理论课程体系和实践、实习课程体系领域进行不断探索，强化课程体系的设计和指导，培养出具有创新能力的工程专业技术人才。文章的研究结合我校课程体系改革的实际，为车辆工程专业培养学生工程能力课程体系建设提供参考和借鉴。

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［15］ 杨恩霞，王君.高校“机械基础”课教学存在的问题与对策［J］.教育探索.2013（1）：68－69.

（学科责编：王光银）

Innovations of curriculum system of vehicle engineering specialty：A case study of Shandong Jianzhu University

Yan Fayi1，2，Wu Yalan1，2，Zheng Zhongcai1，2，et al.
（1.School of Mechanical and Electronic Engineering，Shandong Jianzhu University，Jinan 250101，China；2.Key Laboratory of Mechanical Engineering＆Innovation Technology in Universities of Shandong，Jinan 250101，China）

Curriculum system construction is the basis of realizing the aim of talent cultivation in universities.However，the current curriculum system of vehicle engineering in universities can'tmeet the requirements of enterprises well for graduates'engineering abilities and innovation abilities.The curriculum system of vehicle engineering requires innovation correspondingly.By taking the curriculum system of vehicle engineering of Shandong Jianzhu University as an example in the paper，the problems of the current curriculum system were analyzed and the significance of the innovations were elaborated.Based on the cultivation of engineering abilities and innovation abilities of students of vehicle engineering，the innovation measures were put forward from the items of theoretical courses and practical courses.The innovation effects for the cultivation of engineering abilities and innovation abilities of the studentswere Summarized.

vehicle engineering；engineering ability cultivation；curriculum system；innovation

G642.0

A

2015－04－04

山东建筑大学博士科研基金项目（XNBS1016）

闫法义（1978－），男，讲师，博士，主要从事汽车新能源理论、应用及车辆工程专业教学等方面的研究.

E-mail：yanfayi＠sdjzu.eud.cn

1673－7644（2015）05－0500－06