新四化背景下车辆工程专业内涵建设与实践

冯 斌，田 斌，孙 伟，王关平，何秀成

（甘肃农业大学 机电工程学院，甘肃 兰州 730070）

0 引言

高等教育是为技术进步和国际竞争提供重要人才支撑的堡垒，面临新的机遇与挑战，教育改革既是当务之急，也是长远之策［1］。 高校应把握新发展机遇，优化完善现有学科、升级改造现有传统工科专业，以适应新科技革命和产业变革［2］。 车辆工程为机械工程专业的二级学科（专业），自设立以来，已经为我国汽车工业发展培养了许多高素质工程人才［3］。 为积极应对汽车“新四化”（电动化、智能化、网联化、共享化）发展趋势，车辆工程专业被教育部列为首批新工科建设专业［4］，旨在培养具有机械、电子、互网联和人工智能等交叉学科背景的高素质专业人才。 原有车辆工程专业由于缺乏内涵建设，人才培养方案、课程体系、实践教学、师资队伍和人才培养模式等已不适应新形势下专业人才培养的需求。因此，结合新一轮产业技术革命，推进专业内涵建设，对传统车辆工程专业改造、升级与优化，系统培养多元化、创新性卓越工程技术人才，以满足我国汽车产业人才需求和学科发展，具有战略性意义。

近年来通过对甘肃农业大学车辆工程专业合作企业调研和毕业生回访， 分析出了专业建设存在的一系列问题。确立了“以传统汽车技术为基础，以工程教育认证标准为指导，以新能源汽车和人工智能为方向”的建设思路，开展了新工科背景下的专业内涵建设和改革实践，加快了专业转型升级，为汽车产业培养了创新和实践能力突出的高素质工程技术人才。

1 车辆工程专业建设现状及存在的问题

1.1 人才培养目标定位模糊，与产业人才需求不相适应

甘肃农业大学车辆工程专业原有人才培养体系主要借鉴中国农业大学和部分国内外工科院校专业人才培养模式，培养目标是：“培养德、智、体、美全面发展，具备基础知识和专业技能，具有国际视野、人文情怀、社会责任感、创新精神和实践能力的车辆工程领域的高级专门人才”［5］。

培养目标过于学术化，使得人才培养规格、层次和类型区分度不高、定位模糊，游离于研究型大学和应用型本科院校之间。 培养出的学生与研究型大学相比，科研能力弱，而工程实践能力又比应用型本科院校学生差，导致人才培养与企业需求出现矛盾。 专业培养理念以学科体系为导向，倾向于理论型人才培养，以学生理论考试成绩为人才培养质量主要评价指标，而对学生工程实践能力和终身学习能力的培养不够重视。

随着汽车产业朝着汽车新四化方向的转型发展，需要大批精通新能源、网联和智能等新技术的车辆工程科技人才［6］，将自主学习和终身学习的意识，不断学习和适应新发展的能力融入新的培养目标，才能适应汽车产业的新发展。而甘肃农业大学传统车辆工程专业原人才培养目标没有以产业需求为导向，不能紧跟汽车新技术，滞后于汽车产业新变化，与区域经济发展和产业对人才的需求不相适应。

1.2 课程体系僵化，专业课程内容更新不及时

甘肃农业大学车辆工程专业原有课程体系如表1 所示，主要由通识教育、学科专业教育、实践教育和个性化发展教育等几个模块构成［7］。

表1 车辆工程专业原有课程体系表

教学课程遵循自然认知规律，以概述性和专业理论课程内在的规律构建课程体系，这种自下而上的课程体系有利于学科知识体系的传授，但脱离了工程实践问题，弱化了专业技术的工程实践性，学生工程实践能力不能得到有效训练［8］。

课程体系各模块相互独立，以知识系统性为主，注重知识积累，忽略了先修课程与后续课程的相互衔接，课程教学内容标准不统一，造成专业理论课之间部分内容重复，《汽车构造》教学内容杂而多，与后续几门课程的部分内容有所重复，教学标准不统一，任课教师缺乏沟通协调，教学内容分配不科学，导致不同的授课教师可能会对同一内容进行讲授，既挤占了学时，又影响了学生专业学习效果，导致学生较难建立起系统的理论知识体系。

车辆工程专业课程体系与机械类专业类似，偏重传统的设计、制造和控制类知识的学习，专业基础课程与机械类专业基本相同，专业核心课程群以汽车构造、汽车设计、汽车理论和汽车制造工艺学等为主，互联网、大数据和人工智能等相关内容的新课程设置较少，教学内容较为陈旧，汽车“新四化”等技术不能及时更新到专业课程教学内容中，课程内容与汽车技术发展不同步，相对静态的课程体系、陈旧的课程内容与汽车产业新发展不相适应。

1.3 教学重理论轻实践，理论教学与实践教学不匹配

车辆工程专业课程设置涉及机械、电子、控制和新能源等多个领域内容［9］。 多数专业基础课和机械类专业同时进行，受课时和实践场所、设备条件的限制，重理论、轻实践的现象较为突出。

具体表现为理论课程设置较多，课程表一般先安排理论课，后插空安排实验课。部分专业课教师为了便于排课，先在教室里讲解理论知识，直到期中甚至学期末才集中进行实践教学。 由于专业知识信息量大，学习时间跨度长，实验教学时学生已对前面所学理论知识遗忘较多，造成理论和实践不能很好的结合。

实验教学课时较短，以学生班级为单位，班级学生人数较多（每班55 人左右），分组进行实验不可行，一般以走马观花式的观摩为主，不能保证每个学生动手参与实际操作，学生真正动手参与的实验环节较少。

专业课教师一般只是其中一门或几门专业核心课程的理论授课教师， 并不能全程参与实验实习教学全部环节，企业工程技师人员对学生的理论学习进度和掌握情况也并不知晓，实习实践指导没有针对性，导致毕业生进入实习岗位后遇到工程问题时无法运用理论知识指导实践，专业理论知识学习与工程实践严重脱节。

学生对专业知识的学习大多来自理论教材，对汽车零部件的结构原理主要以图片（二维图）和视频形式获取，而对实物和实际生产环节很少接触，实践教学效果不理想，学生工程实践能力严重不足。

1.4 专业教师工程背景欠缺，工科性特征不明显

目前，车辆工程专业的教师大多数为青年教师，硕士、博士毕业后应聘直接成为专职任课教师，生产过程中的实际问题接触较少，没有企业生产实践锻炼的机会和条件，工程背景较为欠缺、工程素养严重匮乏，工程实践操作技能明显不足。

青年教师培养过程中重学历轻实践、重科研论文产出轻实践教学能力提高的思想占主导地位，青年教师考核评价主要以理论教学和科研为指标，而对工程实践能力和专业技能基本不作硬性要求。青年教师主要致力于科研项目申请、科研到账经费、高水平论文和科研奖项等职称晋升条件，从而造成教学内容过于理论化与科学化，出现“工程教育科学化”的现象。 专业课涉及工程应用的内容严重不足，教师在课堂教学时，不能以理论与实践相结合的方式授课，教师的理论知识与工程实践能力不相匹配。

1.5 专业设置相对独立，学科间交叉融合不深入

随着数字化、网络化和智能化技术的快速发展，软件编程、大数据和人工智能等学科的交叉融合在工程应用中大幅度提升。 智能化、网联化和共享化在汽车上的广泛使用，使得现代汽车已经不再是单一的载运工具，而是融合机械、计算机和智能控制等多技术的综合化高科技应用产品［10］，车辆工程人才的需求层次和能力要求变得更多元、更多维。

面临新工科和汽车产业新需求，不同专业和学科之间应交叉融合，在学习与应用中相互渗透。 我校的车辆工程专业设置在机电工程学院机械工程一级学科下，人才培养方案和课程体系偏重机械、力学、材料、电子、控制等学科，而在新能源、大数据、人工智能等学科交叉学科的融入性上略显不足，不同学科间缺乏有效的交叉融合，汽车产业对人才需求的多维度与学校人才培养方案的低维度之间存在矛盾。

2 车辆工程专业内涵建设措施

2.1 修订人才培养方案，调整人才培养目标定位

在汽车新四化转型升级背景下， 人才培养需求正在不断提高， 为了更好的适应汽车产业的快速发展，2018 年6 月，根据学校统一要求，进行了本科人才培养方案修订的启动工作。 学院领导和专业课教师先后在宁波、芜湖、重庆、成都、兰州和兰州新区等汽车企业和理工科大学进行调研，走访行业专家和本专业毕业生，收集企业和毕业生的建议意见，通过专业教学指导委员会组织专家对才培养方案进行了修订。

新的人才培养方案以以工程教育专业认证标准为指导，以工程实践能力培养为目标，以汽车产业人才需求为导向，结合汽车产业技术新变化，调整人才培养目标定位，紧密对接汽车产业发展和人才需求。目标与定位调整为“培养具有扎实的车辆工程专业基础知识和创新精神，能适应汽车产业和行业技术新变化，面向信息化科技未来发展新趋势，精通新能源、网联、智能和共享等领域高素质工程技术人才”。

新的人才培养方案注重汽车前沿技术和产业新发展的契合度，着重提高学生工程实践能力，增强其创新意识和创新能力，使其有不断学习和适应行业新发展的能力，面对汽车产业技术革新，能实时响应汽车新技术和关键技术，在汽车技术变革中能及时满足新岗位的能力要求，能够适应汽车产业新变化对人才培养的要求。

2.2 优化课程体系，更新课程内容

积极组织产学研等领域的专家，参与新的人才培养方案修订，对传统教学内容改进提供智力支撑。以培养目标和毕业要求为指标，优化课程体系结构，形成能够全面支撑毕业要求指标点的课程群，统一课程教学标准，明确教学内容，理顺先修课程与后续课程之间的关系，使得前后衔接更加合理。

调整选修课和实践教学比例，提高专业知识的丰富度，专业选修课中增设移动互联网、智能导航定位、路径规划和虚拟现实等新技术内容的课程。

专业拓展课程以专业拓展为方向，以培养学生的综合素质为目标，制定了个性化发展教育的各类课程。

修订专业核心课程的教学大纲，更新专业课程教学内容，紧跟汽车新技术变革。

专业基础课和核心专业课中设置《计算机图形学》《智能控制基础》《人工智能》和《无人驾驶技术》等新技术内容的课程。

对毕业要求指标点的支撑做局部调整，将其中脱离技术实用性和先进性的内容进行删除，增加相应新技术内容，提升专业课的时效性。 在课程教学内容安排上，将传统课程进行横向的合并或者缩减，将《机械原理》与《机械设计》课程合并，将《汽车构造》与《热工与发动机原理》课程合为一门课程，适度压缩传统机械类知识学时，为控制类和新技术课程腾挪出学时空间。在原来的《汽车设计》中扩展汽车可靠性工程方面内容，将《汽车电气与电子控制技术》课程内容逐步由原来的侧重于传统电器，向以车载网络为核心的车联网、人工智能、无人驾驶等智能方面转移，凸显新工科特色。

2.3 合理安排实践课程比重和内容，提高实践教学质量

以学生工程实践能力和创新精神培养为目标，构建新的实践教学体系［11］。 车辆工程系多方争取更多实践环节，加强实践教学，提高学生的生产认知，扩大学生第二课堂实践能力训练的形式。合理调整实践课程比重和学分，调整后的实践教育总学分为48 学分，达到总学分比例25%左右，比例更加合理，课程学分分配如表2 所示。

表2 课程学分分配表

由表2 可知，在实践教学环节的课程设置方面，制定以体现工科特色的校内外实践活动课程，将校内外实践教学内容与理论知识有机结合，精心安排实验课程，将理论学习和实验实训同步交叉进行，在实验实训过程中进一步理解所学专业理论知识， 理论与实践同步互动推进。 调整优化专业课程实验内容，尽量弱化单项传授知识的验证性实验的学时和内容，提高全员参与的生产性、设计性和综合性实验内容比例和学时，强化解决复杂工程问题的训练，全面培养学生的工程实践技能和团队合作能力，提高实践教学质量，提升用人单位对人才培养的认可度。

2.4 完善青年教师培养激励机制，提升工程素养

针对教师理论知识与工程实践能力之间不匹配的现状，为提升本专业教师的工程素养，学校和学院结合专业实际，科学规划实践教学师资队伍的建设，完善以科研成果为导向的职称晋升和奖励政策，推行青年教师进实验室和下企业实践锻炼制度：参考《实验技术系列实验师管理办法》，新进教师入职前2年，要求到学院相关专业实验室或工程训练中心，参与实验室管理并辅助专业课教师完成专业课程实验内容，并作为主讲教师完成金工实习教学任务；青年教师到校工作的前3 年，要求每年必须到与车辆工程专业相关的汽车设计、制造、检测和汽车维修等相关企业进行为期1 个月的挂职锻炼，以此作为转正定级的必要条件。

定期邀请行业经验丰富的工程技术人员以“教学沙龙”的形式定期对专业理论课教师进行工程知识的讲授和辅导，提升教师工程素养。 积极鼓励青年教师参加各种专业技能培训和生产性挂职顶岗锻炼，与企业联合攻关， 解决生产中的实际问题。 鼓励教师的科研项目与学生的 “大学生科研训练计划（SIETP）”和创新创业等项目结合，把创新思维与技能训练同专业教学、专业实习实践有机结合，提高教师的工程素养，从而推动本专业师资队伍质量的全面提升。

2.5 强化创新性人才培养，推进学科交叉融合

汽车新四化技术发展对人才培养质量提出了更高的要求，与传统该专业技术需求相比，“新四化”汽车产业更需具有应变能力和创新能力强的复合型新工科人才，以提高我国国际竞争力［12］。

为了更好的适应汽车“新四化”进程，对车辆工程专业人才培养模式进行改革与探索，促进学科之间交叉融合，课程设置上应大胆尝试，突破专业设置壁垒，尤其将云计算、机器人、人工智能等先进技术拓展到课程改革中，侧重新能源汽车、无人驾驶、互联网等技术教育，实现多学科的有机融合，并通过课程设计、实践教学、企业实习、各级各类机械设计创新大赛等提高学生的实践创新能力。

在加强学科学科间交叉与融合的同时，通过在培养方案中强化实践、实习和竞赛活动学分和学时，联合多专业学生进行科技创新尝试，依托学校大学生创新创业学院提供创新基地、平台和鼓励措施，活跃创新氛围。

加强学院之间交流沟通，为学生综合培养提供有利平台，结合各自优势，教师和学生之间互学互鉴，形成合理、完善、长期的增补体系，为培养新工科复合型人才提供有利的外部条件。

3 车辆工程专业内涵建设成效

车辆工程专业结合汽车产业发展新变化，积极响应教育部新工科建设改革思路，以“培养造就一大批多样化、创新型卓越工程科技人才”为落脚点，进行了专业综合改革与内涵建设实践，经过几年的探索，取得了一定的成效，具体如下：

1）形成了一支梯队结构合理、工程实践能力较强的师资队伍。车辆工程专业现有教师10 人，其中教授2 人，副教授3 人，讲师3 人，高级实验师2 人。教师团队中1 名青年教师2019 年参加了“青年骨干教师研修计划”，在吉林大学进行了1 年的专项培训，3 名青年教师2020 年在东风汽车公司完成了2 个月的实践锻炼，极大提升了专业教师的教育教学和工程实践能力。

2）实验实训条件明显得到改善。 2019 年学院建成了新的工程训练中心，占地面积6 800 平方米，一次可接纳学生300 人进行实验教学。依托车辆工程专业综合改革项目，更新了车辆工程专业实验仪器设备，能够完全满足课程内实验教学要求。此外，学院积极拓展校外实践教学基地，组织学生开展校外实习实训，2018～2020 年车辆工程专业167 名学生先后前往湖北十堰东风汽车有限公司和兰州吉利汽车有限公司等校外实习基地集中开展专业实习。

3）学生创新能力培养成果有较大突破。 学校实施创新学分制，3 个创新学分是获得毕业资格的必要条件之一。 每位学生在指导老师的指导下，开展各类活动、学科专业竞赛和大学生创新工程（SRTP）等获得创新学分，锻炼创新能力。 近几年学生创新能力培养成果如表3 所示。

表3 学生创新能力培养成果表

4）人才培养质量有了显著提升。 车辆工程专业经过4 年的建设，毕业生就业专业对口度较高，主要集中在汽车制造业、汽车金融和保险等行业，近几年就业率均超过95%。 2020 和2021 年受新冠疫情影响，学校就业形势严峻，但车辆工程专业就业率依然保持在90%以上。 长城汽车股份有限公司等用人单位对本专业毕业生的工程实践能力给予了较高评价，认可度很高。近几年车辆工程专业学生考研上线率稳步提高，2022 年考研上线率超过50%，学生被长安大学、长沙理工大学和重庆交通大学等一些车辆工程专业实力雄厚的高校录取，人才培养质量得到了有效提升。

4 结语

为响应新四化汽车产业新发展，为汽车行业发展提供人才支撑，笔者对甘肃农业大学的车辆工程专业现状和解决措施进行概述，分析原有我校车辆工程专业发展所存在的问题，并重点从人才培养方案、课程体系、实践教学、学科交叉融合全方面进行了改革探索，制定了符合新工科理念的人才培养方案，重构了与产业发展同步的课程体系，丰富了理论与实践相结合实践课程内容，组建了师生共同参与的创新实践团队，探索出了学科交叉融合创新型专业人才培养模式。

经过几年的探索与实践，本专业学生工程实践能力、科技创新能力和学生的考研就业率得到了很大的提高，有效提升了学生的培养质量。 本研究为本科院校车辆工程专业建设提供了相应有效、可行的思路和经验，也期待为其他专业建设的改革提供一定的参考。