新工科背景下的车辆工程专业实践教学体系改革与探索

摘 要：面向新时代对高等教育发展的新要求以及产业变革对交叉复合型卓越工程科技人才的大量需求，本文以车辆工程专业实践教学体系为研究对象，贯彻实践为先，创新为重的教学理念，通过优化实践教学培养方案、实施竞教融通的教学模式、深化产教融合等手段开展改革，旨在探索提升学生创新实践能力的实践课程设置和能力培养模式，构建系统性、综合性的实践教学体系。

关键词：新工科 车辆工程 实践教学 竞教融通 产教融合

1 绪论

2017年2月20日，教育部发布《关于开展新工科研究与实践的通知》。新工科建设一方面针对新兴产业创建新专业，另一方面也包括对传统工科专业的升级改造。新工科建设旨在培养造就一批具有创新创业能力、跨界整合能力、高素质的各类交叉复合型卓越工程科技人才，要求坚持问题导向，加强学生工程实践能力和创新能力的培养。

车辆工程是以道路车辆、轨道车辆和军用车辆等运载工具为研究对象的交叉应用型学科。目前，受“电动化、智能化、网联化、共享化”（“四化”）为代表的新一轮科技革命驱动，车辆工程专业知识体系的交叉广度和融合深度迅速扩展，支撑国家战略实施的地位和价值进一步提升，显示出多学科“深融合、强交叉”的突出特点[1-2]。在新工科的建立理念下，面向车辆领域“四化”发展方向对传统的车辆工程专业升级改造，提升学生的工程实践能力和创新能力，探索与新工科建设相适应的车辆工程专业创新实践能力培养方案是亟须解决的问题。实践教学是培养高素质人才的重要环节，而车辆工程专业也是实践性极强的工科专业，实践教学质量将直接影响到专业人才的培养质量[3]。

2 车辆工程专业实践教学中存在的问题

2.1 实践课程体系缺乏系统化、模块化的顶层设计

车辆工程专业实践课程体系主要分为基础实习、课程实验、专业实习和创新实践四个层次。课程实验包括两个方面：融合在课程内的实验学时，以及单独开设的实验课程，用以支撑工程基础、专业基础和专业核心课程。专业实习包括综合性的课程设计、金工实习和生产实习。创新实践侧重于通过社会实践、创新创业活动、毕业设计论文等进一步培养学生综合运用理论解决复杂工程问题的能力与创新意识。车辆工程专业核心课程包括：“发动机原理”“汽车构造”“汽车理论”“汽车设计”“汽车试验学”“汽车电子与电气技术”。这六门核心课程彼此之间具有紧密的联系，是学生前三年修习的基础理论课程和实际工程应用嫁接的桥梁，更是培养学生解决复杂工程问题能力的重点支撑课程。然而，为专业核心课程配套的课内实验学时和内容分散，缺少与专业实习和创新实践的有效衔接，使得专业实践培养体系不够完善，缺少系统化、模块化的顶层规划和设计。

2.2 实践教学内容与工程实际问题联系不足

传统的实践教学内容比较重视对基本操作及应用的训练，但缺乏对学生分析、解决问题能力的培养；比较重视了解、学习、分析传统工艺过程，但缺乏将新工艺、新技术与实践教学有机融合。以车辆工程专业课堂理论教学及其验证性实验为主的传统教学形式，未能让学生充分体验到学以致用的乐趣；核心课程分散的实验教学环节使得动手实践浅尝辄止，过程中缺乏整体性与连贯性，导致学生学习兴趣不浓，创新意识不强等问题。此外，实践教学中对于学生的团队意识、沟通能力、自主学习能力的培养也相对不足，亟须增设有利于大学生综合运用知识自主创新的环节。

2.3 专业实习中产学研合作待深入

传统的生产实习通常是基于专业实习队的形式进行，采用现场讲解、实地考察、小组讨论、信息搜集和实习报告撰写等多种教学手段，目的是让学生全面掌握汽车及零部件的生产技术和流程，同时加强他们在车辆设计/开发和科研方面的实践创新能力。然而，在原先的实习模式下学生的收获有限，无法有效地将课堂所学理论与生产实际相结合。在求职阶段，这段实习经历无法全面展现学生的综合能力。以“参观学习为主，辅以简单实操”的方式已无法充分培养学生的创新实践能力；以参观体验为基础的实习报告和答辩考核，也不能全面评估学生在实践环节的表现。由于校企合作不够深入，企业对人才培养的参与度不高，以及校内外资源整合不力，这些问题都可能导致人才培养的手段缺乏针对性，过程缺乏连贯性。因此，迫切需要对实习模式进行改革与创新，以便更好地提升学生的实践技能和创新思维，满足社会和行业发展对高素质人才的需求。

3 解决问题的具体措施与成效

针对上述问题，北京科技大学车辆工程专业从实践课程体系、实践教学内容、生产实习模式三方面着手，提升对学生创新实践能力的培养。对车辆工程专业的实践教学培养方案进行升级，建立系统性的实践教学体系；对专业的实践教学课程进行优化，依托科技竞赛平台打造综合实验课程；对专业的实习模式和评价方式进行改革，深化产学研合作，实现校企协同的人才培养。

3.1 优化实践教学培养方案，设计系统性、综合性的实践教学体系

车辆工程专业在新版的培养方案（图1）中提高了实践类课程比例，从顶层设计专业实践能力培养体系。取消了专业核心课程中配套的实验学时，开设“车辆综合实验A、B”“检测与控制实验”等课程，实现专业核心课程的系统性实践教学。打通专业核心课程、创新创业、生产实习和毕业设计等多个实践教学环节；从专业毕业要求的框架和体系出发，明确综合实践课程支撑的毕业要求内涵观测点；依据教学规律进行分解，进一步将课程目标层层划拨到各个实践教学环节，形成层次分明、联系紧密而又相对独立的综合性体系。

在培养方案升级之前，毕业要求4研究中“能够针对车辆系统的基本性能，建立实验系统、进行实验并分析其结果”这一内涵观测点由“发动机原理”“汽车理论”“汽车试验学”等多门专业核心课程支撑，然而每门课程仅在有限的实验学时中实现相关能力的培养，教学过程难以聚焦。在升级实践教学培养方案后，这一观测点由“车辆综合实验A、B”以及“检测与控制实验”支撑，有利于系统性地开展教学和考核。

3.2 依托科技竞赛平台优势，实施竞教融通的实践教学模式

面向交叉复合型卓越工程科技人才的培养目标，北京科技大学车辆工程专业依托科技竞赛的平台优势，在实践教学中实现多学科的交叉融合，将计算机、自动化、人工智能等学科知识融入实践教学中，提升学生的跨界整合能力。北京科技大学智能车队在长达18年的竞赛积累中，构建了一个环境开放、管理标准、资源丰富的创新竞赛实践平台，2017年被评为大学生“小平科技创新团队”。智能车竞赛的平台优势已成功用于服务大学生创新创业训练项目，在团队合作能力、创新实践能力培养方面形成了丰富的经验和成果[4]。

专业基于智能车竞赛平台，开发了综合实验模型，可用于“汽车理论”、“汽车试验学”等多门课程的实验教学，同时衔接了智能车校内赛的选拔。学生可自由组队，基于综合实验模型开展汽车平顺性、操纵稳定性等测试。实验结合了机械设计、电控硬件、传感器技术和系统参数调试等内容，学生可以在模型上改变轴荷分配、悬架参数、前轮定位参数等，探究不同的质量参数和部件设计对于车辆性能的影响。通过增加激光雷达和摄像头等传感器，可进一步在模型上开展智能驾驶的相关实验。

综合实验课的教学过程（图2）中，教师全程跟踪指导，定期检查项目进度，为学生提供必要的帮助和支持。教学中鼓励学生进行团队合作，培养协作和沟通能力，同时促进不同学科间的知识交流和融合。通过实施“学、练、赛”一体化的实践教学策略，将实践能力培养的经验和优势应用于车辆工程专业的综合实践教学，以科技竞赛为专业培养赋能。

3.3 深化产教融合，创新生产实习和毕业设计教学模式

对外加强联合、深耕外缘、拓展空间，深化产教融合。创新企业“定岗实习”模式，联合小鹏汽车、上汽通用五菱等知名企业实施“一人一岗”的名企实习计划，将企业的用人需求和教学实践有机结合（图3）。为优质企业提供提前培养、筛选、试用人才的基础平台[5]。

在创新的定岗实习模式中，形成了“企业导师+专业导师”的双师实习指导和评价模式，由企业的科研或工程技术人员和校内导师共同指导，依托创新型企业和专业的优势资源，构建校企联合导师团队，形成了一套把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验为主的生产、科研实践有机结合的教学模式。针对学生的不同能力层面的培养和考核，明确企业导师和专业导师的教学分工，在定岗实习过程中探索了形成性评价方法。而且，在实习过程中学生的团队合作意识、沟通能力、职业道德和行业规范得到切实的培养。

专业探索了“生产实习+毕业设计”连贯式的实践教学。在定岗实习的基础上，与实习企业合作完成毕业设计的环节，实现连贯式的实践教学，提升学生实践能力的培养。以上汽通用五菱的定岗实习为例，企业导师在实习之初设定了“智能驾驶”和“智能机器人”两大课题方向，每个方向共分为若干小组，实习过程中设置多个节点汇报，实习结束前各小组做课题研究汇报，并由企业导师和专业导师共同投票，最终评选出“优秀课题小组”。学生可基于课题方向，在毕业设计阶段进一步开展深入研究，解决企业痛点问题。

3.4 改革取得的成效

北京科技大学车辆工程专业新版培养方案中，实践学时比例由20%提升至24%。依托科技竞赛的平台优势，实现对学生一贯制的综合创新实践能力培养。开展多阶段创新实践活动，形成了以专业知识应用项目为基础、以多学科知识交叉大赛为延伸的综合实践教学方案，激发学生的实践主动性，培育学生的团队精神和创新能力，促进学生对知识的融会贯通、提升解决复杂工程问题的能力。近三年，北京科技大学车辆工程专业学生参与智能车等竞赛获全国奖项17次，省部级奖项19次。开展企业毕业设计课题40人次/年，优秀毕业设计参与“恒星杯”和“精雕杯”毕业设计大赛（图4）获奖10余项；2021参与广州小鹏汽车生产实习，共计50人次，2022、2023参与上汽通用五菱汽车生产实习共计120人次，岗位涵盖生产工艺和技术研发等。通过综合性、探索性和实践性很强的教学活动，提升学生的创新实践能力，实现专业培养目标，全面提高专业人才素质。

4 结语

随着新工科建设的深入推进和工程教育认证的持续深化，对车辆工程专业人才的培养提出了更高要求。北京科技大学车辆工程专业将“专业特色”与“创新实践”深度融合，以新工科建设理念为指导，广泛开放资源、拓展时空、丰富内涵，为提升学生实践创新能力创建了全过程、全方位的学习平台和资源。在课程形式上，充分体现了实践教学与课堂教学和工程实践的紧密衔接，改革和探索了车辆工程专业新工科建设实践教学培养模式，为其他院校的实践教学改革提供参考。

基金项目：北京科技大学本科教育教学改革项目，项目编号：JG2021M16，JG2019M16；北京科技大学青年教学骨干人才项目；项目编号：JXGG202404；北京高等教育本科教学改革创新项目，项目编号：202110008002。

参考文献：

[1]刘志明，王斌杰，丁莉芬.学科交叉、产教融合的车辆工程一流专业建设研究[J].教育教学论坛，2023（21）：13-16.

[2]高怀斌，马逾，张传伟，等.新工科背景下“学练研赛”四位一体实践教学体系改革——以车辆工程专业为例[J].时代汽车，2023（16）：57-59.

[3]赵广宣，庞笑笑，徐文博，等.新工科背景下应用型高校车辆工程专业实践教学探索[J].时代汽车，2022（08）：30-32.

[4]康翌婷，马飞，赵鑫鑫，等.竞赛驱动的多学科交叉创新能力培养模式探索与实践——以北京科技大学智能车队为例[J].北京教育（高教），2022（01）：93-96.

[5]李鹏，苏栋，许文茂.“新工科”视域下生产实习课程建设探析[J].北京科技大学学报（社会科学版），2022，38（01）：1-9.