车辆工程应用型本科大学生实践创新能力培养研究

摘 要：根据汽车类人才的市场需求和车辆工程专业定位，建立了车辆工程应用型本科大学生实践创新能力培养体系，对理论课程教学体系、教学内容、教学方法及实验实践课程体系、学生综合素质培养体系等多方面进行了创新与实践。

关键词：车辆工程专业；应用型；实践创新能力；教学体系

Research on practical innovation ability cultivation for application-oriented undergraduates of vehicle engineering

Yang Bin, Wan Maosong, Wang Jiankang

Nanjing forestry university, Nanjing, 210037, China

Abstract: According to market demand for automobile professionals and vehicle engineering orientation. Cultivation system of practical innovation ability for application-oriented undergraduates of vehicle engineering is established. Theory course teaching system, teaching content, teaching methods, the experiment practice course system and students'' comprehensive quality training system are also innovated and practiced.

Key words: vehicle engineering; application-oriented; practical innovation ability; teaching sysem

汽车产业是国民经济支柱产业之一，近十年来，随着我国汽车行业的飞速发展，用人单位对汽车类人才的需求十分旺盛。同时，对车辆工程专业人才培养的质量和类型提出了新要求，迫切要求改革和创新车辆工程人才培养模式，着重加强学生的工程素质和实践创新能力的培养。

1 车辆工程专业定位

车辆工程专业培养学生具备扎实的基础理论知识和汽车设计、制造、试验方面的专业知识，能够在汽车设计研究院、汽车制造企业、汽车行业管理部门(维修行业协会、保监会)、保险公司、交通管理部门和高等院校等从事汽车产品开发、技术研究、交通安全、教学和管理工作。本专业主要要求学生系统地学习和掌握机械设计与制造基础理论、计算机应用技术等基础知识。

近年来，我校车辆工程专业根据我国汽车工业未来发展趋势和新的人才培养需求，对如何培养符合社会需求的实践创新能力的人才进行了深入研究和探索。围绕学校的“十二五”发展规划，重新确立了车辆工程专业建设指导思想，明确了办学指导思想和定位，着重培养学生在汽车产品的数字化设计和汽车测试等方面有较强的研究和应用能力，并对理论课程教学体系、教学内容、教学方法及实验实践课程体系、学生综合素质培养体系等多方面进行了创新与实践。

2 车辆工程专业应用型人才培养体系

2.1 理论课程教学体系的建设

2.1.1 “三模块”理论课程教学体系

根据车辆工程应用型本科人才的能力结构和要求，首先确定车辆工程应用型人才培养的课程体系和教学内容，构建了“三模块”理论课程教学体系，即与车辆工程专业相关模块，包括通识教育模块、汽车专业基础课教学模块和专业课教学模块，确立了各模块课程的知识要求和教学内容。具体做法是将本专业划分为汽车产品的数字化设计和汽车测试方向，依据不同方向开设了不同的主干课程，制订了新的课程教学大纲，组建了模块化教学团队，进一步优化了课程结构和不同课程之间的纵深关系，确立了各课程的教学目标和要求，修订了新的教学计划和教学大纲。

2.1.2 建设汽车数字化课程群

数字化设计与制造是现代汽车工业的发展趋势。为了满足现代汽车工业对既懂汽车结构又懂三维数字化设计技术复合型人才的需求，我校自2009年始开展了车辆工程本科专业数字化课群的建设，将数字化技术的应用能力培养作为专业人才培养主要目标之一。

通过对专业需求企业和相关院校广泛调研与论证，提出符合自身特点的课程建设方案，修订了各门课程的教学大纲，着手选择或编写教材，大胆尝试与改革数字化课程的教学方法与手段，陆续开设CAD，CAE以及汽车仿真和汽车电子类课程，如汽车CAD/CAE技术、汽车结构有限元分析、Matlab及其应用、汽车车身设计基础、汽车测试技术及设备、汽车电子控制技术等。同时，在教学内容和方法上也在不断改革和尝试，使学生不只局限于工具的使用，强调授课过程中训练学生思维的启发式教学方法，尽可能结合汽车零部件产品设计的案例式教学方法。

2.1.3 搭建汽车数字化应用平台

围绕着汽车数字化设计和汽车测试两个专业发展方向，以培养工程应用型人才为目标，开展实验仪器、设备和软件建设，在原有实验条件的基础上成立了汽车数字化设计与应用中心。已建成拥有DELL和HP高性能工作站、40台高性能计算机，80套汽车电子多功能实验系统，汽车制造业普遍使用的汽车CAD(辅助设计类)软件—CATIA v5r20，UG NX 6.0和PTC Cero 1.0，汽车CAE(结构性能分析类)软件—ANSYS10.0，汽车动力学与性能仿真软件—ADAMS，RECURDYN，虚拟仪器和检测开发软件—NI测控系统，LabView，Matlab等各种先进、正版软件的汽车数字应用实验室。

2.2 多途径提高大学生数字化应用能力

依托汽车数字化设计建设平台，将提高大学生的数字化技术实践创新能力培养贯穿于整个大学阶段课程学习、专业课课程设计、毕业设计、课外创新实践训练计划中。

(1)推行“以学生为主体、以教师为主导”的教学思想，坚持理论教学与实践教学并重，注重汽车新技术、新结构和新材料的介绍，正确处理各课程内容的纵深关系，周期性开展教学研讨，总结课程教学经验、不断改进教学方法。

(2)推行“优秀本科生导师制”，聘请学术造诣深、责任心强、治学严谨的教师担任优秀本科生导师，导师应在充分了解优秀本科生的学习基础、特长、志趣等因素的基础上，制订出切合实际的培养方案和较强针对性的培养计划及具体安排。安排优秀本科生参加科研工作和各类学科竞赛。优秀本科生在培养期间应积极参与指导教师安排的科研课题或项目，在指导教师的指点下积极申报校级以上创业计划、创新项目，并撰写科研论文或申报成果奖，使学生数字化技术综合应用能力得到提高。

(3)建立课外实践创新汽车数字化应用平台，鼓励车辆工程专业大学生参与机械创新设计等各种大赛，在全国三维数字化创新设计大赛、机械创新等竞赛中取得了较好成绩，以赛促教、以赛促训、以赛促用、以赛促新，培养了学生自我学习、自我开发的能力以及创新意识，同时也提升了专业能力和技术水平，促进了就业。

2.3 实验实践课程体系的建设

2.3.1 打破课程壁垒，实现实验内容模块化

从车辆工程专业人才培养需求的实际出发，实验教学体系首先应打破课程的界限，以强化学生的创新能力和实验技能培养为主线，对专业课实验教学体系进行总体设计，统筹规划所有专业课程实验教学，构建与理论课教学既有机结合又相对独立的技能培养实验教学体系，形成了“专业教师指导实验、实验教师参与课程教学”的教学模式。由专业课教师参与指导汽车发动机和底盘构造、汽车拆装与驾驶实习、汽车CAD/CAE技术等实验课程，将理论与实验教学课程紧密联系，使学生对所学内容有更深层次的理解。

2.3.2 开放实验室，充分利用教学资源

充分利用实验室现有资源，完善实验教学条件，积极开展实验室开放工作，为学生学习服务，培养和巩固学生的专业兴趣，激发学生的学习兴趣，培养学生的实践能力和创新精神。实验室开放包括认知实验开放、实验项目开放、计算机应用开放、科技活动开放等。同时，积极支持和组织大量的学生课外实践活动，极大提高了学生专业学习积极性。

2.3.3 引入虚拟仿真技术，降低设备运行使用费用

虚拟仿真技术已在车辆工程学生的课程设计和毕业论文综合设计环节开始广泛使用，利用计算机多媒体技术和仿真技术进行实验仪器设备操作与控制模拟，使学生全面了解和熟悉实验仪器设备的使用原理，操作过程和维护保养。学生参与实验教学仪器设备的自主开发及应用，要求学生利用3D(如UG，CATIA等)工程软件，建立对象的三维数字化模型，然后利用相关虚拟仿真软件制作成面向对象的交互系统。开发和利用虚拟仿真实验系统是改革实验教学的一个新的发展力向，可缩短熟悉仪器设备的时间，规范学生的实验操作，提高仪器设备的使用完好率，降低实验损耗和实验成本。

3 学生综合素质培养体系

(1)分析调查学生综合素质培养要求，将学生表达能力、团队合作能力和交流能力等素质培养要求落实到模块化和实践教学体系的环节中。在课程的教学方式方法、实验、课程设计、毕业综合设计等实践教学过程中，强化学生的团队合作意识，培养综合素质。

(2)强化学生科技竞赛、课外科技活动，提高学生的创业创新能力。在每年的机械设计竞赛、数学建模大赛、三维数字化建模竞赛等各类竞赛和科技活动中，组织专业学生积极参与，由专业教师进行指导。几年来，本校大学生广泛地参与科技创新活动，已有多名学生获得省级或国家级奖项，极大地锻炼了学生的动手能力，提高了学习兴趣，创造了良好的科技创新氛围，提高了科技创新意识。

(3)通过汽车维修等级工(国家劳动和社会保障部职业技能鉴定中心授权)和三维CAD应用工程师(国家制造业信息化培训中心授权)专业技能的认证，给本校学生提供了参加各项应用技能认证培训的机会，大大提高了学生的就业技能。

4 专业课教学模式和方法的改革

车辆技术发展日新月异，各种新理论、新技术、新方法不断涌现，教学内容和教学学时之间的矛盾日益突出。因此，改革教学模式和方法势在必行。

4.1 制定合理的教学计划

通过多年的教学实践经验和广泛调研，制定了合理的课程教学计划，将专业基础课教学计划提前，保证每个学期都有1～2门专业相关课程，使各门课程有一定的传承性和互补性。汽车的各门专业课之间有着密切的联系，特别是汽车构造、汽车理论、汽车设计这3门专业核心课程联系更紧密。多门课程各有特点，串联讲解的授课模式使学生将知识融会贯通，更深入理解汽车的结构、原理和设计。

构建了理论与实践一体化的教学模式。为保证理论和实践的紧密结合，主干课程的实验和课程安排在同一学期进行，或将实践内容和理论教学放在同一课程内，有助于加深学生对课程的理解，也有利于提高学生的动手能力和工程素养。

4.2 数字化设计方法和理论与实践教学相结合的模式

汽车产品的整个生命周期(PLM)都离不开各种数字化设计工具和软件的引入。具体表现为：在产品设计开发阶段，采用CATIA，UG NX等三维数字化造型设计软件；在产品性能测试分析阶段，采用ADAMS，ANSYS等工程软件；在实际产品的检测阶段，引入NI测控系统等。在理论和实践授课中引入这些工具，有利于促进学生对先进设计方法的学习，如在汽车构造授课中展示CATIA，UG NX等工具建立的三维汽车零部件构造模型；在汽车理论关于操纵稳定性、平顺性的分析研究中引入ADAMS动力学对比分析；在汽车设计课程设计和毕业设计中要求使用CATIA，ADAMS，ANSYS等实现汽车产品的CAD/CAE设计要求，使学生快速掌握这些先进数字化设计方法，提高实践创新能力。

5 结束语

汽车工业的快速发展既给车辆工程专业建设和人才培养带来了机遇，也带来了挑战。结合本校情况，对车辆工程应用型本科专业建设和专业课授课模式进行了改革，以国家汽车产业对高级工程技术人才需求和学生就业为导向，在车辆专业的人才培养模式、课程体系、理论与实践教学、学生综合素质培养体系等方面进一步探索与实践，大力加强专业学生的实践创新能力的培养。结合本专业实际情况，发挥优势和特色，培养出适应市场需求，具有实践创新能力的高素质车辆工程高级应用型人才。

参考文献

[1] 时培成,陈玉,肖平.虚拟仿真技术在车辆工程实验教学中的应用[J].科技信息,2009,13:419-420.

[2] 王准林,慕义,贺敬良.构建车辆工程专业实验教学新体系[J].中国科技信息,2009,2:293-295.

[3] 龙志军.应用型车辆工程专业人才培养方案的研究[J].中国现代教育装备,2010,11:134-136.

[4] 程峰,梁晓娟,李强.车辆工程专业应用型人才培养体系的研究[J].浙江科技学院学报,2010.22(5):418-422.

[5] 徐立友,周志立,曹青梅,王军.车辆工程专业实践性教学体系研究与实践[J].中国电力教育,2011,26:145-146.

[6] 罗永革,冯樱,王保华,张胜兰,郭一鸣.车辆工程应用型本科大学生工程素质培养模式的创新与实践[J].湖北汽车工业学院学报,2009,23(3):72-75,80.

[7] 段俊法,孙永生.车辆工程本科教学改革和实践[J].华北水利水电学院学报:社科版,2010,26(3):174-176.