車輛工程應(yīng)用型本科大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究

羊 玢 萬(wàn)茂松 王健康

南京林業(yè)大學(xué)汽車與交通工程學(xué)院 江蘇南京 210037

車輛工程應(yīng)用型本科大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究

羊 玢 萬(wàn)茂松 王健康

南京林業(yè)大學(xué)汽車與交通工程學(xué)院 江蘇南京 210037

根據(jù)汽車類人才的市場(chǎng)需求和車輛工程專業(yè)定位，建立了車輛工程應(yīng)用型本科大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系，對(duì)理論課程教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程體系、學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)體系等多方面進(jìn)行了創(chuàng)新與實(shí)踐。

車輛工程專業(yè)；應(yīng)用型；實(shí)踐創(chuàng)新能力；教學(xué)體系

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

汽車產(chǎn)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一，近十年來(lái)，隨著我國(guó)汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，用人單位對(duì)汽車類人才的需求十分旺盛。同時(shí)，對(duì)車輛工程專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量和類型提出了新要求，迫切要求改革和創(chuàng)新車輛工程人才培養(yǎng)模式，著重加強(qiáng)學(xué)生的工程素質(zhì)和實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1 車輛工程專業(yè)定位

車輛工程專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和汽車設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)方面的專業(yè)知識(shí)，能夠在汽車設(shè)計(jì)研究院、汽車制造企業(yè)、汽車行業(yè)管理部門(維修行業(yè)協(xié)會(huì)、保監(jiān)會(huì))、保險(xiǎn)公司、交通管理部門和高等院校等從事汽車產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、技術(shù)研究、交通安全、教學(xué)和管理工作。本專業(yè)主要要求學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和掌握機(jī)械設(shè)計(jì)與制造基礎(chǔ)理論、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等基礎(chǔ)知識(shí)。

近年來(lái)，我校車輛工程專業(yè)根據(jù)我國(guó)汽車工業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)和新的人才培養(yǎng)需求，對(duì)如何培養(yǎng)符合社會(huì)需求的實(shí)踐創(chuàng)新能力的人才進(jìn)行了深入研究和探索。圍繞學(xué)校的“十二五”發(fā)展規(guī)劃，重新確立了車輛工程專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)思想，明確了辦學(xué)指導(dǎo)思想和定位，著重培養(yǎng)學(xué)生在汽車產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)和汽車測(cè)試等方面有較強(qiáng)的研究和應(yīng)用能力，并對(duì)理論課程教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程體系、學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)體系等多方面進(jìn)行了創(chuàng)新與實(shí)踐。

2 車輛工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系

2.1 理論課程教學(xué)體系的建設(shè)

2.1.1 “三模塊”理論課程教學(xué)體系

根據(jù)車輛工程應(yīng)用型本科人才的能力結(jié)構(gòu)和要求，首先確定車輛工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的課程體系和教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建了“三模塊”理論課程教學(xué)體系，即與車輛工程專業(yè)相關(guān)模塊，包括通識(shí)教育模塊、汽車專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)模塊和專業(yè)課教學(xué)模塊，確立了各模塊課程的知識(shí)要求和教學(xué)內(nèi)容。具體做法是將本專業(yè)劃分為汽車產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)和汽車測(cè)試方向，依據(jù)不同方向開(kāi)設(shè)了不同的主干課程，制訂了新的課程教學(xué)大綱，組建了模塊化教學(xué)團(tuán)隊(duì)，進(jìn)一步優(yōu)化了課程結(jié)構(gòu)和不同課程之間的縱深關(guān)系，確立了各課程的教學(xué)目標(biāo)和要求，修訂了新的教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱。

2.1.2 建設(shè)汽車數(shù)字化課程群

數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造是現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。為了滿足現(xiàn)代汽車工業(yè)對(duì)既懂汽車結(jié)構(gòu)又懂三維數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)復(fù)合型人才的需求，我校自2009年始開(kāi)展了車輛工程本科專業(yè)數(shù)字化課群的建設(shè)，將數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用能力培養(yǎng)作為專業(yè)人才培養(yǎng)主要目標(biāo)之一。

通過(guò)對(duì)專業(yè)需求企業(yè)和相關(guān)院校廣泛調(diào)研與論證，提出符合自身特點(diǎn)的課程建設(shè)方案，修訂了各門課程的教學(xué)大綱，著手選擇或編寫教材，大膽嘗試與改革數(shù)字化課程的教學(xué)方法與手段，陸續(xù)開(kāi)設(shè)CAD，CAE以及汽車仿真和汽車電子類課程，如汽車CAD/CAE技術(shù)、汽車結(jié)構(gòu)有限元分析、Matlab及其應(yīng)用、汽車車身設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、汽車測(cè)試技術(shù)及設(shè)備、汽車電子控制技術(shù)等。同時(shí)，在教學(xué)內(nèi)容和方法上也在不斷改革和嘗試，使學(xué)生不只局限于工具的使用，強(qiáng)調(diào)授課過(guò)程中訓(xùn)練學(xué)生思維的啟發(fā)式教學(xué)方法，盡可能結(jié)合汽車零部件產(chǎn)品設(shè)計(jì)的案例式教學(xué)方法。

2.1.3 搭建汽車數(shù)字化應(yīng)用平臺(tái)

圍繞著汽車數(shù)字化設(shè)計(jì)和汽車測(cè)試兩個(gè)專業(yè)發(fā)展方向，以培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才為目標(biāo)，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備和軟件建設(shè)，在原有實(shí)驗(yàn)條件的基礎(chǔ)上成立了汽車數(shù)字化設(shè)計(jì)與應(yīng)用中心。已建成擁有DELL和HP高性能工作站、40臺(tái)高性能計(jì)算機(jī)，80套汽車電子多功能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，汽車制造業(yè)普遍使用的汽車CAD(輔助設(shè)計(jì)類)軟件—CATIA v5r20，UG NX 6.0和PTC Cero 1.0，汽車CAE(結(jié)構(gòu)性能分析類)軟件—ANSYS10.0，汽車動(dòng)力學(xué)與性能仿真軟件—ADAMS，RECURDYN，虛擬儀器和檢測(cè)開(kāi)發(fā)軟件—NI測(cè)控系統(tǒng)，LabView，Matlab等各種先進(jìn)、正版軟件的汽車數(shù)字應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室。

2.2 多途徑提高大學(xué)生數(shù)字化應(yīng)用能力

依托汽車數(shù)字化設(shè)計(jì)建設(shè)平臺(tái)，將提高大學(xué)生的數(shù)字化技術(shù)實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)貫穿于整個(gè)大學(xué)階段課程學(xué)習(xí)、專業(yè)課課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、課外創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練計(jì)劃中。

(1)推行“以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)”的教學(xué)思想，堅(jiān)持理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)并重，注重汽車新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)和新材料的介紹，正確處理各課程內(nèi)容的縱深關(guān)系，周期性開(kāi)展教學(xué)研討，總結(jié)課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、不斷改進(jìn)教學(xué)方法。

(2)推行“優(yōu)秀本科生導(dǎo)師制”，聘請(qǐng)學(xué)術(shù)造詣深、責(zé)任心強(qiáng)、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕處煋?dān)任優(yōu)秀本科生導(dǎo)師，導(dǎo)師應(yīng)在充分了解優(yōu)秀本科生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、特長(zhǎng)、志趣等因素的基礎(chǔ)上，制訂出切合實(shí)際的培養(yǎng)方案和較強(qiáng)針對(duì)性的培養(yǎng)計(jì)劃及具體安排。安排優(yōu)秀本科生參加科研工作和各類學(xué)科競(jìng)賽。優(yōu)秀本科生在培養(yǎng)期間應(yīng)積極參與指導(dǎo)教師安排的科研課題或項(xiàng)目，在指導(dǎo)教師的指點(diǎn)下積極申報(bào)校級(jí)以上創(chuàng)業(yè)計(jì)劃、創(chuàng)新項(xiàng)目，并撰寫科研論文或申報(bào)成果獎(jiǎng)，使學(xué)生數(shù)字化技術(shù)綜合應(yīng)用能力得到提高。

(3)建立課外實(shí)踐創(chuàng)新汽車數(shù)字化應(yīng)用平臺(tái)，鼓勵(lì)車輛工程專業(yè)大學(xué)生參與機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)等各種大賽，在全國(guó)三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、機(jī)械創(chuàng)新等競(jìng)賽中取得了較好成績(jī)，以賽促教、以賽促訓(xùn)、以賽促用、以賽促新，培養(yǎng)了學(xué)生自我學(xué)習(xí)、自我開(kāi)發(fā)的能力以及創(chuàng)新意識(shí)，同時(shí)也提升了專業(yè)能力和技術(shù)水平，促進(jìn)了就業(yè)。

2.3 實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程體系的建設(shè)

2.3.1 打破課程壁壘，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容模塊化

從車輛工程專業(yè)人才培養(yǎng)需求的實(shí)際出發(fā)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系首先應(yīng)打破課程的界限，以強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)為主線，對(duì)專業(yè)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，統(tǒng)籌規(guī)劃所有專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)，構(gòu)建與理論課教學(xué)既有機(jī)結(jié)合又相對(duì)獨(dú)立的技能培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，形成了“專業(yè)教師指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)教師參與課程教學(xué)”的教學(xué)模式。由專業(yè)課教師參與指導(dǎo)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤構(gòu)造、汽車拆裝與駕駛實(shí)習(xí)、汽車CAD/CAE技術(shù)等實(shí)驗(yàn)課程，將理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程緊密聯(lián)系，使學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容有更深層次的理解。

2.3.2 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，充分利用教學(xué)資源

充分利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有資源，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，積極開(kāi)展實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放工作，為學(xué)生學(xué)習(xí)服務(wù)，培養(yǎng)和鞏固學(xué)生的專業(yè)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放包括認(rèn)知實(shí)驗(yàn)開(kāi)放、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)放、計(jì)算機(jī)應(yīng)用開(kāi)放、科技活動(dòng)開(kāi)放等。同時(shí)，積極支持和組織大量的學(xué)生課外實(shí)踐活動(dòng)，極大提高了學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)積極性。

2.3.3 引入虛擬仿真技術(shù)，降低設(shè)備運(yùn)行使用費(fèi)用

虛擬仿真技術(shù)已在車輛工程學(xué)生的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文綜合設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)開(kāi)始廣泛使用，利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)和仿真技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備操作與控制模擬，使學(xué)生全面了解和熟悉實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的使用原理，操作過(guò)程和維護(hù)保養(yǎng)。學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備的自主開(kāi)發(fā)及應(yīng)用，要求學(xué)生利用3D(如UG，CATIA等)工程軟件，建立對(duì)象的三維數(shù)字化模型，然后利用相關(guān)虛擬仿真軟件制作成面向?qū)ο蟮慕换ハ到y(tǒng)。開(kāi)發(fā)和利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)新的發(fā)展力向，可縮短熟悉儀器設(shè)備的時(shí)間，規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，提高儀器設(shè)備的使用完好率，降低實(shí)驗(yàn)損耗和實(shí)驗(yàn)成本。

3 學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)體系

(1)分析調(diào)查學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)要求，將學(xué)生表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和交流能力等素質(zhì)培養(yǎng)要求落實(shí)到模塊化和實(shí)踐教學(xué)體系的環(huán)節(jié)中。在課程的教學(xué)方式方法、實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)綜合設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，強(qiáng)化學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，培養(yǎng)綜合素質(zhì)。

(2)強(qiáng)化學(xué)生科技競(jìng)賽、課外科技活動(dòng)，提高學(xué)生的創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新能力。在每年的機(jī)械設(shè)計(jì)競(jìng)賽、數(shù)學(xué)建模大賽、三維數(shù)字化建模競(jìng)賽等各類競(jìng)賽和科技活動(dòng)中，組織專業(yè)學(xué)生積極參與，由專業(yè)教師進(jìn)行指導(dǎo)。幾年來(lái)，本校大學(xué)生廣泛地參與科技創(chuàng)新活動(dòng)，已有多名學(xué)生獲得省級(jí)或國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)，極大地鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，提高了學(xué)習(xí)興趣，創(chuàng)造了良好的科技創(chuàng)新氛圍，提高了科技創(chuàng)新意識(shí)。

(3)通過(guò)汽車維修等級(jí)工(國(guó)家勞動(dòng)和社會(huì)保障部職業(yè)技能鑒定中心授權(quán))和三維CAD應(yīng)用工程師(國(guó)家制造業(yè)信息化培訓(xùn)中心授權(quán))專業(yè)技能的認(rèn)證，給本校學(xué)生提供了參加各項(xiàng)應(yīng)用技能認(rèn)證培訓(xùn)的機(jī)會(huì)，大大提高了學(xué)生的就業(yè)技能。

4 專業(yè)課教學(xué)模式和方法的改革

車輛技術(shù)發(fā)展日新月異，各種新理論、新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn)，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)學(xué)時(shí)之間的矛盾日益突出。因此，改革教學(xué)模式和方法勢(shì)在必行。

4.1 制定合理的教學(xué)計(jì)劃

通過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和廣泛調(diào)研，制定了合理的課程教學(xué)計(jì)劃，將專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)計(jì)劃提前，保證每個(gè)學(xué)期都有1～2門專業(yè)相關(guān)課程，使各門課程有一定的傳承性和互補(bǔ)性。汽車的各門專業(yè)課之間有著密切的聯(lián)系，特別是汽車構(gòu)造、汽車?yán)碚摗⑵囋O(shè)計(jì)這3門專業(yè)核心課程聯(lián)系更緊密。多門課程各有特點(diǎn)，串聯(lián)講解的授課模式使學(xué)生將知識(shí)融會(huì)貫通，更深入理解汽車的結(jié)構(gòu)、原理和設(shè)計(jì)。

構(gòu)建了理論與實(shí)踐一體化的教學(xué)模式。為保證理論和實(shí)踐的緊密結(jié)合，主干課程的實(shí)驗(yàn)和課程安排在同一學(xué)期進(jìn)行，或?qū)?shí)踐內(nèi)容和理論教學(xué)放在同一課程內(nèi)，有助于加深學(xué)生對(duì)課程的理解，也有利于提高學(xué)生的動(dòng)手能力和工程素養(yǎng)。

4.2 數(shù)字化設(shè)計(jì)方法和理論與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的模式

汽車產(chǎn)品的整個(gè)生命周期(PLM)都離不開(kāi)各種數(shù)字化設(shè)計(jì)工具和軟件的引入。具體表現(xiàn)為：在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)階段，采用CATIA，UG NX等三維數(shù)字化造型設(shè)計(jì)軟件；在產(chǎn)品性能測(cè)試分析階段，采用ADAMS，ANSYS等工程軟件；在實(shí)際產(chǎn)品的檢測(cè)階段，引入NI測(cè)控系統(tǒng)等。在理論和實(shí)踐授課中引入這些工具，有利于促進(jìn)學(xué)生對(duì)先進(jìn)設(shè)計(jì)方法的學(xué)習(xí)，如在汽車構(gòu)造授課中展示CATIA，UG NX等工具建立的三維汽車零部件構(gòu)造模型；在汽車?yán)碚撽P(guān)于操縱穩(wěn)定性、平順性的分析研究中引入ADAMS動(dòng)力學(xué)對(duì)比分析；在汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中要求使用CATIA，ADAMS，ANSYS等實(shí)現(xiàn)汽車產(chǎn)品的CAD/ CAE設(shè)計(jì)要求，使學(xué)生快速掌握這些先進(jìn)數(shù)字化設(shè)計(jì)方法，提高實(shí)踐創(chuàng)新能力。

5 結(jié)束語(yǔ)

汽車工業(yè)的快速發(fā)展既給車輛工程專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)帶來(lái)了機(jī)遇，也帶來(lái)了挑戰(zhàn)。結(jié)合本校情況，對(duì)車輛工程應(yīng)用型本科專業(yè)建設(shè)和專業(yè)課授課模式進(jìn)行了改革，以國(guó)家汽車產(chǎn)業(yè)對(duì)高級(jí)工程技術(shù)人才需求和學(xué)生就業(yè)為導(dǎo)向，在車輛專業(yè)的人才培養(yǎng)模式、課程體系、理論與實(shí)踐教學(xué)、學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)體系等方面進(jìn)一步探索與實(shí)踐，大力加強(qiáng)專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。結(jié)合本專業(yè)實(shí)際情況，發(fā)揮優(yōu)勢(shì)和特色，培養(yǎng)出適應(yīng)市場(chǎng)需求，具有實(shí)踐創(chuàng)新能力的高素質(zhì)車輛工程高級(jí)應(yīng)用型人才。

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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

2012-01-21

羊玢，博士，副教授。

南京林業(yè)大學(xué)高等教育研究課題(編號(hào)：2011A07)。