“卓越計劃”下車輛工程實驗教學體系改革與實踐

李朝暉　朱崗　林君

摘 要 在“卓越工程師教育培養計劃”指導下，為全面提高學生的工程實踐和設計創新能力，對車輛工程專業實驗教學的現狀及問題進行了分析，提出基于典型工程環節來組織實踐環節的改革思路，對實驗課程體系構建、實驗項目設計、實踐環節運行模式，進行了研究與實踐探索，表明該思路對車輛工程或其他工科專業都具有較強的參考意義。

關鍵詞 卓越計劃 車輛工程 實踐教學 改革

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2015.04.042

Vehicle Engineering Experimental Teaching System

Reform and Practice under "Excellence"

LI Zhaohui， ZHU Gang， LIN Jun

（College of Vehicle Engineering， Chongqing University of Technology， Chongqing 400054）

Abstract Under "Excellent engineer education training plan" guidance， and comprehensively improve the students' engineering practices and design innovation， vehicle engineering experimental teaching status and problems are analyzed， based on a typical engineering aspects to organize practical aspects of reform ideas， the experimental curriculum system construction， the experimental project design， practical aspects of operating mode， carried out research and practical exploration， indicating that the idea of vehicle engineering or other professional have a strong engineering reference value.

Key words excellence; vehicle engineering; practice teaching; reform

1 背景

新型工業化是我國提升整體實力、躋身世界強國的必由之路，需要大量優秀的工程技術人才來實現。面向世界、面向工程、面向實踐，這是工科專業人才培養的準則，然而，我國的工科教育由于受傳統教育模式、經費投入等制約，培養的人才工程素質、實踐能力較薄弱。學生實踐能力和工程素質的缺乏，與企業急需大量高素質創新型人才的矛盾，就顯得尤為突出。“卓越工程師教育培養計劃”是教育部著力實施的高等工程教育改革措施，在借鑒國外優秀經驗的基礎上，探索適應我國國情的工程科技人才培養模式，旨在為未來工程領域培養面向工業界、面向未來、面向世界的優秀工程技術人才。①“卓越計劃”的三個特點：一是行業企業深度參與培養過程;二是學校按通用標準和行業標準培養工程人才;三是強化培養學生的工程能力和創新能力，從而可知“卓越計劃”的實施是有企業參與的依據行業標準的學生工程能力和創新能力培養的過程。②

實踐是工程能力培養的關鍵環節，也是創新能力培養的必由之路。通過實踐可以理論聯系實際、鍛煉充分運用所學理論知識獨立分析問題和解決問題的能力，掌握工程領域的基本技能與行業標準，培養學生創造能力、開發能力，全面提高學生在工程領域的綜合素質。③因此，隨著“卓越計劃”的實施，如何改革現有實踐教學運行模式，培養學生的工程實踐能力，達到卓越工程師的培養目標，是“卓越計劃”參與高校都面臨和需要解決的重要課題。

2 實驗教學體系的現狀與問題

目前，重慶理工大學車輛學院下屬有車輛工程、內燃機、汽車服務等，都是工程性、實踐性很強的專業，涉及的知識領域包括材料、機械、電子、計算機、藝術等各個方面。近年來，隨著我國汽車行業的持續快速發展，企業對專業人才的需求量不斷增加的同時，對人才能力的要求也在發生變化，不再單純看學生的課程考核成績，轉而注重學生的實踐經歷和創新能力。④因此在汽車行業對專業人才需求變化的推動下，車輛學院以培養學生工程實踐能力和創新精神為核心，建立了基于實驗課程架構，與理論教學并行的，既相對獨立又相互聯系的實驗教學體系，以適應不同培養階段學生的培養需求。但是，當前的實驗教學體系還存在以下問題：

2.1 實驗課程體系缺乏工程背景牽引

雖然實現了實驗教學獨立設課，但實驗教學很大程度上還是理論教學的附屬與補充，根據理論課程從屬的知識體系來組織教學，偏重理論的問題依然存在;實驗課程教學內容大多是理論課程所屬實驗的集合，內容仍然依附于各門獨立的理論課程，現有開設實驗課程模式更多的是形式上的獨立;實驗課程體系設置缺乏以汽車行業特色與工程應用背景，未能以行業背景下特定工程環節所需的知識與技能為主線來整合教學內容，學生難以接受到有效、完整的工程實踐能力培訓，離培養知識結構合理、實踐與創新能力強的應用型人才的教學目標還有一定差距。

2.2 實驗項目內容缺乏創新

實驗項目的內容主要源自所屬理論課程的相應章節，強調對科學理論的重現與分析，較少涉及相關基礎知識及其在工程領域的應用，知識的復合性不足;仍然存在驗證性實驗和演示性實驗，雖然開設有綜合性、設計性項目，但對于不同課程理論知識的融合較少，對工程環節知識的涉及不足，難以促進學生將所學的分散知識轉化為專業領域的能力，也缺乏對學生實踐與創新能力的培養。endprint

2.3 與理論課程缺乏協調

實驗課程與理論課程存在一定程度的協調問題，因為實驗課程獨立設課以后，與理論課程教學在教學進程上是平行的，而每學期教學時間是相對固定的，在教學班級數多與實驗設備尤其是大型精密儀器設備臺套數不足的矛盾下，容易出現下列情況：實驗進程領先理論課程，學生做實驗完全沒有理論基礎支撐;實驗進程大大滯后于理論課程，學生做實驗已失去了對理論知識進一步理解領悟的作用，無法激發學生的學習熱情，使得實驗效果大打折扣。

因此在以“卓越工程師教育培養計劃”為載體，改革工程人才培養傳統模式，提升高等院校人才培養質量的大環境下，對車輛工程實驗課程體系進行進一步完善和優化，就顯得尤其重要。

3 教學改革與實踐

實驗課程體系對專業人才培養目標的最終實現是通過各門實驗課程的設置和各個實驗項目的開設來完成的。

針對本專業在實驗課程體系、實驗項目內容以及教學運行等方面存在的問題，在“卓越計劃”指導下，結合我校實際，在實驗課程開設、實驗項目設置、運行機制等方面開展了下列改革與實踐探索。

3.1 汽車典型工程環節為主導的實驗課程體系構建

工程能力的培養應超越專業的界限，因為解決任何一個工程問題，都需要綜合多個學科、多個專業的知識和力量，汽車產品的開發過程就是一個典型的例子。對此，打破原有依照理論課程來劃定實驗課程的限制，根據車輛工程的專業特色，按照汽車設計、分析、制造、測試及服務等工程環節，以模塊化的方式來設置實驗課程體系與教學內容。具體而言，整車測試、發動機測試與零部件檢測歸屬于測試模塊;汽車維修、保養與故障診斷、保險理賠等歸屬于服務模塊;機械制造、數控技術、逆向工程等歸屬于制造模塊;力學分析、CFD三維數值模擬等歸屬于分析模塊;汽車結構等基礎性的知識作為支撐。如圖1所示。

圖1 實驗課程體系框架

按照傳統的實驗教學模式，上述內容是分屬于機械基礎實驗、車輛工程專業實驗以及若干課程實驗的，內容上無橫向聯系，授課時間也無法統一，無法滿足對學生工程實踐能力培養的要求。

通過教學改革，打破基于理論課程知識體系的局限，把在知識結構上分別屬于機械原理、力學、制造工藝學、數控技術、汽車構造、汽車理論、內燃機原理、電子控制技術、仿真計算分析、振動與噪聲、汽車服務、汽車故障診斷與維修等課程的內容，按照汽車設計、分析、制造、測試及服務等典型工程環節的特點為主導，來篩選和重組教學內容，根據不同的教學目標和培養對象選擇不同的模塊進行教學。組織實施跨課程、突出工程背景的實驗教學，有利于學生建立關于知識的整體概念、培養工程素質。課程體系仍然遵從基礎到綜合再到設計創新層次的逐步提升，在不同教學環節中逐步加強對學生進行工程實踐能力與創新能力的培養。

3.2 基于工程背景的綜合性設計性項目設計

教學內容改革的最終目的，是通過實驗項目的實施，將學生所學的分散的理論知識，進行“知識點—知識面—某一方面專業能力”的鏈接，即提升學生知識點形成知識面，再從知識面轉化為某一方面的專業實踐能力。因此在現有實驗項目的基礎上，對項目進行梳理與整合，大幅減少傳統的驗證性、演示性實驗，僅開設基礎理論必需的項目，做到與理論課程之間的有效銜接及擴展;以汽車開發典型工程環節對理論知識與專業技能的需求為主線，構建基于工程背景的綜合性與設計性項目，鍛煉學生的知識綜合應用與實踐創新能力。

綜合性項目的設置應圍繞工程環節中對知識與技能的需求，強調相關課程理論知識與實踐技能的綜合運用能力培養。以汽車服務模塊為例，傳統的汽車運用、汽車維修、汽車故障診斷與檢測等課程的實驗項目，只注重了學生在儀器設備使用、檢測方法等方面的實踐能力，但各知識點相互間的聯系較少，經此模式培養的學生在面對真實車輛復雜技術狀況的情況時，由于沒有建立起一個處理問題的正確思路，通常是無從下手的。針對該模塊的綜合性實驗模塊設置為：一組學生面對真實的車輛，有明確的分工合作，有正確的檢測思路與流程，可熟練使用各種檢測儀器儀表，從發動機解碼、底盤測功機測試到油路、電路分析等多方面檢測車輛的技術狀況，從而最終分析出車輛故障問題之所在。

設計性項目的構建必須從工程實際需要出發，使學生熟悉工程設計、工程研究的基本方法，以提高其分析能力、溝通表達能力、團結協作能力、管理能力等工程綜合能力，從而使其具有獨立從事具體工程領域內的研究與開發、管理與決策、設計與創新等能力。學生可以根據自己的專業方向選擇不同的實驗內容，在教師的指導下擬定實驗方案，設計實驗系統，自行完成實驗研究工作。⑤

以汽車測試模塊為例，傳統的發動機測試包括了從最基礎的速度特性、負荷特性到萬有特性、廢氣檢測與分析、燃燒分析與振動噪聲測試等等，在此基礎上的設計性實驗可以以實際的工程項目為依托，比如降低排放這一大的命題。學生在解決此類問題時，需要在熟悉當前國家排放標準法規與發動機臺架實驗規范的前提下，自行選擇合適的缸內燃燒參數與排放測試設備，確定不同的點火以及噴油參數，擬定實驗方案與測試流程，采集相應的測試參數并進行分析，最終得出影響排放的主要因素，提出降低排放的建議。

3.3 適應“卓越計劃”的運行機制探索

如前所述，實驗的獨立設課帶來了與理論課程存在某種程度的沖突問題，主要表現在時間與內容兩個方面。當實驗教學的內容按照以工程環節為主線的多模塊、分層次改革以后，時間沖突問題就迎刃而解。目前我校針對（下轉第126頁）（上接第93頁）基礎模塊實行相對理論課程嚴格的先后修關系，如汽車結構分析類的實驗項目必須在汽車構造課程的相應章節開出后進行，或者在理論課程中進行現場教學與實驗。

“卓越計劃”的典型特征是促進企業深度參與人才培養的“3+1”培養模式，我校與長安集團、隆鑫集團等重慶汽摩企業建立了“3+1”班。學生在企業實習所開展的工作，均可等效地視為實驗模塊，在實驗課程的成績評定上，與校內開設實驗項目等同，因此在時間與空間上具有更大的靈活性。

與此類似的是，我校也鼓勵以導師項目驅動的模式和各類競賽來促進創新性實驗項目的開設與學生工程能力的培養。我校學生參加過多屆本田節能車競賽，飛思卡爾智能汽車競賽等全國性比賽，參賽學生的作品均作為創新設計性實驗項目獲得了認可。

總體而言，為適應“卓越計劃”培養模式，實驗教學運行機制的改革方案為：專業基礎模塊在校內嚴格按照理論課程計劃進度相應開設;汽車開發典型工程環節的實驗模塊，學生具有選擇靈活性，并通過此類模塊的鍛煉獲得基本的工程素養，為深入企業的培訓打好基礎;企業項目、導師項目與各類競賽均可同等視為創新設計性實驗，不受教學的局限，以更靈活地滿足人才培養需求。

4 結束語

重慶理工大學車輛工程專業在“卓越工程師教育培養計劃”指導下，進行了以汽車設計、汽車分析、汽車制造、汽車測試及服務等典型工程環節為主導的模塊化多層次實驗課程體系改革，實踐了整合工程環節技能與理論知識進行實驗項目設計的措施，探索了適應“卓越計劃”的教學運行機制。改革舉措對學生的工程實踐能力、創新能力及團隊協作能力的培養起到了關鍵的作用。同時，實踐教學的改革除了需要先進的建設理念、完善的教學體系外，還應該通過理論教學的改革來獲得持續發展。

注釋

① 孫愛晶，范九倫，趙小強.卓越背景下實踐教學方法改革與學生工程實踐能力培養.中國大學教學，2013（6）：79-80，7.

② 郭磊.基于卓越工程師培養的熱能與動力工程專業實踐教學改革的實施.湖南農機，2012.39（5）：184-185.

③ 王濤，劉美.卓越工程師培養計劃中實踐教學體系建設的幾點建議.中國電力教育，2011（30）：159-160.

④ 嚴運兵，張光德，楊啟梁.車輛工程專業實踐教學體系改革.中國冶金教育，2011（3）：54-56，59.

⑤ 徐讓書，黃福幸.專業實驗教學體系的綜合性創新性實驗改革方案.中國大學教學，2002（9）：30-31.endprint