面向未來汽車產業的跨學科源頭創新人才培養

林健

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2016.22.150

摘 要：新能源技術、輕量化和智能化是未來汽車的發展方向，汽車材料的創新和應用是推動我國由世界汽車工業大國走向強國的必由之路。為了培養具有源頭創新能力、車輛工程和材料科學與工程學科交叉的高端人才，該文介紹了同濟大學“材料-汽車-新能源復合型人才培養模式創新實驗區”的培養目標和課程體系設立，為我國學科交叉和創新型汽車工業人才培養探索新路。

關鍵詞：車輛工程 材料科學與工程 學科交叉 源頭創新 未來汽車

中圖分類號：G643 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）08（a）-0150-03

Subject Crossing Talent Cultivation for Source Innovation of Future Automotive Industry

Lin Jian

（School of Materials Science and Engineering，Tongji University，Shanghai，201804，China）

Abstract：New energy， lightweight and intelligent technologies are the future direction of the automobile revolution.The innovation and application of automotive materials is the one route to change Chinese automobile industry from industrial giant to the power.In order to cultivate talents with source innovation ability and subject crossing in vehicle engineering and materials science & engineering，the Materials-Automobile-New energy innovation experimentation area for inter-disciplinary talent cultivation in Tongji University was introduced in this paper.A new kind subject crossing and innovative talent cultivation system for automotive industry was also discussed.

Key Words：Vehicle engineering；Materilas science and engineering；Subject crossing；Source innovation；Future automotive

自1886年第一輛汽車誕生以來，人類社會生產與生活發生了深切的變化。汽車工業的迅猛發展，已經成為許多工業大國的支柱產業。20世紀50年代起中國開始自主建設汽車工業，并于20世紀80年代起通過大規模引進和消化吸收、自主開發，我國的汽車工業已發展成為世界汽車大國，產量占全球第一，不過在汽車技術領域與國際先進國家仍有較大差距[1]。

隨著人類社會對資源消耗的大幅增加，化石能源短缺、溫室效應、環境污染已成為人類所面臨的一個重大問題，而建立在大規模資源消耗的汽車工業則走到了一個十字路口。為適應社會發展的需求，新能源技術、輕量化、智能化已成為未來汽車產業發展的必由之路，諸如：鋰電池、輕量化材料、傳感器材料等一大批汽車新材料不斷涌現，成為新一輪汽車工業革命的源頭動力[2]。

1 我國汽車相關本科專業人才培養現狀及需求

為了培養我國汽車工業研發、技術與管理人才，國內一些高校相繼建設了車輛工程、汽車服務工程等一批汽車類專業，成效顯著。但目前該類專業的人才培養模式與我國汽車工業發展模式相近，即偏重于汽車生產制造和汽車服務保障，各高校車輛工程專業培養方案同質化現象較為嚴重[3，4]，在汽車技術源頭開發創新人才培養上則有所欠缺。近年來，我國許多高校在車輛工程等本科專業教學實踐中已逐漸認識到，單純偏重于車輛機械工程領域的教學模式已不完全適應汽車產業的高端人才培養所需，因此，相繼開展了跨學科培養試點。如同濟大學汽車學院近年來除了在車輛工程專業中新增了“新能源汽車”專業方向外，還與工業設計相結合建立了汽車造型專業人才模式創新實驗區。江蘇理工學院將車輛工程與電子信息工程兩個專業相結合開展了跨學科人才培養試點。許多高校相繼開設了一些汽車材料類課程，為車輛工程或材料類專業課程體系中增加了一些跨學科元素。[5-7]

自古以來，材料科學始終是人類文明發展的基石、推動現代工程技術創新的源頭動力。未來汽車技術的變革離不開在汽車材料領域的源頭創新[8-11]。在目前國內高校車輛工程專業的課程設置中，一般偏重于機械、汽車技術方面的知識點教學，而對于汽車生產所用材料科學領域的知識點則多局限在應用范圍，汽車工業人才的培養缺乏汽車材料科學與技術研發領域的積淀。

因此，為了適應國家對汽車產業發展的新需求，培養兼具汽車材料源頭創新和汽車設計制造創新的高端研發和工程技術人才，同濟大學材料科學與工程學院、汽車學院結合各自優勢，強勢聯合，在國內首創“材料-汽車-新能源復合型人才培養模式創新實驗區”，將新材料與新能源技術、汽車技術有機結合，重點培養服務于新一代汽車工程技術與汽車材料創新、具有源頭創新思維的汽車產業領域高端人才，以滿足國家發展之急需。

2 創新實驗區建設理念及思路

從現有的本科培養體系來看，車輛工程專業是研究汽車等各類車輛的理論、設計及制造技術、培養從事上述領域高級研發和工程技術人才的本科專業，目前我國數十個高校開設了此類專業。該專業除了要求掌握必需的車輛工程專業知識外，還要求具備扎實的力學、電工、電子、機械、設計等方面的工科基礎知識。其主干課程包括車輛工程、機械原理、理論力學、材料力學、機械設計、電工與電子技術、汽車構造、汽車理論、內燃機理論、汽車設計等。

材料類專業則是全國綜合性高校大都擁有的本科專業，是一類涉及材料學、工程學和化學等方面知識的寬口徑專業，其以材料學、化學、物理學為基礎，重點研究材料成分、結構、加工工藝與其性能和應用。材料類專業又可細分為材料科學與工程、金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、復合材料等本科專業或專業方向，隨著新材料研究和應用開發的不斷深入，功能材料、納米材料、光電子材料等一些新的本科專業也都有招生。

2014年習近平總書記在上海汽車集團考察時就強調，發展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路。未來汽車的發展必定圍繞著新能源技術、輕量化節能減排和智能化方向發展，而要實現這一目標，就必須在汽車材料上的進行不斷創新，才能進而實現汽車技術上的變革。

為了培養服務于未來汽車工業領域源頭創新、能夠從事新能源、輕量化、智能化汽車相關材料、裝備及整車開發的綜合性高級科學研究和工程技術人才，同濟大學近年來通過不斷深入研討汽車、材料、新能源技術領域學科交叉及復合型人才培養機制，于2016年設立了“材料-汽車-新能源復合型人才培養模式創新實驗區”，并正式對外招生，以培養兼具物理、化學、力學、機械、設計等工科基礎知識以及材料科學與工程、車輛工程等必備專業知識的學科交叉復合型拔尖人才為目標，定位于依托材料科學與工程專業、同時與車輛工程專業開展學科交叉密切合作，在未來汽車產業緊缺人才培養上協同創新，為未來汽車工業的發展和新一輪變革提供源頭推動力。

3 創新實驗區的課程體系建設

在同濟大學材料科學與工程本科專業課程體系中，分別開設了物理、化學類基礎課程、電工、設計等工科基礎課程以及大量材料類專業課程，專業總學分為175。而車輛工程為5年制本科專業，除了大量的車輛工程專業課程外，還開設了力學、機械、電子、電工等工程基礎課程，5年總學分達211.5，即使在扣除其第二外語課程設置后，總學分也高達179.5學分。由于國家及學校對本科教育的總學分有嚴格的限制，因此，創新實驗區的課程體系設置不能簡單合并兩個專業的課程體系，需保證學生有適宜的課堂學習強度和足夠的課外學習時間。

因此，在設定實驗區課程體系建設目標時，根據人才培養定位，遵循以材料科學與工程本科專業課程體系為基礎、融合汽車工程核心課程教學、強化新能源技術、輕量化技術、智能化技術等特色交叉課程教學的培養模式，開展復合型人才的教學與培養工作。創新實驗區課程體系在保證完整的材料類專業基礎課程體系和必要的物理、化學類、電工、設計基礎知識的基礎上，增加車輛工程類專業基礎課程和必要的力學、機械等基礎課程教學內容。同時大規模開展材料-汽車-新能源技術學科交叉課程建設，在保證材料科學與工程專業必須的專業課程總學分和畢業要求基礎上，同時滿足車輛工程專業課程體系結構要求。

因此，在創新實驗區的課程設置中，除了開設高等數學、普通物理、三大化學、電工學等理工科基礎課程外，還增設了理論力學、機械原理、機械制圖、制造技術基礎等力學、機械類基礎課程。在材料類課程中則保持了材料概論、材料科學基礎、材料工程基礎、材料研究方法等全部材料專業基礎課程以及材料力學性能、材料物理性能、功能材料學、功能材料制備工藝基礎等重要專業課程。對于車輛工程專業課程來說，則根據創新實驗區培養目標開設了車輛工程導論、汽車理論、汽車構造、車用新能源及動力系統、自動控制原理等核心專業課程。與此同時實驗區通過深入研討開設了諸如汽車工程材料、新能源材料、輕量化汽車技術與材料、車用傳感器技術與材料、新能源汽車產業概論等學科交叉課程，同時兩院合作設立了材料專業與車輛工程專業綜合實驗、車用新能源技術及材料綜合實驗、汽車構造實習等一批學科交叉型實驗實踐類課程。這些學科交叉課程的設立不僅使創新實驗區學分分布可滿足材料科學與工程專業畢業要求，也能夠滿足學生在車輛工程專業繼續深造和就業的要求。同時創新實驗區的總學分控制在179學分，保證了學生能順利完成在4年本科階段學習。（如圖1）

為了進一步加強材料-汽車-新能源技術學科交叉領域的高端人才培養，創新實驗區采用本-碩-博貫通式復合型人才培養模式，即學生通過本科階段學習訓練，完全具備同時在材料科學與工程、車輛工程專業繼續學習深造、工作的能力。學生可以通過選拔進入材料科學與工程或車輛工程專業的研究生階段學習，同時也提供赴美、英、法國等知名高校進行國際聯合學位培養的機會，以培養在汽車工業領域國家急需之才。學生也可以經過本科學習直接進入汽車、新材料、新能源等相關行業工作。

4 結語

創新實驗區的學生經過創新實驗區的跨學科模式人才培養，將兼具材料學科和車輛工程的專業知識，材料研究和汽車工程開發相結合，在車用材料開發時直接掌握汽車應用之需，而在汽車研發和生產、維護時則明晰各類車用材料的特點和可能面臨的挑戰。材為車用，車以材先，對于現代汽車工業的發展和未來汽車技術源頭創新具有重要意義。同濟大學將在創新實驗區的建設中不斷探索，優化并健全實驗區課程體系，并由學科交叉型本科教學逐漸向教學、科研并重的研究生跨學科培養延伸，并希望在不久將來建設成一個汽車材料相關學科交叉新專業，為我國汽車工業的創新發展提供強力支持，同時為高等教育跨學科融合式人才培養樹立典范。

參考文獻

[1] 吳斯.追逐數十載 中國汽車工業落后之痛緣何還在[N].現代物流報，2016-5-13（C3）.

[2] 唐科祥.淺談汽車未來發展趨勢[J].企業科技與發展， 2016（4）：148-151.

[3] 王旭飛，康芹，施紹寧，等.地方院校車輛工程專業培養方案的研究[J].中國現代教育裝備，2016（4）：50-52.

[4] 陳茹雯，張雨.車輛工程專業同質化現象探析[J].科學大眾-科學教育，2014（11）：156.

[5] 張蘭春，趙景波，劉曉杰.車輛工程專業跨學科人才培養模式的探討[J].江蘇理工學院學報，2014，20（6）：112-114.

[6] 王天國，羅成，李建.面向汽車工業的材料科學與工程專業應用型人才培養模式的研究[J].時代教育，2015（18）：5.

[7] 常穎，李曉東，魏志勇.汽車材料類課程整合及教學模式改革研究[J].實驗室科學，2014，17（6）：190-192.

[8] 牟寧博.關于汽車新材料的應用現狀及發展探討[J].化工管理，2016（4）：89.

[9] 周賀祥.汽車用新材料的應用進展[J].化工新型材料，2016，44（2）：41-42，45.

[10] 侯俊.新材料在新能源汽車中的應用[J].科技與創新，2016（2）：107-108.

[11] 海霞.汽車發動機周邊非金屬材料創新應用[J].新技術及應用，2013（10）：36-39.