面向車輛工程創新人才培養的融合交叉式課程教學

閆曉磊　花海燕

摘? 要：為順應產業發展需求，分析了車輛工程創新人才培養的著力點，提出四維度思維范式培養規劃，建立了多層次教學內容組織架構，并構建了融合交叉式教學路線。以《理論力學》課程為例，設計了融合交叉式課程教學改革實踐方案，以促進專業基礎教學與創新人才培養契合度的提高。

關鍵詞：高等工程教育;融合交叉;創新思維;車輛工程

中圖分類號：C961? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2019）26-0162-03

Abstract： In order to comply with the requirements of industry development， the focus of cultivating innovative talents for vehicle engineering is analyzed firstly. After planning the four-dimensions thinking paradigm and establishing the multi-level organization for course contents， the teaching route with fusion crossover feature is designed. Furthermore， the course of theoretical mechanics is taken as an example to carry out the innovation with fusion crossover route， so as to improve the fitting between the professional foundations teaching and talent training.

Keywords： higher engineering education; fusion crossover; innovative thinking; vehicle engineering

高等工程教育是國家科技與產業發展人才來源的重要支撐，其是引領、緊跟還是滯后于時代發展的步伐，直接影響著國家的產業發展水平?！靶鹿た平ㄔO”和“新時代一流工程教育建設”，是應對科技迅猛發展與產業變革需求下，高等工程教育改革發展的全新視角與方向[1][2]。不同于以知識傳授為中心的傳統教育，新時代的教育發展更突出強調教育過程中知識的運用、創新能力的培養與思維范式的培養[3][4]。車輛工程專業人才培養在智能時代被賦予了新的使命，新知識、新技術、新方法的涌現，學科之間的交叉、融合、滲透，必然要求人才的培養必須緊跟其發展步伐。

一、智能時代車輛工程人才培養著力點

智能時代對車輛專業人才的需求，無論從知識、技能方面還是從能力、思維方面，都提出了多維度、大跨度的需求，要迎合這種培養需求，從課程體系和課程教學兩個層面，都必須尋求多元融合交叉的人才培養著力點。

（一）多學科融合交叉的課程體系建設

人才培養必須重視系統性，課程體系的建立就顯得尤為重要。智能制造行業的多學科交叉特點，決定了課程體系的融合交叉[5]，而課程體系中學科的融合交叉又需以專業定位為依托。新時代車輛工程專業必須以培養創新人才為目標，密切關注車輛智能化和車輛設計制造智能化技術發展的人才缺口，著力智能系統開發、智能設計制造、信息處理等具備高新技能的人才培養。面向多元化的需求，課程體系建設需在有限的培養計劃學時中，最大限度的融入新興元素并拓寬課程間的融合交叉面，以契合新時代專業定位需求。

（二）多學科滲透融合的課程教學創新

課程教學的創新是從課程內容本身出發，借助新形態教學，讓課程融合更多新元素、新技術，從而夯實理論知識。在課程教學中，不是簡單多學科的疊加，而是通過滲透融合的方式，引入創造性、創新性活動，有目標地推動學生掌握思維的方法與技巧，使得專業素養和思維能力相互促進，全面提升思維范式與創新創造能力。相較于課程體系建設，課堂教學創新為車輛工程創新人才培養提供了更柔性、更開放的創新潛力，更能從根本上帶動創新人才的培養。

二、面向創新人才培養的課程教學改革

（一）四維度思維范式培養規劃

為了有效培養車輛工程創新人才的科學思維范式，首先突破現有教學中，知識、能力和思維培養不平衡的現狀，改變教學大綱制定中，僅對教學內容、能力目標有明確規劃的現狀，為思維范式培養理順一套系統性的培養規劃，將教學活動從知識傳授、能力培養上升到思維培養的高度。從訓練多元思維方法、強化創新思維意識、塑造專業思維素養和養成科學思維習慣四個維度出發，建立思維范式培養規劃如圖1所示。

1. 外環思維訓練——面向工科人才培養的多元思維方法訓練規劃。車輛工程屬于工科類專業，該專業人才必須具有較強的邏輯思維能力，從歸納、演繹、遞進、逆向、辯證、推理、分析、綜合等多元思維方法和技巧的訓練角度進行基本的思維培養任務規劃。

2. 內環思維培養——創新思維與專業思維的并行培養。學科之間的交叉、融合、滲透是新時代車輛工程專業發展需求，不同的交叉、融合和滲透模式，必然帶來新技術與新方法的不斷繁衍。其一方面需要創新思維引領，通過訓練發散思維，融合思維、聯想思維、類比思維，提出新方法，發展新技術;另一方面需要結構性思維和協同性思維，構造不同的交叉融合與滲透模式，需要全局性和前瞻性思維，才能把握新方法、新技術的發展方向。

3. 高階思維培養——塑造科學思維素養。無論是技術、方法還是行業、產業，都是需要不斷發展、不斷進步的。作為專業人才，必須培養其科學的思維，用辯證的、批判的思維來看待事物，才能使得事物得以持續發展。

（二）融合交叉式課程教學路線設計

以思維培養規劃為指南，建立“三基”、“四新”、“二融”三層次教學內容組織架構，如圖2所示?！叭睆慕滩闹心殻苫靖拍钆c理論、基本方法和算法、工程基本實例組成?！八男隆睆陌l展技術中收集，按新方法、新理論、新手段、新裝備四個方面收集素材融入課程教學。“二融”是思維培養的高階需求，從創新思維高階人才培養出發，形成多維融合應用，深度融合創新的教學升華。

在多層次內容組織架構與思維范式培養規劃基礎上，建立融合交叉式教學路線，見圖3所示，教學路線主要分為如下四類：

1. 一對一路線。按照“三基”、“四新”、“二融”三個層次，分別對照外環思維、內環思維和高階思維三個層次思維培養目標，組織教學內容、選擇教學素材、建設教學資源并設計教學活動。

2. 多對一路線。“三基”、“四新”、“二融”中不同層次內容結合，對照完成一個層次的思維培養目標，使得對于同一組思維培養目標，在教學內容深度上逐步提升。

3. 一對多路線?！叭?、“四新”、“二融”中同一層次內容，融合新技術手段、新教學形式，對照完成多個層次的思維培養目標，使得同一教學內容，在形式和功能上不斷提升。

4. 多對多路線。以專題型、綜合型的教學活動，交叉融入多層次教學內容，通過不同的教學設計，實現多層次思維的融合培養。

三、融合交叉式課程教學改革實踐

由于專業基礎課程中專業能力和思維培養不協調的問題比較嚴重，為此，以《理論力學》課程為改革對象，設計融合交叉式課程教學方案。

（一）多樣化的教學路線規劃

根據圖2教學組織架構，進行《理論力學》各章節的教學路線設計，見表1所示。為了合理的規劃教學時間，根據課程內容的重要性，按“三基”、“四新”、“二融”三個層次進行教學路線的選擇，各教學路線編號見圖3所示。

（1）路線①：課堂教學實現“三基”內容對照外環思維的“一對一”培養路線。對課堂面授教學內容，根據講授知識點對照外環思維中的若干思維培養目標，進行教學素材選擇和教學設計。

（2） 路線①③：在線教學實現“三基”、“四新”對照外環思維的“多對一”培養。利用網絡教學平臺建立課程資源，全面覆蓋大綱所有知識點，除了提供“三基”內容外，結合車輛工程的新方法、新理論、新手段、新裝備，提供多樣化的教學活動和素材，并分別賦以對應的外環思維目標。學生自主選擇內容學習直到達成外環思維目標要求。

（3） 路線③④：重點章節“四新”對照外環思維和內環思維的“一對多”培養。對教學內容第1、2、3、7、8、10、11、12章節，進一步通過結合“四新”內容，進行教學線上線下活動設計。

（4） 多模式交叉路線：重點章節“多對多”思維融合培養。對2、3、7、8章節進行融合交叉的教學活動設計，通過多維融合應用，培養學生的多層次思維目標，實現思維培養的拓展提升。

（二）多模式交叉的教學活動設計

針對重點章節內容采取多模式交叉路線，設計了面向任務的融合交叉式教學專題和面向項目的綜合案例實踐兩種教學活動方案。

（1）面向任務的融合交叉式教學專題是以現有的《理論力學》實例和車輛中的典型零部件為素材，將Matlab編程、Creo建模與力學仿真、智能優化等新手段融入力學教學，提升現有素材的時代契合度，加深對理論知識的理解。所設計的教學活動方案，見表2所示。

（2）面向項目的綜合型教學實踐是針對車輛工程專業需求特點，設計綜合性項目活動，使得學生在獲得知識綜合性鞏固的基礎上，對外環思維、內環思維和高階思維有延續性、系統性的培養和提升。例如：以汽車自動化生產為項目題材，以汽車零件加工上下料、裝配、噴涂、焊接、檢測等各環節工作視頻為素材，通過觀察、辨識自動化生產過程機械手的運動特點，分組分工進行完成項目活動，其流程如表3。

四、結束語

通過四維度思維范式培養規劃明確了不同層面的思維培養需求，建立基于多層次內容組織架構的融合交叉式教學路線，有利于突破現有課程知識、能力和思維培養不平衡的現狀，開拓專業基礎教學中創新思維培養的新途徑，從而提高專業基礎教學與專業人才培養需求的契合度，推動高素質創新型人才的柔性化培養。

參考文獻：

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