基于工程化項目教學的智能網聯汽車應用型人才培養模式探索與實踐

臧利國 文少波 孫海燕 張袁元 趙振東

[摘要]以多元化融合為特征的智能網聯汽車產業給高等工程教育提出了新的挑戰開展多學科交叉融合的智能網聯汽車應用型人才培養模式探索，已經成為應用型本科汽車類專業教育改革面臨的重要課題.教學團隊提出基于工程化項目教學的智能網聯汽車應用型人才培養模式，依托地方產業集群與行業需求確定服務面向與人才培養定位，通過創新校企合作與產學研一體化的工程化項目訓練，開展以提高學生應用能力為目標的實踐教學，為智能網聯汽車發展提供技術推廣與服務的應用型創新人才，并結合南京工程學院新能源汽車及其智能化技術工程化項目教學改革進行了探索與實踐，取得了較好的教學效果

[關鍵詞]工程化項目;智能網聯汽車;應用型人才;培養模式

[中圖分類號]G642.0[文獻標識碼]A[文章編號]2095-3437（2020）02-0158-03

汽車產業正迅速發展為以電動化、智能化、網聯化、共享化為特征的新業態。智能網聯汽車是集成汽車產業“新四化”發展特征的重要載體，其通過搭載先進的車載傳感器、控制器、執行器等裝置，并融合現代通信與網絡技術，實現車與X（車、路、人、云等）的智能信息交換、共享，具備復雜環境感知、智能決策、協同控制等功能，可實現安全、高效、舒適、節能行駛，是國際公認的行業轉型升級和技術創新的重要方向[1]。汽車技術與產業的發展必然驅動著行業工程科技人才知識、能力、素質結構的改變，給高等工程教育提出了新的挑戰。

應用型本科高校為地方產業科技進步提供所需的實用技術開發、技術創新和服務，其人才培養能更全方位地適合社會需求，專業設置能更廣泛地與產業需求緊密結合，課程與教學也更加靈活多樣，是地方經濟發展的重要人力資源保障。主動適應和引領新經濟，與產業發展協同，是改革和發展應用型本科高校、解決我國高等工程教育應用型創新人才缺失的重要途徑[2]。作為戰略新興產業和國民經濟支柱產業，汽車產業的發展在人才需求上的變化表現為新能源技術人才、智能網聯技術人才、汽車創新創業人才的缺失。提前探索面向市場環節的智能網聯汽車應用型創新人才培養模式，增強人才在技術推廣與服務端的需求契合度，是應用型本科高校汽車類教學研究人員必須思考的課題。

為解決上述問題，我院教學團隊（江蘇高?！扒嗨{工程”優秀教學團隊）提出基于工程化項目教學的智能網聯汽車應用型人才培養模式，并積極進行了探索和實踐，結果表明學生實踐應用能力和創新能力提升效果顯著。我院教學團隊的探索與實踐為“新工科”背景下的應用型本科高校改革提供了參考。

一、智能網聯汽車產業人才需求分析

隨著人工智能、電子信息、通信技術與汽車產業的融合發展，智能網聯汽車產業迅速崛起。美歐日等發達國家和地區高度重視智能網聯汽車，為推動產業發展，相繼制訂發展戰略、法律法規、標準體系，從科技研發、示范應用和市場推廣等多個領域提供政策支持。我國政府部門也相繼頒布《國家車聯網產業體系建設指南（智能網聯汽車）》《智能網聯汽車道路測試管理規范（試行）》等文件，引導和推動我國智能網聯汽車產業發展。世界權威的咨詢公司美國波士頓咨詢集團預測，智能網聯汽車將從2018年起迎來持續20年左有的高速發展期，到2035年將占據全球25%左右的新車市場，到2020年中國智能網聯汽車的市場規?？蛇_到1000億元以上。

智能網聯汽車集中運用了汽車工程、人工智能、計算機、微電子、自動控制、通信與平臺等技術，是一個集環境感知、規劃決策、控制執行、信息交互等于一體的高新技術綜合體，其技術架構如圖1所示[1]。

技術和人才是中國汽車發展的兩個主要因素，其中人才義是決定性因素。智能網聯汽車產業涵蓋整車設計制造、人工智能算法與芯片、機器視覺、激光雷達、毫米波雷達、慣導、先進駕駛輔助系統、V2X通信系統、電控ECU系統、高精度導航與地圖、智能交通系統、道路試驗測試等多個領域，人才需求具有知識體系跨度大、技術難度高、存量供給嚴重不足等特點。智能網聯汽車產業跨領域、跨行業、跨學科的特征勢必要求有強大的復合型人才和創新型人才做支撐[3]。

目前在全球范圍內，智能網聯汽車的自主式駕駛輔助系統（ADAS）已經開始大規模產業化，網聯化技術的應用已經進入大規模測試和產業化前期準備階段[4]。車道偏離預警（LDW）、車道保持系統（LKS）、自動泊車輔助（ APS）、白適應巡航（ACC）等駕駛輔助系統已被納入我國C-NCAP新車評價體系當中。日益增大的智能網聯汽車保有量使得產業人才需求問題日趨明顯。產業鏈后端技術推廣與服務的應用型人才培養，是應用型本科高校必須承擔起的重任。

二、應用型人才培養定位

應用型大學培養的是適應社會需求的應用型人才，其知識、能力、素質結構具有鮮明的特點。應用型本科人才的培養，是經濟社會轉型升級的需要，也是高等院校明確自身辦學定位，謀求理性發展的必然[5]。南京工程學院始終堅持以應用型人才培養為中心的辦學定位，形成了校企合作、注重實踐、產學研相融的鮮明特色。汽車與軌道交通學院設有車輛工程、汽車服務工程和交通設備與控制工程三個本科專業，秉承“學以致用”的教育理念，主動適應汽車產業和社會發展需要，培養富有工程意識、實踐能力和創新精神，針對汽車產品后端產業鏈的應用型高級技術人才。

三、工程化項目教學

（一）工程化項目教學概況

新能源汽車及其智能化技術工程化項目教學圍繞應用型人才培養目標，依托地方產業集群與行業需求確定服務面向，通過創新校企合作與產學研一體化的工程化項目訓練，開展以提高學生應用能力為目標的培養模式改革。

通過與地方整車企業、零部件企業、汽車后市場服務企業的產學研合作，分模塊化讓學生在實踐中學習應用整車及零部件開發理論知識、智能網聯汽車新技術;建設由高校骨干教師、企業工程師組成的“多元結構、優勢互補”的教學團隊，給予學生理論與實踐知識的專業輔導;依據CDIo工程教育理念設計教學內容，探索新的教材體系方案，創新學習評價方式和學分認定;通過項目的實施，探索出一種立足辦學實際、校企協作的工程化項目實踐教學培養模式，同步推動與項目相關課程群的建設與改革。

（二）項目教學團隊建設

高素質的師資隊伍是進行應用型創新人才培養的重要保障。本項目在實施前期經過論證精心規劃教學團隊人員構成，建立遴選制度，從車輛工程、汽車服務工程和交通設備與控制工程三個本科專業遴選優秀骨干教師作為校內指導老師，同時從兄弟院校聘請專業教授擔任校外指導老師，組建高校專家團隊。從地方整車企業、零部件企業、汽車后市場服務企業聘請工程師作為校外指導老師，組建企業專家團隊。

采用聘任產業教授、簽訂人才培養協議等多種方式，調動企業與高校協同育人的積極性，建立“多元結構，優勢互補”的教學團隊。同時，明晰教學團隊建設基本要求和任務分工。校內專家團隊負責理論知識教學、教學平臺和資源建設，如新能源汽車技術、智能控制基礎知識的教學;企業專家團隊進行工程化指導，側重于學生實踐動手能力的培養。

由于項目涉及諸多學科，教學團隊知識結構多元化，為保證教學效果，項目建立了教學團隊互動合作機制，搭建互動合作平臺，發揮團隊成員的協同作用。通過項目的工程對接、人才培養方案的制訂與完善、課程體系的重構、教學資源庫的建設等加強教學團隊的交流與銜接。通過高校教學團隊和企業教學團隊的知識互補，形成合作教改、合作研究、合作育人、合作發展的良好局面。

教學團隊采用項目組的形式重構教學組織形式，根據教學內容分為三個項目組，即汽車總體及動力驅動項目組、車身和車架項目、智能化控制項目。其中智能化控制項目組的實施內容重點圍繞車道偏離預警（LDW）、車道保持系統（ LKS）、白適應巡航（ACC）等駕駛輔助系統進行工程化設計和應用。

（三）項目教學平臺建設

本項目的培養對象是具備一定理論和實踐基礎的大三大四學生，教學團隊通過白愿申請、選拔考核等方式遴選項目組成員，同時建立項目退出機制，項目組成員的學習模式不脫離原專業和班級。

為保障項目的實施，項目組成員在培養期間，按照規劃內培養方案進行課程學習，完成大部分本專業課程，補充學習相關課程，并可以用此置換學分。同時.項目組成員可以在其他學院選擇相關課程進行學習，基本方式為學生申請，由責任指導老師進行認定。項目教學團隊采用集訓方式對學生團隊進行指定專業領域的培訓和指導，包括整車設計、底盤設計與分析、電子控制設計與分析、車身設計與分析、新能源汽車整車設計與分析、機械制造工藝等。項目組還同步建立訓練過程管理信息平臺，規范工程化訓練項目的管理。

（四）項目教學內容與實施

教學圍繞圖2所示分項目組工作內容展開。項目組一具體任務包括：確定整車布置方案、底盤各總成結構和性能參數，對電動汽車的動力電池、電機和電控部分進行參數匹配，并對各總成進行外購和試制。項目組二根據整車和動力驅動系統的性能和尺寸要求，設計電動汽車的車架和車身，基于有限元優化策略，對車架和車身進行結構分析、輕量化設計，然后進行車身和車架的試制。項目組三完成駕駛輔助系統的組裝與調試。

項目組設立教學規范，提升項目的質量和學生培養的質量，具體包括規范教學過程、規范教學內容、規范成績考核方法、規范教學評價手段等。項目組創新學生考核方式，引人多種考核手段，以實驗結果展示、小論文、答辯等方式進行考核，并建立考核流程和標準。項目組制訂不同專業學生的學分認定與置換方案，專業模塊、專業拓展模塊和專業能力綜合實踐模塊的課程可以置換，其中車輛工程專業可置換的課程和學分如表1所示。

根據項目開展需要，需增加以項目為導向的相關課程，編著相應課程教材，擬增開課程見表2所示。

此外項目還通過建立洲練過程管理信息平臺、規范工程化訓練項目的管理、建立在線課程、開設學術前沿課程講座等方式對教學內容提供保障和補充。

（五）項目教學實施效果

項目于2017年9月至2018年6月完成了首批20名學生的培養;2018年5月進行第二批學生遴選，確定了22名新成員。通過一年半的項目教學實施，項目組完成了汽車樣車的設計和主要總成的試制，駕駛輔助系統基本完成軟硬件調試。

教學團隊出版教材1部;發表教研教改論文2篇;獲評優秀畢業設計團隊1項，教學團隊多人獲評優秀畢業設計指導教師、大學生科技創新優秀指導教師榮譽稱號。項目組成員基于工程化項目完成校級、省級大學生科技創新基金項目24項;獲得以學生為第一完成人申請發明專利5項，授權實用新型專利12項，軟件著作權2項;獲校級以上科技創新獎勵10余項。

四、總結

多學科交叉融合的智能網聯汽車應用型人才培養需要突破傳統工程教育專業的限制?；诠こ袒椖拷虒W的智能網聯汽車應用型人才培養模式，依托地方產業集群與行業需求，通過創新的校企合作與產學研一體化的工程化教學改革與探索，提高了學生的實踐應用能力和創新能力。

[參考文獻]

[l]中國汽車工程學會.節能與新能源汽車技術路線圖[M].北京：機械工業出版社.2016.

[2]潘懋元，車如山.略論應用型本科院校的定位[J].高等教育研究，2009（5）：35-38.

[3]臧利國，孫海燕，文少波.智能網聯背景下汽車類專業青

年教師工程實踐能力培養研究[J].教育教學論壇，2017

（19）：27-28.

[4]李克強，戴一凡，李升波，等.智能網聯汽車（ICV）技術的發展現狀及趨勢[J].汽車安全與節能學報，2017（1）：l一14.

[5]吳中江，黃成亮.應用型人才內涵及應用型本科人才培

[責任編輯：鐘嵐]

[收稿時間] 2019-03-11

[基金項目]教育部產學合作協同育人項目（201801022005）;南京工程學院高等教育研究項目（2018YB13）;南京工程學院教學改革項目（JG201704）;江蘇高?！扒嗨{工程”。

[作者簡介]臧利國（1986-），男，山東菏澤人，副教授，博士，主要從事車輛工程教學和研究。