車輛工程專業電動汽車課程教學改革探索

李冰林 呂立亞

摘 要：新能源汽車特別是電動汽車是未來汽車發展方向的主流，這就對相關人才的培養提出了新要求。論文分析了當前電動汽車發展背景需求，從車輛工程專業的課程設置、課程建設等角度分析其面臨的問題。針對汽車電動化后市場對人才的需求，從培養計劃修訂，課程體系建設、專業師資培養、實踐教學活動的強化等方面進行理論教學和實踐教學的改革，使得車輛工程專業的學生能及時適應社會發展需求。

關鍵詞：車輛工程; 電動汽車; 課程設置; 教學改革

中圖分類號：G647.38? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：1006-3315（2021）10-085-002

隨著社會的發展，汽車給大家生活提供了越來越多的便捷，但其始終面臨著節能、環保等重要問題，而新能源汽車能從根本上去解決這些問題，具有較大的市場前景。2020年，國家和地方出臺了多項政策鼓勵新能源汽車發展，10月，國家通過了《新能源汽車產業發展規劃（2021-2035年）》，為新能源汽車未來發展進行了強有力的支持。同時，據中汽車統計：2020年，新能源汽車產銷量分別為136.6萬輛和136.7萬輛，同比增長7.5%和10.9%。消費的主要車型以純電動汽車和插電式混合動力汽車為主，其中純電動汽車為110.5萬輛，占比81.63%，插電式混合動力汽車為25.1萬輛，占比18.37%[1]。新能源汽車的快速發展，需要對應的技術人才為依托，有行業人才表示，在新能源汽車領域，三電技術人才的需求尤為顯著。據相關招聘網信息，我國新能源汽車技術人員約17萬，而在2020年的需求為85萬左右，缺口達68萬。面對這么大的市場需求，這就需要高校加大電動汽車類的人才培養力度，在培養方案的制定、課程體系的建設上應該跟隨市場需求的變化，滿足行業需求，培養適應車輛工程新興方向的人才[2]。而傳統車輛工程專業培養計劃幾乎都是偏機械學科，電類的課程相對較少，這就使得培養出的車輛專業的學生很難滿足市場要求。

為此本文從傳統車輛工程所遇到的問題進行分析，針對未來汽車人才的培養，從課程建設、師資培養、實踐教學、課外競賽強化等環節探索教學改革的方案。

1.車輛工程專業建設問題解析

1.1傳統車輛工程存在的問題及大類招生的困境

（1）傳統的車輛工程專業主要偏重于機械類方向，課程開設包括機械類的諸多課程：機械原理，機械設計，材料力學，理論力學，但隨著汽車電動化以及各種先進的技術都應用于汽車之后，汽車的電類、計算信息類的課程需求變得越來越多，所以當前培養方案存在課程體系落后于市場需求，缺乏創新，鍛煉價值有限，跟市場脫節，與企業很難起到銜接作用。

（2）大類招生是高等院校實行“通才教育”的一種改革。主要目的是希望以市場需求、社會經濟結構變化、支柱和高新產業的發展為依據，打破單一學科招生的模式，實行大類招生，使學生所學更能滿足社會市場需求，這樣起到強化人格素質和職業能力的基礎[3]。

目前，按照學科招生是很多高校普遍采用的大類招生的模式，因此按照學科，車輛工程專業應歸屬于機械類，這樣勢必在做培養計劃和課程設置時普遍都要圍繞著機械學科進行。盡管有的學校能進行一定的調整，增加一定數量的電類課程，但限于總課時量，調整幅度仍受限。

1.2工程教育認證的需求

根據工程教育認證所倡導的，學校的專業課程體系、師資隊伍配備、辦學條件平臺等都應圍繞學生能力達成這一核心任務進行開展，并強調持續改進，同時要求給學生灌輸終身學習的意思和國際視野，能主動適應各種形勢與環境，多渠道自主學習，努力充實，適應國家和經濟社會科技發展的需求，這意味著車輛工程專業的課程設置、師資條件的配備、實踐環節的建立等方面也需滿足社會市場需求[4][5]。特別是各種新技術在汽車當中應用越來越多，這就要求所設置的課程體系、培養方案需根據市場企業的反饋進行修正。

1.3電動汽車課程體系需求

電動汽車主要包含三塊核心內容：電驅動、電池、電控系統。如果不涉足電池的電化學，圍繞其內容，所對應學科體系為電氣類課程，這就要求培養計劃當中應當包含課程：電路、模擬電子技術、數字電子技術、單片機原理、電力電子技術、自動控制原理等。而當前多數高校在車輛工程專業基礎課上都由機械課為主，因此，從課程體系上分析，電類課程的增加是教學的內在需求。電動汽車課程主要講述的內容既包含汽車方面的知識，又包含電機、電力電子方面的知識，同時還需涵蓋計算機原理，自動控制等內容。這就說明在大一大二的專業基礎課上，相關課程內容需提前安排布局，比如電力電子技術、電機學、微機原理等，但這些專業的前期基礎又是電子技術、單片機原理技術等，只有學生具備了這樣的專業基礎課，后續的課程學起來才會融會貫通，不然很難深入到問題的本質。

2.電動汽車課程教學改革方案

根據以上分析，為了滿足市場需求，解決社會需求和專業建設和課程設置的兩難問題，對電動汽車的課程建設和教學方式等方面進行改革和探索。

2.1課程體系的綜合

前已提及，車輛工程作為一門交叉學科，為滿足汽車“四化”對人才的需求，適應市場變化，傳統的汽車方面的內容教學通常在汽車新技術課程內簡單的對電動汽車、智能汽車方面的知識進行介紹。它存在著課時量少，介紹不深入、是選修課等等，而被當作是科普類的一種教學[6]。因此為了使這部分的知識內容能融入到整個教學環節中，在培養方案的制定、課程設置、教學內容的安排上都需要進行針對性的布局或者布置，這樣才使學生的學習有章可循。因此，在制定培養方案和培養計劃時，理應理出脈絡，可以根據學科分類，模塊化、小班化的進行。具體實施方式可以按照如表一所示進行。

2.2教學計劃改進

以我院電動汽車課程為例，課程內容涵蓋：電動汽車電驅動理論基礎，電動汽車電驅動系統的匹配與評估，電動汽車電機驅動系統結構，電驅動控制技術，電動汽車電機驅動技術，電動汽車動力電源，電動汽車驅動系統的建模與仿真。在這些內容講述當中，需補充電力電子、電機學、控制方面的內容。

在專業技術內容教學的同時，以立德樹人為目標，在課程中融入社會主義核心價值觀，提煉出課程內容中的思政元素，樹立學生的愛國主義精神，增強學生理想信念和社會責任感，使學生在學習工程技術的同時，對人文、法律、環保等其他知識有綜合的認識與理解，使學生們既清楚自己未來的發展方向，又融入國家的大發展、大戰略，為我國未來的汽車工業建設貢獻力量。

2.3師資團隊培養改革

目前，汽車專業需要多個學科對其支撐，它的發展內容涵蓋了傳統機械，汽車本身的電子控制、面向無人駕駛汽車的感知、識別，面向新能源汽車電力電子、電機學、電池，面向車聯網的計算機網絡等等多個學科交叉。這就要求高校在師資配備上同樣應該擴大專業范疇，完善各個方向的師資配比，當然并非每所院校都有條件開設汽車的各前沿方向課程，但至少可以聚焦到一個領域。除了擴大專業方向的師資比以外，對在職教師進行再培訓、再教育也是提高師資水平的一個主要途徑，在這一點上，不少職業院校做的比較好。

2.4教學設備的改進

車輛工程引入了新的課程與教學內容，相應地為了促進學生對理論知識的理解和深化，需要通過相應的實驗平臺對其進行學習理解和鞏固，這就要求購入或者建立相應的平臺和設備。這些都是車輛新興行業的設備，因此，不僅可以作為教學團隊的科研平臺，也可以作為學生學習實驗動手的實驗平臺，對提高大學生實踐創新能力的培養具有積極的引導作用。針對電動汽車而言，需要有測功、加載等電機實驗平臺，對電機控制而言，需建立電機驅動調速平臺，學生可以通過調試電路、開發程序等幫助自己在相關理論上進行理解和強化。

2.5實踐創新能力的改革

實踐內容教學是汽車教學內容中的關鍵一環，傳統的車輛工程專業教學中的實踐項目還是圍繞著車輛本身的構造展開，依然大部分偏重于車輛的發動機拆裝、底盤拆裝等，雖然有汽車電子控制技術涉及電類實驗，但基本都是以認知為主，這種培養方式維持多年，缺乏創新，與市場需求脫節[7]。新興技術在汽車上的使用，如果學生不主動參與編程、實施方案，學習效果只能流于表面。因此，從構建實驗平臺開始，就需給學生開放相應的接口，不但使學生能理解其中的算法原理等，更可以通過改進算法來達到創新能力的培養。

除了課程中的實驗之外，課后還可以設置一些環節和平臺，有助于學生理解書本、開拓思維，比如引入學科競賽，使得學生帶著問題去學習、去思考。把灌輸式的教學轉變為主動式的求學。同時引入學科競賽的優點還有作品制作完成需要一定的周期時間，相比課程中實驗的這種短期、淺嘗輒止的方法，長周期的投入和思考可以使學生對一些具體問題的理解更深入[8]。目前，涉及到車輛工程專業的大學生競賽有：智能車競賽，大學生方程式賽車，本田節能車大賽等，各比賽都有電動組，涉及到電機的驅動與控制，一方面可以檢驗學生的課堂學習效果，另一方面還可以鍛煉學生的動手能力和獨立解決問題的能力。

3.結論

論文分析了面對汽車未來發展方向，車輛工程專業所面臨的問題，然后從課程設置、師資隊伍、實驗平臺、創新實踐等多方面探討了電動汽車課程的教學改革思路和方法。

參考文獻：

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[2]何文靜.新能源汽車產業發展下汽車電子技術專業教學改革分析[J]汽車實用技術，2019（01）：182-183.

[3]尹兆華.我國高校大類招生的困局與解困[J]中國考試，2021（01）：47-51

[4]高偉.面向專業認證的車輛工程專業人才培養模式探討[J]課程教育研究，2017（02）：238

[5]楊年炯.與專業認證相銜接的車輛工程專業人才培養體系改革探討[J]高教學刊，2016（17）：221-222+225

[6]申彩英，韓忠浩，劉樹偉，等.新能源汽車工程方向課程與實踐教學體系改革[J]遼寧工業大學學報（社會科學版），2015，17（06）：139-142

[7]屈敏，張雨，趙建華.車輛工程專業新能源汽車內涵方向實驗教學的改革與實踐[J]中國現代教育裝備，2013（21）：54-57

[8]李冰林，呂立亞.以學科競賽為驅動的大學生實踐創新能力培養——以“飛思卡爾”杯智能汽車競賽為例[J]教育教學論壇，2016（10）：4-5