基于虛擬仿真的新能源汽車雙創人才培養模式研究

李洪亮 王鈺明 劉志華

摘 要：作為高校踐行國家教育戰略的重要因素，虛擬仿真在促進人才培養模式創新方面發揮著重要作用。本文主要提出了新能源汽車人才培養模式存在的問題、虛擬仿真在新能源汽車教學中的應用價值、雙創人才培養模式的實施途徑等新能源汽車專業創新人才培養的現狀與方案。積極推進了虛擬仿真的建設與應用，拓展新能源汽車產業的學習深度和范圍，為地方經濟建設和社會發展提供了堅實的創業創新人才支撐。

關鍵詞：虛擬仿真 新能源汽車專業 雙創人才 培養模式

Abstract：Virtual simulation is an important driving force for colleges and universities to practice the national information education strategy， which is of great significance to promote the innovation of talent training mode. This paper puts forward the current situation and scheme of innovative talent training of new energy vehicle specialty， such as the problems existing in the talent training mode of new energy vehicle， the application value of virtual simulation in the teaching of new energy vehicle， and the implementation way of entrepreneurship and innovation talent training mode. By using virtual simulation technology， we can solidly promote the construction and continuous service of virtual simulation experiment， expand the depth and breadth of experimental teaching content， and provide solid support for entrepreneurship and innovation talents for local economic construction and social development.

Key words：virtual simulation; major in new energy vehicles; entrepreneurship and innovation talents; training mode

隨著我國國民經濟和社會的發展，日益嚴重的能源供應和環境污染問題對我國的可持續發展構成了巨大障礙。新能源汽車近年來呈現出快速發展的勢頭，是國家實施能源戰略調整和汽車產業轉型升級的重要抓手。其中，不僅需要加大對新能源汽車核心技術研發的投資，還需要考慮到新能源汽車行業自主創新需求的創新技能培訓和發展[1]。隨著虛擬仿真技術的發展，對該技術的研究重點集中在新能源汽車學科上。利用虛擬仿真技術開發的具有通用性和傳播性的新能源汽車最新的數字資源是本文的主要研究重點，具有重要的理論及現實意義。

1 新能源汽車人才培養模式存在問題

1.1 工程實踐教育內涵理念重視程度不夠

近年來，新能源汽車專業已成為大多數高校的熱門選擇，但大多數新能源汽車專業都是新開設的專業，基本上處于運行初級階段的方案、課程和標準還需進一步系統改進[2]。然而，以美國工科院校為代表的西方學校從教育理念、培養目標、教學內容、教學模式、校內外合作等方面高度重視對學生工程實踐能力的培養。20世紀40年代到80年代之間，美國高校曾經出現過高等工程教育偏離工程實踐的問題。80年代末，麻省理工學院最早提出了回歸工程—即從科學向工程的回歸。在回歸工程理念的引導下，全美工程教育界及其各大高校紛紛樹立工程實踐教育理念，對工程教育的內容進行重新整合，更加重視工程人才實踐能力的培養。20世紀90年代以來，美國高等工程教育界從不同角度提出了培養新一代高素質人才的目標—培養面向21世紀的新一代工程師。各大工程類院校在課程設置、教學內容和教學方法等方面都作了較大調整和改革，以適應造就新一代工程實踐能力強的高素質人才的需要。

1.2 產教融合協同育人模式在工程實踐中尚未發揮作用

產教融合、協同育人是推進教育綜合改革、加強創新型人才培養、提升國家戰略和服務“一帶路”建設需求能力的一項重要舉措。近年來，我國一些高等工科院校紛紛開展產教融合教育模式的創新與機制建設，但校企雙方面臨如下主要問題：首先，校企協同育人，僅僅注重了對學校創新型人才的培養，而忽略了對企業的科技創新提升和人才培育的反哺功能。其次，校企協同育人，真正參與高校工程教育過程的高級研發人員、高級工程師不足，導致工程教育人才培養體系和方案建設，教學體系不夠健全。最后，校企協同育人，高校層面的教師教學評價制度有待改革，教師層面缺乏有效激勵。

1.3 工程實踐教學在課程設置中的比例較低

所謂教學計劃是由各類必修課、限選課和任選課所組成的適應本科生各種學習需要的龐大課程體系。其中，實踐教學課程占據了非常大的比重。例如，四年制本科生的教學計劃中規定要修滿124個學分，其中60個學分是通識教育課程，64個學分是專業必修課程，且實踐學分的比重占了一半以上。為了提高學生的工程實踐能力，組織多樣化實踐課程學習，并提高實踐評價結果在學位要求中的權重。學生即便以全A的成績完成了必修課程，但如果沒有實習經驗也拿不到學位，從而在多維度方面提高學生對實踐教學環節的重視程度，基于此，通過自主掌握現代工程技術及工具后解決工程實際問題，培養提高工程實踐能力。

1.4 多元化工程實踐教育教學設施欠缺

鑒于新能源汽車技術設備價格昂貴，且無法運輸、建造和拆除，傳統的培訓條件和現場教學方法不再適用于新形式下的人才培養。同時又因設備數量限制，內部結構無法展示等客觀因素，通過拆裝和靜態觀看不能達到較好的教學效果[3]。如今，許多院校的新能源汽車專業仍然采用傳統的教學方式：教師通過使學生被動記憶傳達任務，即使是在計算機演示時，也只是將書本知識轉移到屏幕中。新能源汽車知識大多為本就抽象的電器類，這樣傳統的教學方法很難讓學生掌握汽車專業知識，不僅降低了課堂教學質量，也影響了學生的實踐應用[4]。

2 虛擬仿真在新能源汽車教學中的應用價值

為了解決傳統培訓模式中實踐與理論教學、教學與評價方法之間的矛盾，鼓勵創新，擴大實驗教學的強度和范圍，逐步提高高校提供實踐教學的有效性和質量，加強虛擬仿真實驗項目的建設和管理是一項重要的舉措。利用虛擬仿真技術進行的動態仿真表明新能源汽車運行模塊的組成部分和運行狀態是必要的。

2.1 將虛擬仿真與新能源汽車教學相結合，可有效解決新能源汽車專業實驗“成本高、周期長”等難題，遵從“虛實結合、能實不虛”的原則，具有傳統實驗不具備的優勢。為此，必須以培養學生的實踐能力、合作能力和創新能力為切入點，力求實現人才培養的靈活化、信息化、智能化和現代化發展[5]。

2.2 新能源汽車與虛擬仿真的持續融合是推動創新人才培養高質量發展的重要力量，通過運用虛擬現實技術，大力推進虛擬仿真實驗的建設與持續服務，能使新能源汽車專業教學靈活、生動、高效，可視化內容豐富，拓展了實驗教學內容的深度與廣度，為地方經濟建設和社會的發展提供堅實的人才支撐。

2.3 將虛擬仿真技術應用于新能源汽車專業的培養，可以節省教學成本，方便設備擴展;靈活教學，提高學生學習興趣;規避風險，提高實踐培訓的安全性。通過創建虛擬現實教學法優化課程設計，運用虛擬現實技術搭建實戰訓練環境，促進學習、重塑知識建構能力等途徑的實現，從而積極探索傳統教學與虛擬仿真教學深度融合的新教學模式[6]。

3 雙創人才培養模式的實施途徑

3.1 培養建設“雙創型”教師隊伍

基于虛擬仿真的新能源汽車“雙創型”人才培養需要有一支具有較高教育水平的教師，加強“雙師型”導師隊伍建設的培養是確保人才培養教育模式朝著正確方向發展的根本因素。可以實施科學理論教學與動手實踐操作相結合的方式，建立一支虛擬仿真與新能源汽車相結合的“雙教學”人才教師隊伍。對教師隊伍進行創新培訓和學習，定期進行虛擬仿真與新能源汽車專業師資隊伍建設的交流學習[7]。任課教師或者學業導師是“雙創”人才培養的直接參與者，通過及時總結本校及兄弟院校教師的新能源汽車類專業人才培養經驗，深度強化“雙創”人才教育理念，教師入駐企業鍛煉并參與企業關鍵技術研發，企業技術骨干參與專業課教學、指導實習和畢業設計，組建校企雙方聯合教學科研團隊。

3.2 創立構建“雙創型”教育體系

新能源汽車虛擬仿真實驗可建設包含新能源動力系統實驗室、新能源汽車故障與排除實驗室、新能源汽車構造實驗室、汽車營銷及評估仿真實驗室4個虛擬仿真實驗教學平臺，如圖1所示。可利用虛擬仿真教學資源的信息化、網絡化，鼓勵建立虛擬實驗教育共享資源平臺，激發了新能源汽車專業教學實踐的改革創新，全面提高學生的崗位核心能力和創新實踐能力[8]。同時，對多年來高校實施創新創業教育的有效性進行了總結分析。通過文獻綜述，運用系統論、人才培養模式方法論、教學改革、教學方法論、實踐教學、第二課堂和過程評價等方法，對“雙創型”人才培養模式進行全方位梳理研究。

3.3 探索搭建“雙創型”實踐平臺

作為新型教育生產力，虛擬仿真是推動智教一體化教學的有利手段，其需要借助先進的虛擬教學平臺和完善的實踐教學體系。聚焦復雜工程問題解決能力培養問題，通過迭代創設跨組織、跨學院、跨學科的多維協同育人實踐教學平臺，以解決真實項目技術難題為目標，力求在虛擬教學體系的情境化學習體驗中培養學生解決復雜產業問題能力。同時，優化創新資源配置，使得該平臺真正意義上最大限度的利用教學資源，實質性的推進高校人才培養的改革創新。高校與社會崗位為學生搭建實崗平臺，培養具有較高的新能源汽車技術操作經驗與堅實的虛擬仿真理論基礎的“雙創型”人才。

3.4 完善面向工程教育專業認證的“雙創型”實踐體系

工程教育是培養工程科技人員的主要途徑，對工程技術人員的知識、能力、素質等形成起著主要作用，特別是對創新精神與創新能力培養有決定性的影響。現代的工程教育過程體現為突出基礎、重視交叉、拓展人文和強化實踐的特點，因此準確把握“基礎-交叉-人文-實踐”四位一體的人才培養要求，正確處理好實踐教育教學與其他三者之間的相互聯系與作用關系值得深入研究，為實踐教學模式改革與創新提供理論依據和實踐支持。工程教育專業認證是“雙創型”實踐教學質量的重要保障，在對工程教育專業認證要求深入分析的基礎上，研究構建適合汽車類專業實踐能力培養的實踐教學體系。依托實踐創新平臺，構建“實驗+實訓+創新+工程”四個層次有機組合的教學體系，逐步提高學生的創新意識和實踐能力。同時，幫助學生明晰個人職業發展定位，在實踐教學階段創設“服務+管理+研發”三個維度的培育平臺，滿足學生個性化發展需求。

3.5 完善“雙創型”實踐教學效果評價方法

工程教育專業認證主要遵循的基本理念包括成果導向、以學生為中心和持續改進等，其對引導和促進專業建設與教學改革、保障和提高工程教育人才培養質量至關重要。堅持成果導向教育，一方面強化問題導向、能力為本，聚焦能力培養，將解決復雜產業問題能力目標按學習和實踐時運用思維的高階性或低階性進一步細分，凸顯綜合思維、系統思維、數字思維和創新思維的評價;另一方面不僅注重過程性的能力增值評價，也非常注重產品設計、方案開發、發明專利、創立公司、發表論文等綜合性評價，以此助推學生自主搭建符合全周期綜合化培養要求的“能力+素質+知識”的整體框架。

4 結語

本文在建設和持續服務新能源汽車專業虛擬仿真實驗的基礎上，提出了新能源專業創新人才培養模式存在的問題;以培養“雙創人才”為目標，借鑒高校虛擬仿真平臺的成功經驗，構建貼近實際科研課題的虛擬仿真平臺，豐富理論教學資源拓展實踐教學模式，同時提供有效的在線教學和遠程學習方式;根據國家信息化教育戰略的新要求，探索新能源汽車專業創新人才培養模式，改革與創新教學內容、教學方法、考核方式等人才培養方案。通過虛擬現實技術的運用，有力推動了虛擬仿真實驗的構建和延續，可以更為靈活、生動及高效的將難以直觀地描述的汽車內飾的教學內容呈現給學生，拓展了實驗教學內容的深度與廣度，為地方經濟建設和社會的發展奠定堅實基礎。

基金項目：教育部產學合作協同育人項目““雙創人才”培養模式下新能源汽車類專業師資培養”（202102427006），“融合新能源汽車雙創人才培養的虛擬仿真實踐教學體系構建”（202102449047）。

參考文獻：

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[3]張昉.基于虛擬仿真技術的新能源汽車領域模塊數字化過程研究——以交流異步電動機為例[J].無線互聯科技，2021，18（18）：94-95.

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[8]張坤，魏東坡，尹文榮，等.汽車虛擬仿真實踐教學中心建設[J].裝備制造技術，2021（9）：127-131.

作者簡介

李洪亮：（1988—），男，漢族，山東泰安人，博士，講師，主要從事汽車類專業課程教學工作。