新工科形勢下車輛工程專業課程設置研究

單 泉，陳 硯，馬廉潔，畢長波，李德震

（東北大學秦皇島分校 a.控制工程學院；b.教務處，河北 秦皇島 066004）

一、新工科建設內容及內涵

從2017年2月18日到6月9日，經過上海、天津和北京召開的三次會議，新工科建設“北京指南”確立了我國今后新工科建設的主要方向和內容，著重對工程教育的新理念、學科專業的新結構、人才培養的新模式、教育教學的新質量和分類發展的新體系五大部分的24個方向做了詳細闡述。新工科的英文為Emerging Engineering或Emergent Engineering，從英文意思上看，主要是指新出現的工科專業，比如近些年出現的機器人、智能制造、大數據、云計算等。但是，新工科也包含現有傳統工科專業的升級和改造，由于我國現有的工科專業數量較大，因而這些傳統工科專業的新工科建設更需引起重視。傳統工科專業是新興工科專業的基礎，大多數的師資、教材等資源有賴于現有專業的支持，新工科專業的培養計劃也是基于現有工科專業的升級改造而成，并且現有工科專業也會隨著科技進步和新知識的出現，不斷進行自我的更新改造等工作。

新工科的建設需要適應新經濟的發展，從工科教育理論和實踐的全新角度考慮，加入符合時代需求的理念、模式和技術等要素，使其更加符合科學發展規律。新工科的內涵是以立德樹人為基本原則，以適應現代和未來需求為建設理念，以交叉、融合、繼承、共享等為實施途徑，培養適應新時代多樣化、創新型的工程技術人才。新工科教育的主要特點是開放、包容和重構知識體系，開放是需要將科學、人文、工程等結合，在大類通識教育基礎上，著重培養復合型人才；包容是指新工科需要通過“傳統工科+”的方式實現工科整體性新形態；重構知識體系的目的在于實現專業教育與通識教育的有機結合，具有數據素養、文化素養及學習力與創新力。

二、車輛工程專業發展趨勢

長遠看來，互聯網和新能源等新技術將會掀起汽車產品的革命性、顛覆性變化。從傳統工科角度出發，車輛工程專業的基礎知識源于機械大類，同時還需要學習汽車設計和制造等專業知識，具備汽車的理論分析、設計開發、加工制造、試驗和管理等方面的基本能力。車輛工程專業的培養方法類似于傳統的工科大類專業，但是車輛工程專業需要和當下智能化、大數據、新能源等新技術相結合，其課程體系和傳統的機械類專業又有本質差異。因此，車輛工程專業具有很好地開展新工科教育改革和探索的條件和基礎。汽車產品向“新能源、電動化、智能化、輕量化”方向的發展趨勢不會改變，未來的汽車將更節能、更環保、更安全。此外，汽車商業模式將向“大數據、平臺、互聯”方向轉型，汽車、乘員、貨物、運營平臺與基礎設施等可以實現智能互聯和數據共享，汽車產業需要更好地把握和拓展消費者需求。

近年來，我國的汽車銷量，包括新能源汽車的銷量均呈快速增長趨勢，而隨著汽車電子化的普及，我國汽車電子的市場規模也有很大的增長。有數據表明，現在汽車工業的大部分技術創新均來源于電子技術的使用。具體到我國，汽車電子的市場規模在2007年是1216億元，到2015年快速增長到3979億元，2016年更是突破了5000億元，目前已初步形成了環渤海、長三角、珠三角和東北這四個汽車電子產業集群。現在，汽車行業中的電子技術發展異常迅猛，車輛工程專業應順應需求，著重為社會和企業培養汽車電子類的專業人才，這也是開設車輛工程專業的本科院校的責任和義務。

汽車電子技術是一門具有交叉學科性質的技術，是機械、電子、控制、信息等多學科的綜合，其特點是知識點多且更新快、實踐性很強。隨著現代技術的發展，汽車電子技術的內容也在不斷更新，汽車電子技術包含內容的范圍也越來越廣。目前，汽車電子技術的一個重要應用方向就是汽車電動化，該技術從根本上將內燃機改變為電動機，且相關的變速方式也發生了根本性的變化。目前，各大汽車企業在混合動力技術、純電動技術及燃料電池技術等領域投入了大量人力、物力和財力，電池、電機、電控三大技術是新能源汽車的核心技術。此外，汽車智能化是另外一個重要應用方向，該技術涉及行車環境監測、信號實時處理、負責系統決策及汽車運動控制等眾多核心技術，是車輛外部信息與車內控制系統相結合的復雜交叉新技術。車輛工程專業的培養需要緊跟汽車智能化技術，急需在現有課程體系的基礎上，拓展上述技術之外延。與汽車智能化密切相關的是網絡化技術，由于目前物聯網、車聯網、5G通信等新技術的發展和應用，汽車的車內、車車、車路及車云互聯等網聯化技術已經成為汽車行業未來發展的必然趨勢。

目前，我國主要由車輛工程、交通運輸（汽車方向）的專業人員和機電/電子類的專業人員完成汽車電子產品的研究、設計、開發和生產等工作。汽車類專業的人才對汽車設計、制造等知識掌握較好，但是對電子技術知識的掌握一般較弱，從而獨立設計、開發汽車電子產品的能力較弱，這其中就包括了汽車電子硬件、軟件的研發；而電子類專業的人才又對汽車產品了解深度不夠，對汽車零部件及系統的原理等知識掌握不足，所開發的電子產品又不能很好地貼合汽車工業的需要。通常，目前常用的解決方法是由汽車類專業的工程師提出汽車產品設計開發的構思和方案，再由機電/電子類專業的工程師進行汽車電子產品的具體設計。但是，目前這種合作模式并不完美，機電/電子類專業工程師的主觀能動性比較缺乏，而汽車專業工程師的力氣卻使不上。解決該類問題的一個比較好的方法是讓懂汽車的電子工程師進行汽車電子產品研發，這樣就可以主動地、創造性地完成設計和制造工作。汽車電子行業產品需要既懂汽車又懂電子的專門人才，正如機電工程專業人才受到機電行業的歡迎是一樣的。

三、車輛工程專業定位

本校車輛工程專業定位決定了車輛工程專業培養方案及課程的制定，研究型大學應著重培養研究型、開發型人才，應用型大學則應著重培養技術實施型、工程管理型人才，我校車輛工程專業定位如下所述。

1.服務面向定位。能在汽車工程領域從事科學研究、科技開發、生產制造及管理等工作的高級復合型工程技術人才。

2.專業發展定位。基于我國對汽車工程人才素質的基本要求，考慮“新能源、電動化、智能化、輕量化”和“大數據、平臺、互聯”的汽車未來發展需求，不斷加大教學投入，深化教育教學改革，培養具有扎實的理論基礎、寬廣的專業知識、較強的系統觀念和工程實踐能力、較好的創新精神和研究開發能力的高級復合型工程技術人才。

3.專業培養目標定位。以社會對專業人才的需求為導向，結合專業自身實際情況和發展潛力，立足本省，面向全國，服務行業，專業發展與國家發展、區域發展緊密結合。

按照上述辦學定位，結合總校的課程設置原則，著力實現“厚基礎、寬口徑、強能力”的培養要求。由于各高校的基礎不同，發展水平各異，能獲得的教育資源差別也較大，雖然新工科的建設和發展模式有相通之處，但從長遠角度來說，要想一所大學有特色、有水平，需要長期的改進并與時俱進，而且差異性是大學特色發展、創建“雙一流”的必由之路。

四、車輛工程專業課程設置

當前，車輛工程專業的培養目標要緊密結合計算機技術、電子技術、測試技術和控制技術等，并進一步涉及人機工程、生理學和心理學等多種科學技術。在專業課程體系建設方面，需要根據本校辦學定位，強化研究及開發等的復合型人才培養，注重交叉、融合，適應社會和科技發展趨勢，建立具有本校本專業特色的相關課程體系。首先，車輛工程作為一個工科專業，要求學生需要具有扎實的基礎知識，因此開設高等數學、線性代數、概率論與數理統計、復變函數與積分變換、大學物理、大學計算機基礎等一系列基礎課程，有效地保證了基礎理論和知識的掌握；同時開設機械制圖、理論力學、材料力學、工程材料及成型基礎、機械設計基礎、互換性與測量技術、液壓氣動技術等專業基礎課程，特別在加強電類基礎知識上，開設了電路原理、模擬電子技術基礎和數字電子技術基礎等課程。通過上述課程的學習，使學生具有制圖、計算、設計、控制、測試等的基本能力。專業課開設汽車構造、發動機原理與汽車理論、汽車設計、汽車CAD/CAM、汽車電器、現代汽車制造技術、汽車總線技術、新能源與電動汽車技術、汽車節能技術等多門課程，為了提高學生的實踐能力，在培養方案中還加入了多門課程的課程設計與實習實踐。

在新工科建設的學科交叉、融合等核心精神的指導下，加大選修課程的建設，可以較好地達到新知識和新技術獲取的目的。為此，車輛工程專業可以選修本學院其他專業及其他學院的專業課程，并應將該選修措施納入常態操作之中，選修舉例如下所述。（1）從汽車造型、汽車結構輕量化設計和人機工程等角度考慮，可以選修機械工程專業的機械產品造型設計、人機工程概論和有限元分析方法等課程。（2）從智能控制角度考慮，可以選修自動化專業的最優控制與智能控制基礎等課程。（3）從汽車電子設計及控制角度考慮，可以選修測控技術與儀器專業的嵌入式系統設計原理與應用等課程。（4）從汽車電子控制角度考慮，可以選修電氣工程及自動化專業的控制系統設計與仿真等課程。（5）從汽車電子設計角度考慮，可以選修電子信息工程專業的電子系統設計等課程。（6）從汽車互聯技術角度考慮，可以選修物聯網工程專業的互聯網新技術等課程。（7）從汽車新能源技術角度考慮，可以選修功能材料專業的光伏器件與工程學等課程。

現代汽車技術發展迅速，為適應該發展形勢，課程設置方案應為開放性的，后期還可以選修其他專業的相關課程，并遵照新工科建設的學科交叉、融合等核心精神進行專業課程設置及優化。

結語

科技發展日新月異，汽車工業技術和材料也在不斷進步發展，車輛工程專業在新工科建設背景下的改革發展既要考慮本專業的基礎理論知識，也要考慮專業的發展趨勢及社會的實際需求，這將是一項艱巨持續的任務，結合新工科建設的需求，車輛工程專業的課程設置需考慮產業的動態變化，不斷思考并進行實踐，以達到專業課程設置持續優化之目的。