地方高校智能車輛工程專業課程體系建設探索

楊智宇，夏利紅，張建恒

（重慶工商大學機械工程學院 重慶 400067）

當今，隨著人工智能、大數據、儲能等技術的快速發展，汽車產業正邁向“電動化、智能化、網聯化”[1]。然而，我國智能汽車產業存在智能網聯汽車研發人員缺乏、IT背景智能網聯汽車人才難招難用難留、專業核心課程設置與產業需求偏離等問題[2]。為解決上述問題，2019 年教育部備案通過了哈爾濱工業大學申請的智能車輛工程專業，從此開啟了我國智能車輛工程專業快速發展和建設的序幕。2020年至2023 年智能車輛工程專業全國備案數量分別為1、6、11 和12，備案數量逐年增長。

智能車輛工程專業是新設的新工科專業，國家沒有對其培養規格、培養目標、知識體系和核心課程進行要求[3]。這種現實一方面為智能車輛工程專業拓展了建設空間，可以讓專業負責人和專業教師充分結合地方特色、學校特色、專業特色和師資特色建設新專業。另一方面也帶來了較大的現實困境，即由于缺乏國家對智能車輛工程專業建設的指導，課程體系如何建立對專業教師是一種考驗。

1 地方高校智能車輛工程專業建設研究現狀

當前，智能車輛工程專業建設剛剛起步，但是已經有部分學者開始圍繞實踐教學和專業課程相關領域開展研究。在實踐教學方面，李昊等[4]提出通過由“微”入“綜”、由“虛”入“實”，形成新能源智能網聯車輛人才“真題真做”協同育人培養模式。李祎承等[5]提出應用大量實際案例激發學生興趣、引入最新科學論文提高學生認知、通過實車增強學生實踐能力等措施提高教學效果。林繼銘等[6]認為要面向汽車“新四化”，打造“教學—研究—制造—學科競賽”一體化實踐課程。陳克等[7]認為智能車輛工程專業的專業課程需要與項目、行業特色相融合，通過產業學院建設專業實踐教學體系。張建恒等[8]從工程訓練課程角度，構建“工程訓練基礎平臺—智能小車平臺—仿真教學平臺—實車平臺”的遞進式智能車輛工程專業實踐教學體系。夏利紅等[9]針對智能車輛專業虛擬仿真實驗平臺，建議構建線上線下、單一浸入、小組團隊三環節虛擬仿真實踐教學。在專業課程方面，劉超等[10]對傳統車輛工程專業課程體系進行了改造，提出智能基礎技術、車輛基礎技術和信息交互關鍵技術是適應時代發展的新課程體系。然而，上述研究更加側重對智能汽車領域專業的課程內容與實踐教學方式開展研究，對專業課程體系的研究較少。

2 基于實踐的地方高校智能車輛工程專業建設問題

相比于“雙一流”高校，地方本科高校由于師資、場地、經費、校企合作等原因，在智能車輛工程專業建設過程中面臨更多的困難，包括但不限于以下方面：

2.1 師資力量嚴重不足

智能網聯汽車高層次人才供給數量相對于產業規模需求來說嚴重缺乏，近年來高科技企業、整車企業、各高校均對上述人才有極大需求。而相比于“雙一流”高校和知名企業，地方高校對智能網聯汽車高層次人才的吸引力較小，很難招聘到合適的師資，組建較為完善的智能車輛工程專業師資團隊比較困難。通常需要地方高校通過師資培訓、校企合作等方式對已有師資進行培養。

2.2 課程體系不完善

一方面，新工科智能車輛工程建設起步較晚，備案獲批高校專業建設仍處于初期摸索階段，尚無較為成熟的專業課程體系方案；另一方面，智能網聯汽車產業規模龐大、技術復雜、應用對象和場景繁多，在課時縮減的背景下無法講授所有知識點，各學校需要根據地方特色、學校特色和師資特色對專業培養目標進行取舍，導致各高校智能車輛工程專業課程體系差距較大。

2.3 教學資源支撐不充分

①當前智能網聯汽車的科普性圖書較多，其對技術細節的講解不夠深入，可以支撐一門知識普及性課程的開設，但是不足以支撐一個專業系統性課程的開設；②部分教材注重實踐操作步驟，更適合中職高職汽車相關專業學習，不適合本科生理論性系統性的學習；③智能網聯汽車技術更新迭代速度極快，市面上絕大多數教材和線上資源由于出版周期和出版時間等客觀原因，所授知識無法適應產業發展速度，與產業實際應用技術有較大差距。

2.4 實驗設備不充足

近年來隨著智能網聯汽車規?；纳虡I應用，激光雷達等設備的采購成本急劇降低，但是V2X 相關設備、域控制器、線控地盤、自動駕駛仿真軟件等軟硬件成本仍然較高。經費有限的地方高校很難大規模采購智能網聯汽車實驗設備；同時，當前市面實驗設備應用教學場景更多面向中職高職實驗教學，普遍不適合本科生的實驗教學。

2.5 實習實訓基地較少

面向車輛工程、汽車服務工程等傳統汽車專業生產實習的校外基地已經較為成熟，實習配套資源完善。然而，目前國內普遍缺少面向智能車輛工程專業的實習實訓基地，需要地方高校主動尋求校企合作建設實習實訓基地?，F有智能網聯汽車相關企業普遍僅在前期和高校開展人數較少、實習內容相對單一、實習周期較長的實習實踐，沒有和高校開展過1—3 周整班制的大規模實習實訓。因此，校企合作實習實訓仍需要開闊思路，由校企雙方深入探討與合作開展。

3 地方高校智能車輛工程專業課程體系實踐探索

重慶工商大學針對課程體系不成熟不完善的問題，以工程專業認證要求為準則，以智能網聯汽車新“三橫兩縱”技術架構為建設基礎，充分考慮地方特色、學校特色、專業特色和現有師資特色，確定聚焦培養智能車輛整車設計、測試和評價人才，建立車輛、人工智能、電子、控制等多學科交叉的專業課程體系。培養如下人才：①與智能制造、機械電子等專業的培養目標應有所區別，聚焦培養整車設計人才而非零部件設計人才；②當前市場對設計人才的缺口仍然較大，培養更偏重應用型設計類人才；③地方高校師資力量相對薄弱，相比于培養軟件開發類人才，培養測試與評價人才的師資要求更低；④具備理論知識的智能汽車測試與評價應用型人才仍然較為缺乏。

考慮到智能網聯汽車技術體系龐大復雜，為培養智能車輛整車設計、測試和評價人才，重慶工商大學智能車輛工程專業側重單車智能技術培養，以“三橫兩縱”中的單車智能相關技術為專業課程建設的主要抓手，優化機械和車輛相關課程，增加高等數學等基礎課程學分，強化和新開人工智能、電子、控制課程，新增智能汽車領域多學科交叉課程，新建“基礎—仿真—實車”遞進式實踐課程。重構后的智能車輛工程專業課程體系如下：

3.1 優化機械和車輛相關課程

弱化工程圖學等傳統機械類課程學分，降低二維繪圖和手工繪圖課程學分和課程內容，強化三維建圖和有限元分析實踐課程學分，注重整車零部件裝配與分析；重新整合和優化汽車理論等傳統車輛工程專業課程的知識體系與學分，新增汽車動力系統原理，側重新能源汽車和智能汽車相關知識的講解。

3.2 強化人工智能、電子、控制課程

積極對接產業需求，增設程序設計基礎理論（C++）及其實驗課。在前期實踐基礎上，整合python 和機器學習相關知識點，強化理論與實踐的交互學習，開設機器學習及應用（python）及其實驗課；強化電子類相關課程，增設數字電子、模擬電子、智能汽車電子電氣架構等知識點，將傳統工科電工電子技術、汽車電子等課程轉變為“電路分析—電子技術基礎—智能汽車電子技術”遞進式課程。

3.3 新增智能汽車領域多學科交叉課程

在前置大類基礎課和專業基礎課上，新增多門車輛、人工智能、電子、控制、管理等多學科交叉課程。為實現培養智能汽車測試與評價人才的目標，新開設智能汽車功能安全、智能車輛工程專業英語等課程；同時，注重在交叉課程中融入課程思政元素與最新的技術進展，強化交叉課程與實踐課程的銜接。以“自動駕駛關鍵技術”課程為例，遵循“為誰培養人—培養什么人—怎么培養人”的宗旨，通過課程任務驅動化、混合教學化和過程實踐化，幫助學生在理解自動駕駛知識難點時學思結合，在親身參與中增強創新精神和工程實踐能力。

3.4 新建“基礎—仿真—實車”遞進式實踐課程體系

為對接地方智能網聯汽車產業需要，學校與中國汽研、招商車研等智能汽車測試與評價領域的全國著名企業合作，共建實驗設備和實習實訓基地。重構工程圖學、二維制圖、三維制圖和有限元分析課程知識與實踐內容，打通各門課程銜接，從大一到大四整個本科學習生涯以小組為單位實現整車設計；對傳統工程訓練課程內容進行優化，將教學內容拆分為第三學期基礎訓練和第六學期制造訓練，融入整車設計小組項目制教學，以制造模型車為目的實現與整車設計類課程的內容銜接；以智能輔助駕駛、感知、決策、控制和通訊為實訓內容，新增相應的實踐類課程，在硬件設計與制造基礎上實現軟件算法的開發；在軟硬件開發、設計與制造基礎上，發揮學校特色，引入市場分析、項目管理、市場營銷等課程知識，實現極具學校特色的“工+商”智能汽車綜合課程設計。在綜合課程設計中要求學生完成車輛市場分析報告、整車三維設計與分析報告、整車制造報告、車輛市場營銷報告、隊伍項目管理報告五個報告，培養學生工商融合、多學科交叉的知識綜合運用能力，以便滿足企業對智能汽車應用型人才的實際需要。

重慶工商大學智能車輛工程專業從2021 年開始招生，相關課程改革得到師生和企業的廣泛好評和高度認可，專業招生和就業質量逐年提高。但是，部分課程在實踐過程中仍發現較多問題和不合理，一方面在于部分課程教學內容跟不上智能汽車產業和技術的快速迭代；另一方面來自教師團隊本身對智能車輛專業建設的認識不充分不完善，導致在實踐中發現部分課程設置并不合理，各課程之間知識銜接存在漏洞。所以，重慶工商大學智能車輛工程專業課程體系仍處于探索狀態，需要針對具體問題進行分析和優化。

4 結論

為應對我國智能網聯汽車研發人員缺乏、人才難招難用難留等問題，智能車輛工程專業建設愈發得到各高校的重視，但是其專業課程體系建設仍處于探索研究階段。本文以重慶工商大學智能車輛工程專業建設實踐為載體，詳細分析地方高校智能車輛工程專業建設問題，并從優化機械和車輛相關課程、強化人工智能和電子/控制課程、新增智能汽車領域多學科交叉課程、新建“基礎—仿真—實車”遞進式實踐課程體系等方面進行探索，為地方高校智能車輛工程專業課程體系建設提供實踐參考。