新能源和智能化背景下的汽車實驗室體系構建

關鍵詞：汽車實驗室；實驗教學；新能源；智能化

0 前言

高校實驗室是承載高校實踐教學、科學研究、科技創(chuàng)新以及競賽活動的重要平臺。從創(chuàng)建世界一流大學和一流學科（簡稱“雙一流”）的視角來看，高校應具備先進的實驗條件、師資隊伍、教學體系及科研平臺。目前，我國普通本科高等院校的實驗教學和實驗室體系建設已經(jīng)形成一定規(guī)模。隨著科學技術的不斷進步、新一輪工業(yè)革命的持續(xù)推進和相應學科教學內(nèi)容的跟進改革，過去的實驗室體系存在的一些問題也逐漸暴露出來，其中汽車類學科專業(yè)實驗室體系還存在不少問題。近年來，我國提出的“中國制造2025”戰(zhàn)略，把大數(shù)據(jù)、智能化、信息化、新能源及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新興技術的發(fā)展作為工業(yè)發(fā)展主流［1］，而新能源汽車是現(xiàn)代先進工業(yè)產(chǎn)品的典型代表，是集新能源技術、人工智能、控制技術、工業(yè)設計及機械工程等技術為一體的科技產(chǎn)品。

然而，隨著新能源汽車的量產(chǎn)和市場化，應用型高等院校汽車實驗室的汽車實驗教學儀器/設備依然以傳統(tǒng)燃油汽車硬件為主，高校實驗室整體發(fā)展較為滯后。因此，基于目前汽車工業(yè)發(fā)展和汽車實驗室現(xiàn)狀，本文提出了在新能源、智能化、輕量化汽車工業(yè)背景下的汽車實驗室體系構建思路，以期為應用型高等本科院校汽車類專業(yè)實驗室體系的構建和發(fā)展提供參考。

1 汽車專業(yè)實驗室體系現(xiàn)狀

隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，推動了整個汽車產(chǎn)業(yè)鏈的更新?lián)Q代，例如誕生了形式各異的汽車新材料、新技術以及新服務模式。汽車產(chǎn)業(yè)的日新月異，傳統(tǒng)汽車實驗室無法滿足當前實驗教育的需要，推進了應用型高校汽車理論教學和實驗教學的更新。在新能源智能化汽車發(fā)展背景下，汽車服務工程等汽車類專業(yè)實驗室發(fā)展瓶頸問題主要有以下4 個方面：

（1） 汽車實驗室硬件更新建設相對滯后。汽車工業(yè)新技術的飛速發(fā)展，更新實驗設備要與時俱進，緊跟汽車新技術的發(fā)展，密切關注汽車數(shù)字化、新能源、智能化及汽車新材料資源的發(fā)展動向。

（2） 汽車實驗室的建設缺乏長遠系統(tǒng)的規(guī)劃，零散式和應激性建設往往成為主流。主要是由于汽車工業(yè)更新?lián)Q代太快，造成了汽車實驗室建設的被動性與滯后性，同時難以精準對接汽車新技術發(fā)展動向造成實驗室建設缺乏前瞻性和系統(tǒng)性，導致影響了汽車服務工程等汽車專業(yè)技術人才培養(yǎng)的系統(tǒng)性和創(chuàng)新性。

（3） 汽車實驗室教學實驗與科研實驗關聯(lián)度較弱。一方面，科學研究領域的精準性和前沿性對汽車實驗教學普適性較弱，兩者差異較大；另一方面，實驗教學往往依附于理論課基礎實驗教學和課堂外實踐訓練，造成了汽車教學實驗和科研實驗難以合二為一，導致實驗建設的零散性較為明顯。

（4） 實驗室信息化建設滯后，管理手段和評價機制落后，設備利用率有待提高［2］。汽車實驗室建設管理模式還普遍停留在登記式管理模式，缺乏智慧智能化管理方式。導致實驗室管理效率不高、管理不規(guī)范以及實驗室使用程序繁瑣，嚴重影響了實驗室的使用效率。

2 汽車實驗室體系的構建要素

2. 1 構建新能源智能化汽車專業(yè)實驗室體系

新能源智能化汽車快速發(fā)展的背景下，汽車類專業(yè)重新布局知識結構，由燃料?熱機?熱力學轉換為電池?電機?電控的學科交叉融合。汽車服務工程等汽車類專業(yè)涉及機械工程、熱力學、人工智能、大數(shù)據(jù)、信息工程、金融學、市場營銷及法學等眾多學科，學科領域廣泛、交叉性強。汽車類專業(yè)歸屬于應用型學科，培養(yǎng)的專業(yè)人才需具備較強的實踐能力、創(chuàng)新能力、溝通能力，以及解決實際工程問題的能力。

汽車類專業(yè)實驗室體系構建，需將人才培養(yǎng)目標和高校發(fā)展緊密結合。在當今高校追求高質(zhì)量發(fā)展和爭創(chuàng)“雙一流”的背景下，實驗室體系的構建通常更需平衡好教學與科研的關系。汽車實驗室體系的建設因需而設，從實驗教學體系及其他實踐環(huán)節(jié)入手，規(guī)劃實驗室體系建設及分類，兩者相輔相成，互為促進關系，如圖1 所示。

在新能源智能化汽車工業(yè)背景下，與傳統(tǒng)汽車實驗室相比，汽車實驗室體系更應具有豐富的構建元素，根據(jù)高校實際需求，從創(chuàng)新性、系統(tǒng)性及進取性等不同維度進行設置和規(guī)劃。

2. 2 強化汽車實驗室硬軟件改造升級

隨著新能源智能化汽車的量產(chǎn)和市場化，推動了汽車服務工程等汽車專業(yè)相關課程內(nèi)容的不斷更新，并出版了相應教材。然而，汽車實驗室硬軟件現(xiàn)狀不容樂觀，汽車實驗室硬件還是老傳統(tǒng)，依然是汽車“四大件”：傳統(tǒng)汽車燃油發(fā)動機、汽車車身構造、汽車各類試驗測試臺、汽車各類工具。通過調(diào)研其他高校汽車實驗室也發(fā)現(xiàn)了同類問題。在新能源、新材料、智能化、數(shù)據(jù)云、輕量化、物聯(lián)網(wǎng)等先進科技延伸至交通工具各個領域的現(xiàn)狀下，無論是汽車實驗教學內(nèi)容，還是實驗教學儀器設備，不及時順應新工業(yè)發(fā)展顯然是不可取的。

2. 3 構建高水平實驗室人才隊伍體系

隨著汽車新技術的日新月異及高校的快速發(fā)展，對實驗室人才隊伍的學歷、專業(yè)能力，以及人才結構提出了更高層次的要求。因此，實驗技術人才應具備高學歷和豐富的知識，同時注重“雙師型”實驗技術人才的培養(yǎng)。目前，高校人才隊伍的特點是學歷高、研究領域新穎，而工程實踐經(jīng)驗須進一步強化。而汽車類本科專業(yè)本身理論性和實踐性均較強，不僅需要對理論知識體系的深入研究，更需要豐富的實踐經(jīng)驗。因此，增強“雙師型”工科實驗技術人才隊伍建設是必然的選擇［3］，從外派培訓、增加經(jīng)費投入、增強校企合作等方面制定出切實可行的實驗專業(yè)技術人才系統(tǒng)培訓計劃，增強實踐教學專業(yè)技術人才隊伍的綜合水平。

2. 4 科學構建智能化實驗室管理模式

高質(zhì)量的實驗室應具備優(yōu)質(zhì)的實驗隊伍、實驗條件，還應具有科學的管理模式。然而，在大數(shù)據(jù)、智能化、數(shù)據(jù)云端時代，實驗室管理更離不開科學的管理模式。傳統(tǒng)的登記式管理逐步被淘汰，尤其在眾多實驗群的情況下，實驗室要實現(xiàn)高效率、個性化、高使用率服務迫切需要信息化建設。從全球頂尖大學實驗室管理模式來看，科學的實驗室管理不僅具備完善的管理機構，還配套清晰、高效、靈動的管理機制，并且保持持續(xù)創(chuàng)新性。科學的實驗室管理模式由實驗室的使用、實驗室儀器設備、實驗室環(huán)境、高效率實驗、實驗室維護等實現(xiàn)。實驗室的使用統(tǒng)一采用網(wǎng)站平臺或微信小程序等線上預約審批制度，不僅便于實時記錄實驗室使用率和使用狀況，還可以避免由于實驗室不規(guī)范使用而造成的管理混亂。

2. 5 構建可靠的實驗室評價機制

隨著汽車新技術的快速發(fā)展，高校汽車類專業(yè)人才培養(yǎng)方案、實驗教學體系、實驗教學方法及實驗室管理模式也進行了一定的更新和改變，但在實驗室的評估體系方面并沒有隨之及時更新和創(chuàng)新。實驗室評估又是實驗室工作價值和運行水平評判的重要方法。因此，在把握汽車實驗室硬件設施、人才隊伍、管理機制建設的同時，應注重實驗室評價機制建設。例如，可以從教學成果、科研成果、實驗教學改革、職稱晉升、社會服務等方面進行思考。可采用Delphi 專家咨詢法構建應用型高校汽車實驗室管理高水平、高可靠性的評價體系［4?5］。建立科學、可持續(xù)的實驗室評價機制，促進實驗室良性循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展，推進汽車實驗教學高質(zhì)量發(fā)展。

3 結語

高校實驗室是科研實驗和教學實驗的主要場所，是承擔人才培養(yǎng)、社會服務、資源共享等方面的重要載體。汽車實驗室體系建設只有緊跟當代汽車新技術的發(fā)展趨勢，才能培養(yǎng)出適應社會所需要的汽車專業(yè)技術人才。新時代的高校實驗室建設應以“雙一流”高校為標桿，堅持“突出實用，服務社會”為目標，以高校實際現(xiàn)狀、高校定位以及專業(yè)發(fā)展特色為出發(fā)點，緊密結合汽車新能源、智能化、輕量化等汽車新技術發(fā)展進行優(yōu)化更新和重構建。以人才培養(yǎng)方案為指導，實驗室體系構建應把實驗室體系頂層設計作為核心，從人才隊伍培養(yǎng)、實驗設備更新、智能化管理、資源開放共享、后續(xù)發(fā)展等方面進行深入思考，建設高校高質(zhì)量實驗室體系，促進實驗教學改革，推動高校教育高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。