基于PBL團隊式多維協同的汽車創新人才培養研究與實踐

胡志力 華林

摘? 要：該文從分析高校汽車人才培養面臨的問題出發，提出基于PBL（Problem-Based Learning）團隊式多維協同的汽車創新人才培養模式，結合武漢理工大學汽車工程學院的創新實踐，探索汽車專業創新型人才培養新途徑。實踐證明，這種新型的人才培養模式可有效提升高校本科生和研究生的培養質量，為車輛工程專業創新型人才的培養提供參考。

關鍵詞：PBL;團隊式多維協同;學科交叉;人才培養;培養質量

中圖分類號：C961? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）17-0077-05

Abstract： This paper analyzes the problems faced by the automobile talents training in colleges and universities， and puts forward a team based multi-dimensional collaborative automobile innovation talents training mode based on PBL （Problem Based Learning）. Based on the innovative practice of the School of Automotive Engineering in the Wuhan University of Technology， this paper explores a new way to cultivate innovative talents in the automotive industry. It has proved that this new talent training mode can effectively improve the training quality of undergraduate and graduate students in colleges and universities， and provide a reference for the training of innovative talents in vehicle engineering.

Keywords： PBL; team-type multi-dimensional collaboration; interdisciplinary; talent training; cultivation quality

習近平總書記在黨的二十大報告中指出：“必須堅持科技是第一生產力、人才是第一資源、創新是第一動力，深入實施科教興國戰略、人才強國戰略、創新驅動發展戰略。”中共中央、國務院印發的《中國教育現代化2035》中提出的首要任務之一，就是培養創新型人才，培養責任感、創新精神和實踐能力。我國汽車產銷量已連續14年蟬聯全球第一，2014—2022年中國汽車產量都穩定在2 300萬輛以上（圖1），截至2022年汽車保有量突破了4.17億輛，是國民經濟的支柱產業。目前，汽車行業向輕量化、電動化、智能化的“三化”方向發展，傳統汽車人才培養模式主要是以課堂講授課本專業知識為主，結合課下專業實訓實習為輔的手段，這種以教師課堂授課為主的傳統教學模式，由于教材知識信息更新要遠遠落后于技術的發展速度，單一課堂授課模式局限性較大，學生興趣不濃，教學效果不理想，難以滿足汽車行業對汽車創新人才的期望。

目前國內外高校均在探索汽車創新人才培養新方法。美國麻省理工學院的 UROP和IAP團隊活動用于培養學生的創新能力和團隊意識[1]。西安交通大學提出“2+4+X”的培養模式，教師根據科研項目招募學生，組建科研團隊，力圖培養基礎扎實、知識面廣、能力高和素質強的學生[2]。吉林大學創新實施與國內一流的科研院所進行科教協同人才培養工作，依托雙方合作的科研項目，組建跨學科多層次的科研團隊，與科研院所協同培養創新人才[3]。江蘇大學對新能源汽車戰略目標下車輛工程創新人才培養模式進行了探討，與汽車龍頭企業開展產學研項目合作，引入企業高工擔任導師，將具體科研項目和企業實際生產環境下的經驗與問題搬入課題共同培養創新人才[4]。

本文借鑒了國內外高校創新人才培養寶貴經驗，分析高校汽車人才培養面臨的問題，結合武漢理工大學汽車專業人才的創新實踐，探索基于PBL（Problem-Based Learning）團隊多維協同的汽車創新人才培養模式，以期能為兄弟院校的創新人才培養提供啟示。

一? 汽車創新人才培養面臨的主要問題

汽車“三化”，輕量化、電動化、智能化已經成為國際汽車發展的趨勢，引起了汽車行業的深度變革。《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》提出2035年我國新能源汽車年銷量將占一半以上，汽車產業實現電動化轉型。傳統汽車工業已經迎來了革命，迫切需要大量的汽車創新人才。《智能網聯汽車產業人才需求預測報告》指出傳統車輛工程專業的技能匹配度只有約50%[5]。根據中國汽車工程協會現有數據與研究模型測算（圖2），新能源與智能汽車行業無論是高速或低速發展，未來三年行業人才需求旺盛，隨著汽車“三化”技術變革到來，我國汽車工業目前面臨著“一將難求”等問題，人才培養與行業需求相偏離的問題仍然比較嚴重，主要存在以下兩個問題。

（一）? 多學科交叉專業特點與人才知識結構單一的矛盾

隨著汽車行業“三化”的發展趨勢，車輛工程專業人才的知識需求發生了翻天覆地的變化，呈現出機械、電子、通信等多學科交叉融合的特點，然而現有汽車人才培養主要采用傳統的車輛工程二級學科專業培養體系（機械工程為一級學科），由于學科等級、課程設置等限制，導致目前傳統車輛工程專業培養人才知識結構單一，難以適應新能源與智能汽車的專業人才培養需求。

（二）? 多學科交叉融合與教育資源分散的矛盾

一方面，構建車輛工程專業多學科交叉人才培養體系，需要多學科專業教師建設多學科交叉融合的知識體系與培養方案。這需要教、學、研和產等幾個方面的資源整合和優勢互補。但是現有的教師、院校、企業等創新主體成員往往相對獨立與分散，不僅跨專業學科和行政單位，甚至有可能跨國家，教育資源時空分離，難以實現有效的多學科交叉融合協同育人。

二? 結合汽車專業特點，構建基于PBL團隊式多維協同的創新人才培養模式

從國內外創新人才的培養與實踐經驗來看，需要將教學科研與工程實踐相結合，將國家重大需求、國際學科前沿融入到學生專業培養中。也就是說汽車創新型人才培養的關鍵是多學科交叉科研團隊的建立和大量高水平科研項目實踐培養創新人才，即如何針對汽車專業的發展趨勢，組建多學科交叉高水平導師團隊，保證充足的高水平科研項目，包含基礎理論研究項目、高新技術研發項目、企業技術攻關項目等不同層級的科研項目，圍繞項目的立項、研發、結題，科研團隊的人力、機器、原料、方法及環境等軟硬件資源得以協同和統籌，進而可以保障人才培養過程中得以歷經多類型科研項目訓練，獲得多方面的師資團隊的悉心指導。基于此，武漢理工大學汽車輕量化科研團隊在多年的本科生和研究生的培養實踐中逐步建立了具有鮮明特色的基于PBL團隊式多維協同的汽車創新人才培養模式，如圖3所示。

PBL是“基于問題式學習”或“問題導向學習”的自主學習模式[6]。這是一種典型的以學生為中心的教學方法，起源于20世紀50年代，最初應用于歐美醫學教育領域。隨著教育改革的實踐，該教學模式被逐漸應用到不同的學科中，以促進學生自主學習和終身學習能力的發展[7]。許多國內外大學都引入了PBL教學模式并取得了一定成績，但也暴露了不少問題，主要存在教學耗時長、對學生自律性要求高等問題。

針對汽車專業機械、材料、電子、控制、計算機及能源等多學科高度交叉、融合的特點，應對汽車“三化”帶來的挑戰和機遇，建設基于PBL團隊式多維協同的汽車創新人才培養模式。

（一）? 采用“學科帶頭人+創新團隊”的導師隊伍組織模式，組建導師團隊

傳統的單一導師培養指導多名學生的教學模式，由于導師所在學科、自身學識與精力的限制，往往難以滿足多學科交叉專業的創新人才培養要求。從學科建設出發，以科研梯隊為基礎，圍繞國家重大需求和國際學術前沿，合理布局研究方向和科研項目，構建定位明確、層次清晰、銜接緊密、目標清晰及促進優秀人才可持續發展的組織結構。充分發揮學術帶頭人和學術骨干的作用，確定人員組成結構合理，具有老中青年齡互補的優勢，幫助青年教師提高教學水平。

（二）? 明確團隊成員的責任與義務，增強團隊凝聚力與感染力

在高校科研團隊中，科研方向明確、科研項目充足、科研成果突出，圍繞共同的目標，具有明確的責任和任務分工，科研團隊由不同學科領域、不同行政單位、不同年齡職務的專家組成導師隊伍，招募和吸收優秀學生，開展產學研協同培養創新人才。由于導師們專業知識結構、性格特征、個人經歷具有較大差異，導師和學生教學相長，團隊成員學習能力在不斷的相互交流研討中持續提高。

（三）? 團隊模式下培養方式考核

建立科研團隊，必須建立動態適應的科研團隊責任和章程。根據本科生的知識結構，挑選不同層級的科研項目，建立個性化的培養方案。根據學生參與科研項目和完成情況，給予相應的精神和經濟獎勵，激發和培養學生的科研興趣。

采用“學科帶頭人+創新團隊”的導師隊伍組織模式，既可以解決單一導師時間精力和業務能力有限的問題，促進導師研究領域的學科交叉融合，提高導師科研與教學水平，同時導師團隊也可以拓展學生思維、開闊學生視野、優化師資力量。此外，團隊式多維協同的培養模式，可以更好地依托科研實踐平臺或新建科研教學實踐基地，提高學生創新能力。通過團隊模式培養，為學生提供校企合作與國際合作機會，改變以往大學教育重理論輕實踐的現狀，將校園教育與實踐教育有機結合。圍繞國際學術前沿與國家重大需求開展研究工作，提高團隊成員素質修養，使科研、教學、實踐產生良性循環。

三? 多措并舉，提高汽車創新型人才培養的質量與效益

在基于PBL團隊式多維協同的創新人才培養模式下，為汽車行業創新人才培養營造了良好的軟硬件學習條件，以下是武漢理工大學汽車工程學院的汽車人才培養的實踐經驗。

（一）? 將前沿科學知識、科技創新成果、科研經驗融入教育教學活動

1）致力更新教學內容，積極探索教學改革新思路。項目研究團隊依托現代汽車零部件技術湖北省重點實驗室等科研基地創新開設了科研基地本科生公選課新能源汽車車身輕量化結構與輕質材料，在課堂教學過程中強調傳統汽車與新能源汽車的共性基礎，注重多學科交叉，將車身輕量化材料、結構設計制造與人工智能技術應用的基本理論、方法和實驗基礎講透，同時不斷更新基礎理論教學內容，將最新國際科學前沿研究成果不斷補充到教學內容中，在課程前言中介紹研究團隊參編的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》和《中國機械工程技術路線圖（2021版）》，引導學生關注我國汽車產業技術和機械工程技術未來發展藍圖，幫助學生瞄準國際技術前沿，樹立遠大志向;在課程車身設計實例部分邀請東風汽車集團有限公司、東風（武漢）實業有限公司等汽車行業“大牛”走上講臺介紹行業動態和汽車生產實例，并分享青春路上的奮斗經歷，激勵學生們趁青春努力奮斗，實現我國汽車強國夢，增長學生知識見識，激發學生學習熱情。

2）通過校級教學改革重點項目，進一步推動“課堂革命”，開展探究式、參與式教學方法改革。翻轉課堂，讓學生自己組隊，走上講臺，設置新能源汽車輕量化材料、結構、成形和應用等話題進行研討和講座;并在教學內容中加大本科生在實驗室參觀學習和動手操作的任務與要求，引導學生形成主動學習習慣，充分調動學生主動學習積極性，促進學生早進課題、早進實驗室、早進團隊，形成了完善的本科生導師制度。2016—2021年共有100人次本科生通過課程學習，申請加入到實驗室參與各類大學生競賽活動，參加全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽、中國大學生材料熱處理知識與創新大賽、校大學生節能減排大賽、國家級大學生創新創業訓練計劃和校自主創新基金項目。研究團隊先后指導本科生發表學術論文6篇（含SCI檢索1篇、EI檢索2篇、核心論文3篇），申請發明專利9項（授權6項），獲得了10余項國家及省部級學科競賽大獎。

（二）? 堅持教學科研活動與國際學術前沿同步，引導學生瞄準科技熱點問題

教學改革不光應用于本科生教學，同時也應用于研究生的培養。研究生不同于本科生，對自身的政治素養和道德發展要求也更為嚴格。在加強學生增長知識和提高科研能力的同時，堅持以立德樹人為根本、以服務國家戰略人民需要為導向，科學與人文并重、創新與責任共舉。“學術研究與國家需要結合起來，個人追求與社會進步結合起來”，始終堅持德育為先的原則，通過介紹領域內師昌緒、傅恒志、潘際鑾和宋玉泉等大師立學為民、科技報國等光輝事跡，加強學生的思想政治教育，促進思想道德水平的提高。通過在課程中介紹候選人參編的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》和《中國機械工程技術路線圖（2021版）》，引導學生不畏艱難、努力奮斗，勇攀科學高峰。通過校級研究生課程及教學資源建設項目，在課程中不斷引入研究團隊所承擔的國家重大項目最新研究進展和科技創新成果，增長學生知識見識，激發學生學習科研興趣，引導學生瞄準國際科學前沿，致力于解決我國航空航天汽車等運載裝備輕量化的“卡脖子”難題，促進學生早進課題、早進實驗室、早進團隊，以大師+多學科研究團隊作為保障，為各級學生參與科研創造條件，形成了科教融合、相互促進的協同培養機制，提高教育教學質量。

（三）? 堅持教學科研與工程實踐相結合，培養學生的創新精神與能力

將課程教學與科研項目和社會工程實踐精密結合。創新開設汽車輕量化設計制造綜合實驗課，并依托武漢理工大學與東風汽車集團有限公司等企業建立的湖北省研究生工作站，組織研究生深入企業進行實地參觀調研和實踐，打通課堂理論教學、工程案例模擬、工程實踐操練環節，解決研究生培養普通存在的理論脫離實際、實踐環節薄弱、產學脫節等問題。同時在企業進行學術交流的同時，學習東風汽車集團有限公司的“馬燈精神”，激發研究生的科研精神和創新意識，啟發學生積極主動投身于科學研究中，培養了學生社會責任感和愛國情懷。為了不斷提高學生的科研能力，一方面堅持每兩周召開一次組內學術交流會，利用學校的國際視野講堂、鴻儒論壇、博導論壇等活動，邀請國內學術大師前來講學，加強不同研究方向之間的融合，并相互借鑒和提升;另一方面，依托“新能源與智能汽車關鍵技術研究”創新型人才國際合作培養項目，鼓勵學生參加國際和國內學術會議，增加與國內外同行之間的交流，同時，派送多名學生赴英國帝國理工學院、美國威斯康星大學麥迪遜分校等高校進行聯合培養。通過這些措施，開拓學生的視野，提高他們的學術水平。

四? 結束語

結合武漢理工大學汽車工程學院的創新實踐，探索了基于PBL團隊多維協同的汽車創新人才培養模式，主要有以下兩點體會。

1）將立德樹人作為人才培養根基，以國家重大需求為牽引、以國際學科前沿發展為方向、以科研項目為抓手，組建多學科交叉導師團隊，科研團隊的人力、機器、原料、方法及環境等軟硬件資源得以協同和統籌，以科研任務為導向，根據科研集結不同學科的師生共同參與科研任務，發揮協同合作效應，實現資源利用與效益的最大化。

2）建立研究團隊中導師與學生之間的新型協同培養關系，完善團隊導師與學生權利與義務的職責體系。實踐證明基于PBL團隊多維協同的培養模式不僅能夠克服單一導師指導學生帶來的一些不足，同時可利用科研項目激發教師與學生的科研熱情和興趣，擴大教師與學生的知識面，科教融合、教學相長，培養學生創新思維和開拓性，從而培育創新思維方法，鍛煉其獨立從事科學研究的能力。

參考文獻：

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[7] 杜翔云，ANETTE K， JETTE E H. PBL：大學課程的改革與創新[J].高等工程教育研究，2009（3）：29-35.

基金項目：國家自然科學基金“鋁合金車身構件材料-結構一體化熱沖壓技術及形變相變耦合機理”（52075400）;武漢理工大學教學研究重點項目“基于PBL團隊式多維協同的汽車創新人才培養研究與實踐”（2018409372）;武漢理工大學研究生課程資源庫建設項目“汽車輕量化材料、結構與制造案例教學庫”（2021-05）

第一作者簡介：胡志力（1983-），男，漢族，湖北武漢人，工學博士，教授，博士研究生導師。研究方向為汽車輕量化技術。