智能電動背景下車輛工程專業人才培養模式探索與實踐

摘 要：汽車產業發展迅速，智能電動汽車已成為全球汽車產業發展的戰略方向，汽車產業轉型升級，迫切需要適應產業發展需求的復合型人才。該文以汽車行業需求為導向，以培養綜合型人才為目標，主要探討智能電動背景下的車輛工程專業人才培養模式。首先，該文介紹智能電動化背景下車輛工程專業人才培養的現狀和存在的問題。然后，介紹北京航空航天大學車輛工程專業建設基礎扎實、學科交叉、本研融通的課程體系，研創本研融通的教學實驗實踐平臺，以及建設并出版了智能化、電動化系列教材，并對本研一體化的人才培養模式進行實踐與探索，旨在培養汽車行業新型人才。

關鍵詞：智能電動；汽車產業；人才培養；課程體系；實踐平臺

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2024）30-0168-04

Abstract： The automotive industry is developing rapidly， and intelligent electric vehicles have become the strategic direction for global automotive industry development. The transformation and upgrading of the automotive industry urgently require the cultivation of compound talent that can meet industry development needs. Oriented towards the demand of the automotive industry and aiming at the cultivation of compound talent， this paper mainly discusses the training model for vehicle engineering major under intelligence and electrification. Firstly， this paper introduces the current situation and existing problems of vehicle engineering talent training under intelligence and electrification. Then， the paper introduces that Beihang University has developed a curriculum system which is solid foundation， interdisciplinary， and undergraduate and graduate integrated， and innovated teaching and practicing platform for both undergraduate and graduate students， and developed and published a series of textbooks on intelligence and electrification. The paper has also carried on the exploration and practice ofintegrated undergraduate and graduate talents training model， aiming to cultivate new talents for the automotive industry.

Keywords： inwayKCb/GzwKD0z7IO/BJeA==telligence and electrification; automotive industry; talents training; curriculum system; practice platform

基金項目：中央高校教育教學改革專項“電動化智能化背景下車輛工程專業本碩一體化課程體系建設”（ZG211J1959）

第一作者簡介：宋凌珺（1983-），女，漢族，江西景德鎮人，博士，副教授，博士研究生導師。研究方向為人才培養模式。

隨著電動汽車、無人駕駛技術的不斷發展，電動化、智能化、網聯化和低碳化已經成為未來汽車發展的趨勢，汽車產業正面臨百年未有之大變局[1]。我國“十四五”規劃中提出，加快壯大新一代信息技術、生物技術、新能源、新材料、高端裝備、新能源汽車、綠色環保，以及航空航天、海洋裝備等產業[2]，新能源汽車已成為國家戰略性新興產業。這意味著車輛工程專業人才培養進入了服務國家戰略性新興產業發展的新時期，培養適應汽車產業轉型升級、發展需求的車輛工程專業高素質復合型人才迫在眉睫[3]。

發展新能源汽車和智能汽車已成為世界各國的共識[4]。為了應對新一輪科技革命和汽車產業變革，車輛工程專業迫切需要建立新的學科知識體系，加快復合型人才的培養[5]。目前，高校車輛工程專業的課程體系仍然以傳統機械為主，課程知識體系已經不能滿足當前汽車產業對電動化、智能化人才的需求，迫切需要對傳統的課程系統進行調整、優化，以適應汽車產業轉型升級的人才培養需求[6]。同時，智能電動汽車教學的實驗實踐平臺空白、電動化智能化課程教材和配套資料缺失、適應智能電動汽車產業發展需求的車輛工程專業人才培養模式不健全。本文以北京航空航天大學車輛工程專業為例，構建智能電動背景下車輛工程專業課程體系和本研一體化人才培養模式。

一 車輛工程專業人才培養現狀及存在的問題

目前的車輛工程人才培養存在知識結構單一、知識體系滯后、智能化電動化教學實踐平臺空白、智能化電動化課程教材和配套資料缺失等問題。

（一） 車輛工程專業課程知識體系滯后、與行業發展不同步

國外本科教育大多沒有車輛工程專業，而是都歸在機械大類里，我國的車輛工程專業是隸屬于機械工程一級學科下的二級學科，因此，國內外傳統的車輛工程專業課程都是以機械類課程為主，課程內容多側重于內燃機技術、傳統傳動系統等。但是，隨著新能源技術、人工智能、大數據等技術的快速發展，汽車正向著動力電動化、車輛智能化、交通網聯化、能源低碳化發展，使得未來高水平汽車人才需要具備多學科交叉融合的知識結構，電池管理、電機控制、自動駕駛算法等新興領域的課程覆蓋不足，傳統的車輛工程專業課程設置和教學內容已經無法滿足汽車行業發展的需求[7]。

（二） 車輛工程專業智能電動化教學實踐平臺空白

實踐教學是鞏固和加深對理論知識認識、理論聯系實際、提高動手能力的有效途徑，對于培養學生運用所學理論知識解決實際問題、提高創新能力等具有重要意義[8]。但是，目前汽車產業正向著電動化、智能化迅速發展，相關的教學實踐平臺沒有及時跟上，傳統的車輛工程實踐教學內容相對陳舊，缺乏對汽車新技術的呈現[9]，學生無法在實踐中深入了解智能電動技術的原理和應用，這就限制了學生的創新能力和解決實際問題的能力培養，也必然導致學生畢業后不能滿足行業的需求。

（三） 電動化智能化課程教材和配套資料缺失

教材是教學過程中的重要媒介，但目前市場上針對汽車電動化、智能化的專業教材和配套學習資源稀缺，特別是結合最新研究成果和行業案例的教材更是鳳毛麟角，學生使用的教材的內容相對滯后，跟不上汽車新技術的發展速度，這不僅影響了教學效果，也限制了學生對行業前沿技術的了解和掌握，導致學生學習的知識技能無法與當前行業的知識技術相一致。因此，必須加快編寫、出版和更新汽車電動化、智能化課程教材和配套資料，為學生提供更好的學習支持。

二 車輛工程專業人才培養模式探索與實踐

智能電動汽車時代背景下，要培養適應產業需求的創新型人才，就要在車輛工程專業人才培養過程中，對其知識結構、課程體系及教學方式等方面進行變革與完善，北京航空航天大學車輛工程專業在課程系統、實踐平臺和教材方面進行了探索與實踐，為其他院校的車輛工程專業建設發展提供了理論和實踐參考。

（一） 建設理念和思路

針對汽車產業發展對人才培養的需求，從專業培養頂層設計開始，以本研一體化創新人才培養為目標，以“厚基礎、重交叉、強實踐”為指導思想，圍繞課程知識體系、教材、教學實驗實踐平臺三個方面，構建學科交融的知識體系和本研融通的課程體系、出版電動汽車、智能汽車相關的本研一體化教材、創建科教融合、本研融通的教學實驗實踐平臺，形成本研一體化車輛工程創新型人才培養模式，培養學生的科研素養、工程能力、創新能力和團隊協作能力，促進學生參與重大科研項目、取得重大科研成果，總體建設方案如圖1所示。

（二） 構建基礎扎實、學科交叉、本研融通課程體系

在調研和分析汽車產業對人才培養需求基礎上，以“厚基礎、重交叉、強實踐”理念為指導，建設基礎扎實、學科交叉、本研融通的“三縱三橫”課程知識體系，如圖2所示，形成了以專業核心課、專業實踐課及專業技術課為“三橫”的課程層次、以節能汽車、新能源汽車、智能網聯汽車為“三縱”的專業課程群。一方面，學生要掌握傳統的機械設計、力學基礎、電子技術等課程，為后續學業的深入開展與推進夯實基礎；另一方面，增加人工智能、大數據分析、智能控制、新能源動力技術、電池管理和電機控制等方面的知識，加強學科之間的交叉融合，形成學科交叉融合的知識體系，使學生具備跨學科的知識和能力。并設置新能源汽車技術、機器學習、智能汽車傳感器技術、汽車智能控制技術等本研一體化課程，在這些課程中適當擴大應用性知識的比重，以科研案例驅動教學，讓學生掌握具有操作性和實用性知識，提高本科生的創新能力、解決實際工程問題的能力和科研素養，并使得學生進入研究生階段能夠迅速地開展科研工作。

在教學實踐中，逐步完善了適應汽車產業發展需要的本研一體化人才培養模式，該模式是連接本科教育與研究生教育的橋梁，旨在通過課程連貫性設計、早介入科學研究等方式，促進本科生向研究型人才的過渡，逐步培養學生的研究興趣和獨立科研能力。對于有潛力的學生，可提供直博或本碩博連讀的機會，縮短高層次人才培養周期，提升人才質量。

（三）  基于科教融合的理念，研創本研融通的教學實驗實踐平臺

為了加強實踐教學環節，我們基于科教融合的理念，將科研成果與本研教學相融合，研創本研融通的教學實驗實踐平臺，如圖3所示。該平臺包括兩部分：一是智能無人電動汽車教學實驗平臺[10]，該平臺是本專業老師自創，為本科生開設智能汽車傳感器技術課程，為研究生開設汽車智能控制技術課程，智能無人電動汽車教學實驗平臺既是教具，又是本研學生創新研發和持續優化的對象，形成了本研科研和教學的良性互動。二是大學生無人駕駛方程式賽車創新實踐平臺，基于該平臺，以賽車研制為對象，將專業課程設計、本科畢業設計、科研課堂、研究生學位論文等培養環節和智能賽車創新實踐相結合，研究生基于該平臺帶領本科生制作方程式賽車參賽，本科生則參與到智能無人電動汽車的設計與制作各環節，形成了“研帶本、本助研”良性循環，實現了科研與教學的有機融合，形成科教融合、本研協同的實驗實踐教學機制。培育了一批創新型人才，多次在本科生科創競賽和重大科研項目中獲獎。

（四） 建設智能化、電動化系列教材

在調研智能化、電動化知識在車輛工程專業領域應用的基礎上，進行本研一體化教材規劃布局，圍繞汽車新技術、新方法，出版了“十三五”國家重點規劃教材：《自動駕駛汽車決策與控制》《自動駕駛汽車平臺技術基礎》《自動駕駛技術概論》《汽車智能駕駛模擬仿真技術》等5本智能汽車教材，以及《電動汽車基礎理論與設計》《現代電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車》《Modeling， Dynamics and Control of Electrified Vehicles》等6本電動汽車教材；國家出版基金資助專著《自動變速器電控系統及其應用軟件開發技術》等2部，見表1，這些教材涵蓋了智能電動汽車的基本原理、設計、制造控制等方面的知識，并融入了最新的科研成果和行業發展趨勢。同時，還提供了豐富的配套資料和案例分析，幫助學生更好地理解和掌握相關知識。形成了緊跟技術前沿、本研一體化的教材體系，為我國車輛工程人才培養提供了教學保障。

三 結束語

汽車產業正在經歷百年未有之大變局，智能電動化的浪潮要求車輛工程專業人才培養模式必須進行深刻變革。本文分析了當前車輛工程專業人才培養的現狀及存在的問題，并提出了相應的改革措施和實踐探索。通過構建適應智能電動汽車產業發展要求的課程體系，將機械設計、力學基礎、電子技術、人工智能、大數據、智能控制、通信和互聯網等多領域知識交叉融合，搭建了高水平的智能電動汽車教學實驗實踐平臺，建設了高質量的智能電動汽車系列教材，建立了本研一體化的人才培養模式，提高了學生的動手實踐能力和專業技能，有效提升了車輛工程專業人才的培養質量，為我國智能電動汽車產業的持續發展培養具有創新精神和實踐能力的優秀人才，助力我國從汽車大國邁向汽車強國。

參考文獻：

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[9] 劉政，陳劉莉，劉科.基于新能源汽車人才培養的智能化實踐教學體系構建研究[J].汽車測試報告，2023（5）：112-114.

[10] 張輝，劉淼，陳路，等.北航智能無人電動汽車教學實驗平臺及智能網聯教學與培訓探索[J].高教學刊，2021，7（26）：10-14.