摘 要:“新車輛”產業發展的新四化變革引發車輛工程學科內涵新變化,“新車輛”產業人才需求引發車輛工程知識結構體系新變化,圍繞“新車輛”產業變革下智能車輛人才培養中在培養機制與車輛產業發展脫節、知識體系在車輛領域遭遇水土不服、學科交叉無法聚焦卡脖子問題的系列問題,分析現存問題并提出解決方案,為智能車輛復合型行業人才的培養提供參考。
關鍵詞:智能車輛 人才培養 新四化 交叉融合
1 研究意義
2024年,中國汽車產業繼續展現出強勁的增長勢頭,特別是在新能源汽車領域。我國新能源汽車產銷量占全球比重超過60%,連續9年位居世界第一位。2023年全年新能源汽車產銷量分別達到958.7萬輛和949.5萬輛,同比分別增長35.8%和37.9%,出口量也同比增長77.2%,均創歷史新高。車輛作為大國科技競爭的戰略制高點,是國民經濟的核心支柱,我國車輛產業全球領先,體量大,人員多,產值高;是交通強國的關鍵,車輛行業是支撐客貨運輸和物流能力的重要保障;是國防安全的重要利器,軍用車輛對維護領土主權完整、海外利益安全意義重大;是能源轉型關鍵突破口,車輛行業是支撐我國能源安全和能源轉型的核心環節。
隨著新時代的車輛產業在朝著電動化、智能化、網聯化、低碳化的“新四化”方向演進,給產業鏈、供給鏈上下游帶來了全新的產業變革和發展機遇。“新四化”車輛變革賦予了汽車新的內涵,主要體現在“七新”聯動,即聚合物的新材料、智能化線控底盤的新結構、工業4.0智能工廠的新工藝、輪轂電機新裝備、智能網聯新功能、氫能電能新能源、共享出行新模式。隨著新一輪科技革命的飛速發展,車輛產業也在變革的關鍵節點,在朝著能源驅動、智能驅動的方向飛速發展,這對所有行業是一個全新的考驗,也是突破行業固有邊界的全新革命。隨著“新車輛”產業“新四化”的產業變革,車輛工程的學科內涵也從單一的機械學科發展到了多學科的交叉,特別是信息與數據、邏輯與代碼、電子與電氣、能源與動力、材料與結構、經濟與法學等交叉融合加劇。車輛工程已經從傳統的以機械、材料、力學和自動化為基礎的科學問題,融入計算機、通信工程、交通工程、電子/電工工程、能源動力、化學工程、網絡軟件和安全工程等多學科的深度交叉。現階段的車輛工程學科既要解決多個領域基礎科學問題,又要構建交叉融合的技術體系。
“新車輛”產業變革引發車輛工程學科內涵的新變化,同時面向“新車輛”產業鏈的人才培養亦需深度融入電子電控、信息工程和智能網聯等新的知識點,因此,“新車輛”產業人才需求引發了車輛工程知識結構體系的新變化。依據2021年《智能網聯汽車人才需求預測報告》,“新車輛”研發人員中計算機類占比23.17%,車輛工程類占比20.01%,電子信息類占比19.70%,占比前三,且車輛工程產業核心崗位對復合型人才的需求日益提升,特別是“懂車輛+懂IT+懂能源”的復合型人才極度匱乏。依據2023年的數據顯示,新能源汽車業務領域的招聘職位數同比增長18%,其中電氣工程師成為新能源車企研發的主力,車載系統研發對嵌入式軟件技能的需求較高,同時,智能網聯汽車相關職位的平均薪酬領先,算法工程師的月薪接近3萬元,顯示出對高端技術人才的強烈需求。持續至2024年,智能網聯汽車行業繼續展現出對高素質技術人才的渴求。因此,現有單一學科知識體系無法滿足新車輛產業的知識、技能需求,以車輛工程為主干知識體系的多學科復合型人才是未來的發展方向,繼續分析現有問題從而突破“新車輛”產業變革下的人才需求困局。特別是目前智能網聯汽車產教融合共同體的成立,旨在加強產教融合,推動行業與教育的深度對接,為共同培養更符合行業發展需求的高素質人才提供平臺與契機。
2 問題分析
“新車輛”產業發展的新四化變革引發車輛工程學科內涵新變化,“新車輛”產業人才需求引發車輛工程知識結構體系新變化,產業變革的關鍵環節是人才,人才培養也是車輛產業發展突破的關鍵,車輛產業人才培養面臨著全新的挑戰。
2.1 培養機制與車輛產業發展脫節
隨著新一輪科技革命推動社會的深度變革和車輛產業的全面重構,車輛已成為機械、電子、通訊、人工智能、能源動力、智慧交通、互聯網等領域的融合體。原本的車輛結構設計和產品研發需求大幅減少,而對智能網聯、電子技術等類別的人才又十分渴求,由此從側面反映出現有培養機制與車輛產業發展脫節。特別對于智能網聯汽車領域人才的缺口巨大,數量供給嚴重不足,以智能網聯汽車的人才需求為例,預估2025年智能網聯汽車技術人才的存量預計僅為7.2萬人,而當年該領域的人才凈缺口最高為3.7萬人,缺口比例高達三分之一。以新能源汽車的人才需求為例,預估2025年3個部委在《制造業人才發展規劃指南》中的人才缺口為103萬。
培養機制與產業發展脫節的問題,本質上是教育與產業需求之間信息不對稱和響應滯后的結果。為解決這一問題,需要建立更加靈活的教育體系,加強與產業界的溝通與合作,實現教育內容與產業需求的同步更新。在研究層面,應將車輛工程的人才培養轉向多學科交叉的智能方向,在無人駕駛、智能網聯和新能源開發等多個領域進行人才培養;在應用層面,應將車輛工程的人才培養側重于產品測試、技術應用、可行性分析等領域的人才培養。因此,學校作為人才培養的載體,需適應車輛產業發展的步伐,明確培養的目標和方向,根據企業需求的變化做出改變。可以通過建立校企合作平臺,讓企業參與人才培養的全過程,為學生提供實習實訓機會;可以推動跨學科研究中心的建立,彌補現有智能車輛產業和學術研究的脫節問題;可以聯合企業共同開發符合產業需求的課程體系,確保教學內容和行業發展趨勢同步;可以定期舉辦前沿微型課和校企合作畢業設計,邀請行業專家參與教學活動和畢業設計;可以與行業協會合作,建立教育認證體系,為學生提供專業認證,增加其在就業市場的競爭力;可以建立教育反饋機制,定期收集學生、教師、企業等各方面的反饋,及時調整教育策略和內容。
2.2 知識體系在車輛領域遭遇水土不服
因近些年車輛工業發展迅速,技術變革日新月異,針對傳統車輛的知識體系和專業課程在現有的車輛領域水土不服,不能完全滿足時代需求,主要體現在以下幾點:“新車輛”產業變革下技術革新速度較快,特別是“新四化”的發展對車輛專業知識的教學內容提出新要求,如自動駕駛、車聯網技術、電池管理等教學內容需要更新。環保法規的加強和智能化、個性化需求的增加,對車輛行業的市場需求提出新要求,如排放標準、能源效率等需求擴展。新工科背景下實踐教學、創新能力和解決實際問題能力的要求提高,對車輛人才的解決問題能力提出新要求;全球化國際合作的日益頻繁,對國際化教育和跨文化交流提出新要求;快速變化的行業要求從業者具備終身學習的能力,對自主學習能力和適應新知識、新技術的能力提出新要求。如何讓學生能夠在課堂滿足以上的新要求,也是目前教學改革中面臨的最大問題。在目前的教學過程中,依靠以往人才培養體系所設置的知識體系,難以滿足車輛領域新技術的學習與應用,培養出的學生在將來如果仍以傳統的專業知識來支撐工作,無法跟上時代前進的步伐。
針對以上知識體系的短板問題,針對因應技術革新的教學內容更新,在自動駕駛與車聯網技術方面,可以增設專門課程,深入講解自動駕駛的核心技術,如感知融合、決策規劃、控制執行等,可以與行業內領先企業合作,引入最新的車聯網案例,讓學生了解車輛如何通過通信技術實現智能互聯;在電池管理與能源效率方面,可以強化電池技術的教學,包括電池設計、充放電管理、熱管理等,可以結合環保法規,教授如何優化車輛能源效率,滿足嚴格的排放標準。針對應對市場需求的教學策略,圍繞環保法規和個性化需求,可以增設環境法規相關課程,教授如何設計符合環保標準的汽車,可以引入用戶研究方法,教授如何分析和滿足市場對個性化車輛的需求。針對強化實踐教學和創新能力的培養,可以結合校內外實驗室和實踐基地,讓學生參與到真實或模擬的車輛研發過程中,可以采用項目式教學方式鼓勵學生運用理論知識解決實際問題。針對國際化教育與跨文化交流需求,可以鼓勵學生參與國際交流項目,提升語言能力和跨文化理解,可以邀請國際專家舉辦講座和研討,拓寬學生的國際視野。針對終身學習能力的培養,可以教授有效的學習策略和時間管理技巧,幫助學生形成自主學習的習慣,可以利用在線教育平臺,為學生提供豐富的自學資源。
2.3 學科交叉無法聚焦卡脖子問題
新工科背景下的車輛工程專業不僅要包含原先的基礎學科,還需要增加智能制造、軟件編程、電控技術等多門學科,因此人才培養環節中需要多個專業的交叉融合。然而在實際教學工作中學科交叉難以推進,主要是由于學科交叉會增加學生的課時量,并且對教師的能力要求較高。即使部分高校開設了人工智能方面的課程,但因授課教授缺乏車輛工程的學科背景,很難將理論知識與車輛專業知識融會貫通,導致學科交叉中難以實現知識體系的有效銜接,導致學生獲取知識和應用知識的能力大打折扣,無法聚焦車輛領域人才培養的卡脖子問題,難以提升學生的綜合能力。
學科交叉是培養智能車輛復合型人才的重要途徑,但實施過程中存在諸多困難,需要通過創新教學方法和加強師資隊伍建設來解決。在人才培養中,可通過設立跨學科課程鼓勵學生選修與主修專業相關的其他學科課程拓寬學生的知識面,如制定“學科交叉課程地圖”,明確不同課程之間的聯系和銜接點,幫助學生構建完整的知識體系。通過建立跨學科教學團隊支持不同領域專家的共同授課和指導提升學科的交叉性,如設計“綜合能力培養模塊”,包括創新思維、團隊協作、項目管理等課程;開設“創新與創業實踐”課程,讓學生在模擬創業環境中鍛煉綜合能力。通過項目式教學方法讓學生在解決實際問題中學習跨學科知識,以智能制造與車輛工程的融合為例,可以設計“智能制造在車輛工程中的應用”課程,教授學生如何將智能制造技術應用于汽車生產過程中,例如使用機器人進行汽車組裝、利用數據分析優化生產流程;以軟件編程與車輛控制的結合為例,可以開設“車輛控制系統編程”課程,教授學生編寫控制算法,實現對智能車輛的精確操控,如自動泊車、自適應巡航控制等。
3 結語
本研究以新車輛的產業變革為需求,面向智能車輛產業鏈創新人才培養目標,從培養機制、知識體系和授課內容等方面綜合分析了智能車輛人才培養的現存問題,迫切需要更新培養理念、創新教學模式、重構培養體系、優化評價機制,構建從人才需求分析到畢業生達成評價的常態化閉環反饋系統,培養適應新車輛行業發展需求,具有扎實理論基礎、面向智能車輛未來發展的復合型行業人才。此外,相關的政策制定者、教育工作者和行業工作者應共同努力,為智能車輛人才的培養創造一個支持性的環境,提供必要的資源、制定激勵機制及建立行業與教育之間的橋梁,以確保我國車輛行業的持續創新和領導地位。
基金項目:重慶市高等教育教學改革研究項目《“一體兩翼三維四鏈”的智能車輛工程人才培養體系的探索與實踐(242047)》重慶市高校一流本科課程《軌道車輛牽引傳動與制動》;重慶交通大學研究生課程思政示范項目《專業英語(KCSZ2022007)》。
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