科研反哺車輛工程專業實踐教學途徑探索

摘 要：實踐類課程教學為培養新工科專業人才的重要環節，目前實驗教學存在多方面問題。以南京工業大學車輛工程系為例，根據現有問題與高校現存師資隊伍的現狀，本文提出了科研反哺思想教學改革，積極鼓勵開展“研學結合、成果引領”，希望在基于所授專業課程的基礎上，充分利用各教師的科研條件，對本科生進行培養，使其成為符合現代社會發展和企業需求的高素質工科人才。

關鍵詞：實踐教學 教學改革 科研反哺

在國家創新驅動發展戰略、中國制造 2025、新工科建設背景下，如何培養適應現代社會發展和企業需求的高素質工科人才成為各高校高度關注的問題[1]。實驗類實踐教學作為培養新工科專業人才的重要環節，在整個人才培養體系中占有重要地位，特別是在工程專業認證“學生中心、成果導向、持續改進”的理念下，傳統工科專業應更加注重理論與實踐相結合、繼承與創新相結合、傳授與探究相結合[2-3]。車輛工程專業培養的是適應社會發展和汽車產業發展的相關人才，但目前實驗教學存在開展形式較單一、內容貧瘠、創新有限、不能滿足學生實踐性需求等問題[4]。此外，在目前本科重點高校評比潮流中，特別針對如何跨入雙一流高校建設，不得不出現“重科研輕教學”的趨勢，尤其會輕視實驗教學環節。高層次人才師資和教師精力在年度規劃指標與考核績效的驅使下，更多投向科研，使得實驗教學邊緣化，教師從事實驗教學熱情不高[5]。

針對該問題，本文以南京工業大學車輛工程專業的《車輛工程專業綜合實驗》課程為例，基于科研反哺教育的方法，積極組織和鼓勵現有師資開展“研學結合、成果引領”，旨在充分利用專業課教師的科研條件，基于所授專業課程背景，借助現有實驗室資源，培養具備堅實基礎、實踐精神的本科生。

1 課程現狀及問題分析

南京工業大學車輛工程專業已開設十余年，經過長期的探索，教育體系框架已逐漸趨于完善。然而各課程的具體實施仍存在相關問題。《車輛工程專業綜合實驗》是一門綜合性較強的實踐課程，課程主要是為了令學生走出課本，更進一步了解汽車核心機械零部件的結構與工作原理。除了上述教師重科研輕教學等通性問題，近年來從多位教師在指導學生畢業設計時發現：學生在實踐技能上仍存在明顯欠缺，說明該課程開展所取得的成效有效。經過學生反饋，教師調研，發現該課程還存在以下問題。

1.1 課程時間節點特殊

由于課程時間安排在學生第四學年第一學期，且安排在學期偏末尾，正處于學生的考研階段，學生疲于考研復習，并且對聽課-寫報告，聽課-考試的學習模式逐漸麻木，就會導致專業綜合實驗課程學習的積極性很低，使得專業綜合實驗的課程達到的教育效果不盡人意。

1.2 實驗課程教育經驗有待拔高

近幾年南京工業大學與校外大學開展合作，學生外出進行一周的車輛工程專業綜合實踐，學生對新環境以及較新的設備反饋良好，不過與外單位合作的順利會導致車輛專業實驗課程對外校產生一定依賴性，從而使本校的車輛專業實驗課程教育發展變緩，同時前幾年在疫情的大環境下，與外校的合作開展也會出現一些困難，此時本校專業實驗課程教育經驗不足的缺點就會被放大。

1.3 設備陳舊與更新速率緩慢

由于設備老化，難以購置大量實驗設備供學生上手操作，只能讓學生觀摩教師操作，這就導致學生動手操作能力無法得到鍛煉，同時實驗課程本身的教育目的無法達到。

1.4 課程考核方式單一化

部分實驗課程以小組形式進行考核，難以區分其中學生個體的優劣，而另一部分實驗課程即便是以個體的形式的考核，也是通過提交實習報告的形式完成，實習報告千篇一律也無法考察學生個體多方面的綜合能力，區分性較低的考核方式也會讓學生降低深入學習的積極性。

1.5 學生基礎知識較薄弱

以其中三維掃描點云數據逆向建模的實驗教學為例，該實驗比較接近研究生的科研實驗而并非本科生的基礎實驗，對學生由基礎向科研過渡有一定指向性作用，但是部分學生反映沒有事先學過相關的理論，僅憑基礎課程所學難以理解，因此整個過程下來學生很難實現對知識的吸收消化。

2 反哺教學改革與工作成效

結合部分工程經驗豐富的教師和部分畢業后攻讀研究生的學生給出的意見，基于科研反哺課程思想，提出以下改進思路。

2.1 以工程實踐對學生進行預警教育

專業綜合實驗課程安排于第四學年的主要原因在于，此時本科生的基礎課程學習完備，具備進行綜合實驗的能力，但是多數學生的心思在考研和工作上，而無論工作或者讀研，實踐動手能力都不可或缺，事先對學生進行這些方面的教育有利于提高學生對課程的學習積極性。因此，在課程開始階段安排研究生與本科生進行心得交流，在課程開始前給學生樹立重視課程的思想，綜合實驗對于研究生學習階段是良好的開端，能夠建立系統性的認識基礎。

2.2 以科研課題引導本科生協作實踐

現階段高校中有大量的科研設備[6]，研究生也大多具備實驗及仿真的技能，在保證安全性的情況下，能夠展示部分科研中計算與實驗的過程和結果[7]，介紹各個設備與課程的相關性，有利于拓展學生的視野，提高學生的實驗興趣。即便部分教學內容欠缺實驗，現如今強大的仿真軟件也足以讓學生進行可視化的虛擬實驗學習。

同時，各個專業教師可以在研究過程中抽出基礎性問題，穿插在課程教學中，給學生進行講解。圖1、圖2與圖3分別給出了3個較為典型的實踐案例，以本科生實踐能力培養為核心，掌握相應的編程能力、模型構建能力、實驗操作能力與解決企業項目問題能力。通過全面的系統歷練，車輛系本科生在近2年內獲得國家級大創項目5項，江蘇省大學生工程實踐與創新能力大賽一等獎1項與二等獎1項。因而，在科研課題引導本科生實踐教學方面，取得了良好的成效。

2.3 以研究生培養模式引導指標性考核

針對本科階段的學生課程，通常是以考試或者交實驗報告的方式完成結課考核，而研究生課程教育則主要以項目匯報或科技論文的方式完成，采用電子文檔匯報與論文撰寫結合的方式可以提高學生的語言表達能力，同時也可以加強科技論文與知識產權等課程的鞏固學習，也能為日后學生撰寫畢業論文打牢基礎。因此，立足于常態化的知識產權撰寫等實踐教學，車輛系本科生在近2年在教師隊伍引導與培養下，在知識產權成果方面，已經公開國家發明專利2項，著作權11項。

2.4 以畢業設計與學科競賽相輔相成

部分進階的實驗雖有助于學生了解專業前沿技術，但提高了學生的學習門檻。事先告知學生實驗所屬領域讓學生自行搜索相關文獻并閱讀，不僅有利于學生學習吸收知識，還能提高其文獻檢索與閱讀能力。因此，近2年車輛系本科生畢設設計（論文）在中國大學生機械工程創新創意大賽暨畢業設計大賽中獲得省級獎勵2項與全國獎2項。

3 實踐教學總結與思考

圖5給出了上述改革思路的整體框架，在改進的4個途徑中，均利用教學科研隊伍及其項目平臺對本科實踐課程進行反哺，將科研優勢資源充分利用，提升教學質量水平[8]。

學校學院層面在實驗室設備更新方面需要給予大力支持，新能源汽車依舊發展十分迅猛，因而在專業軟硬件平臺建設方面，應當更多更好地往當前汽車行業發展的熱點方向靠攏，將專業基礎打實打牢，能把握好車輛專業本科生培養的關鍵契機，在將來招生與就業方面確保其數量與質量。

對于實驗與實踐環節，實驗系統是必不可少的一部分，針對實驗設備的采購、維修與保養等，在采購方面職責應當首先落實到課程授課教師，同時授課老師應當協助實驗中心的實驗員定期開展設備維護與檢查，實驗系統長時間不進行開機運行和調試，易積累小毛病從而引起較大的維修問題，潛在增加了學校對本科教學實驗設備的維護經費投入。

實驗課時偏少是本校車輛工程專業建設的痛點于關鍵點之一，從2022年車輛專業本科生培養方案修訂以來，在實驗課程建設方面確有改善，但與同等水平高校的課程實驗內容仍有差距，需繼續努力。針對實驗或實踐環節課程的授課教師，在課程內容更新換代方面還需要多參考國內高水平的車輛工作專業培養方案與核心課程教學大綱，多擬定一些新的實驗課程或實踐內容，并依據本校自身條件，改進一些傳統實驗項目，或者合理增加新的實驗環節。

4 結語

基于現在新能源汽車快速發展與車輛工程專業教育緊跟時代的大環境下，針對南京工業大學車輛工程實驗教學存在開展形式不夠豐富、內容偏少、創新有限、難以全面滿足學生實踐性需求等問題，進行的科研反哺課程教學的探索與實踐。總體上總結了四大改進措施，從思想教育、科研結合、考核優化、寫作輔助等方面入手，將科研條件充分利用，以提高本科生實踐教學質量。

基金信息：教育部產學合作協同育人項目（220903203053106，220903203073708）。

參考文獻：

[1]張柳，閆羲昊，俊劍，等.《汽車構造實驗》課程的探索與實踐[J].汽車實用技術，2021，46（14）：185-187.

[2]陳光，張浩，崔根群.“新工科”和OBE模式下的車輛工程實踐課改革[J].汽車實用技術，2022，47（13）：155-158.

[3]黨蒙，張傳偉，楊芝，等.學生為中心的車輛工程專業賽教融合教學模式探索與創新[J]. 時代汽車，2023（21）：44-46.

[4]杜娟，劉曉東，趙嶺，等.基于工程教育認證的車輛工程專業實驗課程改革與實踐[J].汽車實用技術，2024，49（17）：148-153.

[5]康翌婷，馬飛，趙鑫鑫，楊玨.新工科背景下的車輛工程專業實踐教學體系改革與探索——以北京科技大學車輛工程專業為例 [J]. 時代汽車，2024（19）：31-33.

[6]何聯格，胡博，楊浩森.車輛特色科研平臺在教學發展方面的作用[J].內燃機與配件，2019（22）：286-287.

[7]羅勇.關于提升車輛專業實驗室教學科研服務能力的一些思考[J].科技風，2020（19）：192.

[8]高懷斌，馬逾，張傳偉，等新工科背景下“學練研賽”四位一體實踐教學體系改革——以車輛工程專業為例[J].時代汽車，2023（16）：57-59.