李朝暉　朱崗　林君

摘 要 在“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”指導(dǎo)下，為全面提高學(xué)生的工程實踐和設(shè)計創(chuàng)新能力，對車輛工程專業(yè)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀及問題進(jìn)行了分析，提出基于典型工程環(huán)節(jié)來組織實踐環(huán)節(jié)的改革思路，對實驗課程體系構(gòu)建、實驗項目設(shè)計、實踐環(huán)節(jié)運行模式，進(jìn)行了研究與實踐探索，表明該思路對車輛工程或其他工科專業(yè)都具有較強的參考意義。

關(guān)鍵詞 卓越計劃 車輛工程 實踐教學(xué) 改革

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2015.04.042

Vehicle Engineering Experimental Teaching System

Reform and Practice under "Excellence"

LI Zhaohui， ZHU Gang， LIN Jun

（College of Vehicle Engineering， Chongqing University of Technology， Chongqing 400054）

Abstract Under "Excellent engineer education training plan" guidance， and comprehensively improve the students' engineering practices and design innovation， vehicle engineering experimental teaching status and problems are analyzed， based on a typical engineering aspects to organize practical aspects of reform ideas， the experimental curriculum system construction， the experimental project design， practical aspects of operating mode， carried out research and practical exploration， indicating that the idea of vehicle engineering or other professional have a strong engineering reference value.

Key words excellence; vehicle engineering; practice teaching; reform

1 背景

新型工業(yè)化是我國提升整體實力、躋身世界強國的必由之路，需要大量優(yōu)秀的工程技術(shù)人才來實現(xiàn)。面向世界、面向工程、面向?qū)嵺`，這是工科專業(yè)人才培養(yǎng)的準(zhǔn)則，然而，我國的工科教育由于受傳統(tǒng)教育模式、經(jīng)費投入等制約，培養(yǎng)的人才工程素質(zhì)、實踐能力較薄弱。學(xué)生實踐能力和工程素質(zhì)的缺乏，與企業(yè)急需大量高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的矛盾，就顯得尤為突出。“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”是教育部著力實施的高等工程教育改革措施，在借鑒國外優(yōu)秀經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，探索適應(yīng)我國國情的工程科技人才培養(yǎng)模式，旨在為未來工程領(lǐng)域培養(yǎng)面向工業(yè)界、面向未來、面向世界的優(yōu)秀工程技術(shù)人才。①“卓越計劃”的三個特點：一是行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程;二是學(xué)校按通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程人才;三是強化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力，從而可知“卓越計劃”的實施是有企業(yè)參與的依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)生工程能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的過程。②

實踐是工程能力培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的必由之路。通過實踐可以理論聯(lián)系實際、鍛煉充分運用所學(xué)理論知識獨立分析問題和解決問題的能力，掌握工程領(lǐng)域的基本技能與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力、開發(fā)能力，全面提高學(xué)生在工程領(lǐng)域的綜合素質(zhì)。③因此，隨著“卓越計劃”的實施，如何改革現(xiàn)有實踐教學(xué)運行模式，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力，達(dá)到卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)，是“卓越計劃”參與高校都面臨和需要解決的重要課題。

2 實驗教學(xué)體系的現(xiàn)狀與問題

目前，重慶理工大學(xué)車輛學(xué)院下屬有車輛工程、內(nèi)燃機、汽車服務(wù)等，都是工程性、實踐性很強的專業(yè)，涉及的知識領(lǐng)域包括材料、機械、電子、計算機、藝術(shù)等各個方面。近年來，隨著我國汽車行業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展，企業(yè)對專業(yè)人才的需求量不斷增加的同時，對人才能力的要求也在發(fā)生變化，不再單純看學(xué)生的課程考核成績，轉(zhuǎn)而注重學(xué)生的實踐經(jīng)歷和創(chuàng)新能力。④因此在汽車行業(yè)對專業(yè)人才需求變化的推動下，車輛學(xué)院以培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新精神為核心，建立了基于實驗課程架構(gòu)，與理論教學(xué)并行的，既相對獨立又相互聯(lián)系的實驗教學(xué)體系，以適應(yīng)不同培養(yǎng)階段學(xué)生的培養(yǎng)需求。但是，當(dāng)前的實驗教學(xué)體系還存在以下問題：

2.1 實驗課程體系缺乏工程背景牽引

雖然實現(xiàn)了實驗教學(xué)獨立設(shè)課，但實驗教學(xué)很大程度上還是理論教學(xué)的附屬與補充，根據(jù)理論課程從屬的知識體系來組織教學(xué)，偏重理論的問題依然存在;實驗課程教學(xué)內(nèi)容大多是理論課程所屬實驗的集合，內(nèi)容仍然依附于各門獨立的理論課程，現(xiàn)有開設(shè)實驗課程模式更多的是形式上的獨立;實驗課程體系設(shè)置缺乏以汽車行業(yè)特色與工程應(yīng)用背景，未能以行業(yè)背景下特定工程環(huán)節(jié)所需的知識與技能為主線來整合教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生難以接受到有效、完整的工程實踐能力培訓(xùn)，離培養(yǎng)知識結(jié)構(gòu)合理、實踐與創(chuàng)新能力強的應(yīng)用型人才的教學(xué)目標(biāo)還有一定差距。

2.2 實驗項目內(nèi)容缺乏創(chuàng)新

實驗項目的內(nèi)容主要源自所屬理論課程的相應(yīng)章節(jié)，強調(diào)對科學(xué)理論的重現(xiàn)與分析，較少涉及相關(guān)基礎(chǔ)知識及其在工程領(lǐng)域的應(yīng)用，知識的復(fù)合性不足;仍然存在驗證性實驗和演示性實驗，雖然開設(shè)有綜合性、設(shè)計性項目，但對于不同課程理論知識的融合較少，對工程環(huán)節(jié)知識的涉及不足，難以促進(jìn)學(xué)生將所學(xué)的分散知識轉(zhuǎn)化為專業(yè)領(lǐng)域的能力，也缺乏對學(xué)生實踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。endprint

2.3 與理論課程缺乏協(xié)調(diào)

實驗課程與理論課程存在一定程度的協(xié)調(diào)問題，因為實驗課程獨立設(shè)課以后，與理論課程教學(xué)在教學(xué)進(jìn)程上是平行的，而每學(xué)期教學(xué)時間是相對固定的，在教學(xué)班級數(shù)多與實驗設(shè)備尤其是大型精密儀器設(shè)備臺套數(shù)不足的矛盾下，容易出現(xiàn)下列情況：實驗進(jìn)程領(lǐng)先理論課程，學(xué)生做實驗完全沒有理論基礎(chǔ)支撐;實驗進(jìn)程大大滯后于理論課程，學(xué)生做實驗已失去了對理論知識進(jìn)一步理解領(lǐng)悟的作用，無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使得實驗效果大打折扣。

因此在以“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”為載體，改革工程人才培養(yǎng)傳統(tǒng)模式，提升高等院校人才培養(yǎng)質(zhì)量的大環(huán)境下，對車輛工程實驗課程體系進(jìn)行進(jìn)一步完善和優(yōu)化，就顯得尤其重要。

3 教學(xué)改革與實踐

實驗課程體系對專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的最終實現(xiàn)是通過各門實驗課程的設(shè)置和各個實驗項目的開設(shè)來完成的。

針對本專業(yè)在實驗課程體系、實驗項目內(nèi)容以及教學(xué)運行等方面存在的問題，在“卓越計劃”指導(dǎo)下，結(jié)合我校實際，在實驗課程開設(shè)、實驗項目設(shè)置、運行機制等方面開展了下列改革與實踐探索。

3.1 汽車典型工程環(huán)節(jié)為主導(dǎo)的實驗課程體系構(gòu)建

工程能力的培養(yǎng)應(yīng)超越專業(yè)的界限，因為解決任何一個工程問題，都需要綜合多個學(xué)科、多個專業(yè)的知識和力量，汽車產(chǎn)品的開發(fā)過程就是一個典型的例子。對此，打破原有依照理論課程來劃定實驗課程的限制，根據(jù)車輛工程的專業(yè)特色，按照汽車設(shè)計、分析、制造、測試及服務(wù)等工程環(huán)節(jié)，以模塊化的方式來設(shè)置實驗課程體系與教學(xué)內(nèi)容。具體而言，整車測試、發(fā)動機測試與零部件檢測歸屬于測試模塊;汽車維修、保養(yǎng)與故障診斷、保險理賠等歸屬于服務(wù)模塊;機械制造、數(shù)控技術(shù)、逆向工程等歸屬于制造模塊;力學(xué)分析、CFD三維數(shù)值模擬等歸屬于分析模塊;汽車結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)性的知識作為支撐。如圖1所示。

圖1 實驗課程體系框架

按照傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式，上述內(nèi)容是分屬于機械基礎(chǔ)實驗、車輛工程專業(yè)實驗以及若干課程實驗的，內(nèi)容上無橫向聯(lián)系，授課時間也無法統(tǒng)一，無法滿足對學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng)的要求。

通過教學(xué)改革，打破基于理論課程知識體系的局限，把在知識結(jié)構(gòu)上分別屬于機械原理、力學(xué)、制造工藝學(xué)、數(shù)控技術(shù)、汽車構(gòu)造、汽車?yán)碚摗?nèi)燃機原理、電子控制技術(shù)、仿真計算分析、振動與噪聲、汽車服務(wù)、汽車故障診斷與維修等課程的內(nèi)容，按照汽車設(shè)計、分析、制造、測試及服務(wù)等典型工程環(huán)節(jié)的特點為主導(dǎo)，來篩選和重組教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)不同的教學(xué)目標(biāo)和培養(yǎng)對象選擇不同的模塊進(jìn)行教學(xué)。組織實施跨課程、突出工程背景的實驗教學(xué)，有利于學(xué)生建立關(guān)于知識的整體概念、培養(yǎng)工程素質(zhì)。課程體系仍然遵從基礎(chǔ)到綜合再到設(shè)計創(chuàng)新層次的逐步提升，在不同教學(xué)環(huán)節(jié)中逐步加強對學(xué)生進(jìn)行工程實踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.2 基于工程背景的綜合性設(shè)計性項目設(shè)計

教學(xué)內(nèi)容改革的最終目的，是通過實驗項目的實施，將學(xué)生所學(xué)的分散的理論知識，進(jìn)行“知識點—知識面—某一方面專業(yè)能力”的鏈接，即提升學(xué)生知識點形成知識面，再從知識面轉(zhuǎn)化為某一方面的專業(yè)實踐能力。因此在現(xiàn)有實驗項目的基礎(chǔ)上，對項目進(jìn)行梳理與整合，大幅減少傳統(tǒng)的驗證性、演示性實驗，僅開設(shè)基礎(chǔ)理論必需的項目，做到與理論課程之間的有效銜接及擴(kuò)展;以汽車開發(fā)典型工程環(huán)節(jié)對理論知識與專業(yè)技能的需求為主線，構(gòu)建基于工程背景的綜合性與設(shè)計性項目，鍛煉學(xué)生的知識綜合應(yīng)用與實踐創(chuàng)新能力。

綜合性項目的設(shè)置應(yīng)圍繞工程環(huán)節(jié)中對知識與技能的需求，強調(diào)相關(guān)課程理論知識與實踐技能的綜合運用能力培養(yǎng)。以汽車服務(wù)模塊為例，傳統(tǒng)的汽車運用、汽車維修、汽車故障診斷與檢測等課程的實驗項目，只注重了學(xué)生在儀器設(shè)備使用、檢測方法等方面的實踐能力，但各知識點相互間的聯(lián)系較少，經(jīng)此模式培養(yǎng)的學(xué)生在面對真實車輛復(fù)雜技術(shù)狀況的情況時，由于沒有建立起一個處理問題的正確思路，通常是無從下手的。針對該模塊的綜合性實驗?zāi)K設(shè)置為：一組學(xué)生面對真實的車輛，有明確的分工合作，有正確的檢測思路與流程，可熟練使用各種檢測儀器儀表，從發(fā)動機解碼、底盤測功機測試到油路、電路分析等多方面檢測車輛的技術(shù)狀況，從而最終分析出車輛故障問題之所在。

設(shè)計性項目的構(gòu)建必須從工程實際需要出發(fā)，使學(xué)生熟悉工程設(shè)計、工程研究的基本方法，以提高其分析能力、溝通表達(dá)能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力、管理能力等工程綜合能力，從而使其具有獨立從事具體工程領(lǐng)域內(nèi)的研究與開發(fā)、管理與決策、設(shè)計與創(chuàng)新等能力。學(xué)生可以根據(jù)自己的專業(yè)方向選擇不同的實驗內(nèi)容，在教師的指導(dǎo)下擬定實驗方案，設(shè)計實驗系統(tǒng)，自行完成實驗研究工作。⑤

以汽車測試模塊為例，傳統(tǒng)的發(fā)動機測試包括了從最基礎(chǔ)的速度特性、負(fù)荷特性到萬有特性、廢氣檢測與分析、燃燒分析與振動噪聲測試等等，在此基礎(chǔ)上的設(shè)計性實驗可以以實際的工程項目為依托，比如降低排放這一大的命題。學(xué)生在解決此類問題時，需要在熟悉當(dāng)前國家排放標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)與發(fā)動機臺架實驗規(guī)范的前提下，自行選擇合適的缸內(nèi)燃燒參數(shù)與排放測試設(shè)備，確定不同的點火以及噴油參數(shù)，擬定實驗方案與測試流程，采集相應(yīng)的測試參數(shù)并進(jìn)行分析，最終得出影響排放的主要因素，提出降低排放的建議。

3.3 適應(yīng)“卓越計劃”的運行機制探索

如前所述，實驗的獨立設(shè)課帶來了與理論課程存在某種程度的沖突問題，主要表現(xiàn)在時間與內(nèi)容兩個方面。當(dāng)實驗教學(xué)的內(nèi)容按照以工程環(huán)節(jié)為主線的多模塊、分層次改革以后，時間沖突問題就迎刃而解。目前我校針對（下轉(zhuǎn)第126頁）（上接第93頁）基礎(chǔ)模塊實行相對理論課程嚴(yán)格的先后修關(guān)系，如汽車結(jié)構(gòu)分析類的實驗項目必須在汽車構(gòu)造課程的相應(yīng)章節(jié)開出后進(jìn)行，或者在理論課程中進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)與實驗。

“卓越計劃”的典型特征是促進(jìn)企業(yè)深度參與人才培養(yǎng)的“3+1”培養(yǎng)模式，我校與長安集團(tuán)、隆鑫集團(tuán)等重慶汽摩企業(yè)建立了“3+1”班。學(xué)生在企業(yè)實習(xí)所開展的工作，均可等效地視為實驗?zāi)K，在實驗課程的成績評定上，與校內(nèi)開設(shè)實驗項目等同，因此在時間與空間上具有更大的靈活性。

與此類似的是，我校也鼓勵以導(dǎo)師項目驅(qū)動的模式和各類競賽來促進(jìn)創(chuàng)新性實驗項目的開設(shè)與學(xué)生工程能力的培養(yǎng)。我校學(xué)生參加過多屆本田節(jié)能車競賽，飛思卡爾智能汽車競賽等全國性比賽，參賽學(xué)生的作品均作為創(chuàng)新設(shè)計性實驗項目獲得了認(rèn)可。

總體而言，為適應(yīng)“卓越計劃”培養(yǎng)模式，實驗教學(xué)運行機制的改革方案為：專業(yè)基礎(chǔ)模塊在校內(nèi)嚴(yán)格按照理論課程計劃進(jìn)度相應(yīng)開設(shè);汽車開發(fā)典型工程環(huán)節(jié)的實驗?zāi)K，學(xué)生具有選擇靈活性，并通過此類模塊的鍛煉獲得基本的工程素養(yǎng)，為深入企業(yè)的培訓(xùn)打好基礎(chǔ);企業(yè)項目、導(dǎo)師項目與各類競賽均可同等視為創(chuàng)新設(shè)計性實驗，不受教學(xué)的局限，以更靈活地滿足人才培養(yǎng)需求。

4 結(jié)束語

重慶理工大學(xué)車輛工程專業(yè)在“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”指導(dǎo)下，進(jìn)行了以汽車設(shè)計、汽車分析、汽車制造、汽車測試及服務(wù)等典型工程環(huán)節(jié)為主導(dǎo)的模塊化多層次實驗課程體系改革，實踐了整合工程環(huán)節(jié)技能與理論知識進(jìn)行實驗項目設(shè)計的措施，探索了適應(yīng)“卓越計劃”的教學(xué)運行機制。改革舉措對學(xué)生的工程實踐能力、創(chuàng)新能力及團(tuán)隊協(xié)作能力的培養(yǎng)起到了關(guān)鍵的作用。同時，實踐教學(xué)的改革除了需要先進(jìn)的建設(shè)理念、完善的教學(xué)體系外，還應(yīng)該通過理論教學(xué)的改革來獲得持續(xù)發(fā)展。

注釋

① 孫愛晶，范九倫，趙小強.卓越背景下實踐教學(xué)方法改革與學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng).中國大學(xué)教學(xué)，2013（6）：79-80，7.

② 郭磊.基于卓越工程師培養(yǎng)的熱能與動力工程專業(yè)實踐教學(xué)改革的實施.湖南農(nóng)機，2012.39（5）：184-185.

③ 王濤，劉美.卓越工程師培養(yǎng)計劃中實踐教學(xué)體系建設(shè)的幾點建議.中國電力教育，2011（30）：159-160.

④ 嚴(yán)運兵，張光德，楊啟梁.車輛工程專業(yè)實踐教學(xué)體系改革.中國冶金教育，2011（3）：54-56，59.

⑤ 徐讓書，黃福幸.專業(yè)實驗教學(xué)體系的綜合性創(chuàng)新性實驗改革方案.中國大學(xué)教學(xué)，2002（9）：30-31.endprint