基于虚拟仿真的新能源汽车双创人才培养模式研究

李洪亮 王钰明 刘志华

摘 要：作为高校践行国家教育战略的重要因素，虚拟仿真在促进人才培养模式创新方面发挥着重要作用。本文主要提出了新能源汽车人才培养模式存在的问题、虚拟仿真在新能源汽车教学中的应用价值、双创人才培养模式的实施途径等新能源汽车专业创新人才培养的现状与方案。积极推进了虚拟仿真的建设与应用，拓展新能源汽车产业的学习深度和范围，为地方经济建设和社会发展提供了坚实的创业创新人才支撑。

关键词：虚拟仿真 新能源汽车专业 双创人才 培养模式

Abstract：Virtual simulation is an important driving force for colleges and universities to practice the national information education strategy， which is of great significance to promote the innovation of talent training mode. This paper puts forward the current situation and scheme of innovative talent training of new energy vehicle specialty， such as the problems existing in the talent training mode of new energy vehicle， the application value of virtual simulation in the teaching of new energy vehicle， and the implementation way of entrepreneurship and innovation talent training mode. By using virtual simulation technology， we can solidly promote the construction and continuous service of virtual simulation experiment， expand the depth and breadth of experimental teaching content， and provide solid support for entrepreneurship and innovation talents for local economic construction and social development.

Key words：virtual simulation; major in new energy vehicles; entrepreneurship and innovation talents; training mode

隨着我国国民经济和社会的发展，日益严重的能源供应和环境污染问题对我国的可持续发展构成了巨大障碍。新能源汽车近年来呈现出快速发展的势头，是国家实施能源战略调整和汽车产业转型升级的重要抓手。其中，不仅需要加大对新能源汽车核心技术研发的投资，还需要考虑到新能源汽车行业自主创新需求的创新技能培训和发展[1]。随着虚拟仿真技术的发展，对该技术的研究重点集中在新能源汽车学科上。利用虚拟仿真技术开发的具有通用性和传播性的新能源汽车最新的数字资源是本文的主要研究重点，具有重要的理论及现实意义。

1 新能源汽车人才培养模式存在问题

1.1 工程实践教育内涵理念重视程度不够

近年来，新能源汽车专业已成为大多数高校的热门选择，但大多数新能源汽车专业都是新开设的专业，基本上处于运行初级阶段的方案、课程和标准还需进一步系统改进[2]。然而，以美国工科院校为代表的西方学校从教育理念、培养目标、教学内容、教学模式、校内外合作等方面高度重视对学生工程实践能力的培养。20世纪40年代到80年代之间，美国高校曾经出现过高等工程教育偏离工程实践的问题。80年代末，麻省理工学院最早提出了回归工程—即从科学向工程的回归。在回归工程理念的引导下，全美工程教育界及其各大高校纷纷树立工程实践教育理念，对工程教育的内容进行重新整合，更加重视工程人才实践能力的培养。20世纪90年代以来，美国高等工程教育界从不同角度提出了培养新一代高素质人才的目标—培养面向21世纪的新一代工程师。各大工程类院校在课程设置、教学内容和教学方法等方面都作了较大调整和改革，以适应造就新一代工程实践能力强的高素质人才的需要。

1.2 产教融合协同育人模式在工程实践中尚未发挥作用

产教融合、协同育人是推进教育综合改革、加强创新型人才培养、提升国家战略和服务“一带路”建设需求能力的一项重要举措。近年来，我国一些高等工科院校纷纷开展产教融合教育模式的创新与机制建设，但校企双方面临如下主要问题：首先，校企协同育人，仅仅注重了对学校创新型人才的培养，而忽略了对企业的科技创新提升和人才培育的反哺功能。其次，校企协同育人，真正参与高校工程教育过程的高级研发人员、高级工程师不足，导致工程教育人才培养体系和方案建设，教学体系不够健全。最后，校企协同育人，高校层面的教师教学评价制度有待改革，教师层面缺乏有效激励。

1.3 工程实践教学在课程设置中的比例较低

所谓教学计划是由各类必修课、限选课和任选课所组成的适应本科生各种学习需要的庞大课程体系。其中，实践教学课程占据了非常大的比重。例如，四年制本科生的教学计划中规定要修满124个学分，其中60个学分是通识教育课程，64个学分是专业必修课程，且实践学分的比重占了一半以上。为了提高学生的工程实践能力，组织多样化实践课程学习，并提高实践评价结果在学位要求中的权重。学生即便以全A的成绩完成了必修课程，但如果没有实习经验也拿不到学位，从而在多维度方面提高学生对实践教学环节的重视程度，基于此，通过自主掌握现代工程技术及工具后解决工程实际问题，培养提高工程实践能力。

1.4 多元化工程实践教育教学设施欠缺

鉴于新能源汽车技术设备价格昂贵，且无法运输、建造和拆除，传统的培训条件和现场教学方法不再适用于新形式下的人才培养。同时又因设备数量限制，内部结构无法展示等客观因素，通过拆装和靜态观看不能达到较好的教学效果[3]。如今，许多院校的新能源汽车专业仍然采用传统的教学方式：教师通过使学生被动记忆传达任务，即使是在计算机演示时，也只是将书本知识转移到屏幕中。新能源汽车知识大多为本就抽象的电器类，这样传统的教学方法很难让学生掌握汽车专业知识，不仅降低了课堂教学质量，也影响了学生的实践应用[4]。

2 虚拟仿真在新能源汽车教学中的应用价值

为了解决传统培训模式中实践与理论教学、教学与评价方法之间的矛盾，鼓励创新，扩大实验教学的强度和范围，逐步提高高校提供实践教学的有效性和质量，加强虚拟仿真实验项目的建设和管理是一项重要的举措。利用虚拟仿真技术进行的动态仿真表明新能源汽车运行模块的组成部分和运行状态是必要的。

2.1 将虚拟仿真与新能源汽车教学相结合，可有效解决新能源汽车专业实验“成本高、周期长”等难题，遵从“虚实结合、能实不虚”的原则，具有传统实验不具备的优势。为此，必须以培养学生的实践能力、合作能力和创新能力为切入点，力求实现人才培养的灵活化、信息化、智能化和现代化发展[5]。

2.2 新能源汽车与虚拟仿真的持续融合是推动创新人才培养高质量发展的重要力量，通过运用虚拟现实技术，大力推进虚拟仿真实验的建设与持续服务，能使新能源汽车专业教学灵活、生动、高效，可视化内容丰富，拓展了实验教学内容的深度与广度，为地方经济建设和社会的发展提供坚实的人才支撑。

2.3 将虚拟仿真技术应用于新能源汽车专业的培养，可以节省教学成本，方便设备扩展;灵活教学，提高学生学习兴趣;规避风险，提高实践培训的安全性。通过创建虚拟现实教学法优化课程设计，运用虚拟现实技术搭建实战训练环境，促进学习、重塑知识建构能力等途径的实现，从而积极探索传统教学与虚拟仿真教学深度融合的新教学模式[6]。

3 双创人才培养模式的实施途径

3.1 培养建设“双创型”教师队伍

基于虚拟仿真的新能源汽车“双创型”人才培养需要有一支具有较高教育水平的教师，加强“双师型”导师队伍建设的培养是确保人才培养教育模式朝着正确方向发展的根本因素。可以实施科学理论教学与动手实践操作相结合的方式，建立一支虚拟仿真与新能源汽车相结合的“双教学”人才教师队伍。对教师队伍进行创新培训和学习，定期进行虚拟仿真与新能源汽车专业师资队伍建设的交流学习[7]。任课教师或者学业导师是“双创”人才培养的直接参与者，通过及时总结本校及兄弟院校教师的新能源汽车类专业人才培养经验，深度强化“双创”人才教育理念，教师入驻企业锻炼并参与企业关键技术研发，企业技术骨干参与专业课教学、指导实习和毕业设计，组建校企双方联合教学科研团队。

3.2 创立构建“双创型”教育体系

新能源汽车虚拟仿真实验可建设包含新能源动力系统实验室、新能源汽车故障与排除实验室、新能源汽车构造实验室、汽车营销及评估仿真实验室4个虚拟仿真实验教学平台，如图1所示。可利用虚拟仿真教学资源的信息化、网络化，鼓励建立虚拟实验教育共享资源平台，激发了新能源汽车专业教学实践的改革创新，全面提高学生的岗位核心能力和创新实践能力[8]。同时，对多年来高校实施创新创业教育的有效性进行了总结分析。通过文献综述，运用系统论、人才培养模式方法论、教学改革、教学方法论、实践教学、第二课堂和过程评价等方法，对“双创型”人才培养模式进行全方位梳理研究。

3.3 探索搭建“双创型”实践平台

作为新型教育生产力，虚拟仿真是推动智教一体化教学的有利手段，其需要借助先进的虚拟教学平台和完善的实践教学体系。聚焦复杂工程问题解决能力培养问题，通过迭代创设跨组织、跨学院、跨学科的多维协同育人实践教学平台，以解决真实项目技术难题为目标，力求在虚拟教学体系的情境化学习体验中培养学生解决复杂产业问题能力。同时，优化创新资源配置，使得该平台真正意义上最大限度的利用教学资源，实质性的推进高校人才培养的改革创新。高校与社会岗位为学生搭建实岗平台，培养具有较高的新能源汽车技术操作经验与坚实的虚拟仿真理论基础的“双创型”人才。

3.4 完善面向工程教育专业认证的“双创型”实践体系

工程教育是培养工程科技人员的主要途径，对工程技术人员的知识、能力、素质等形成起着主要作用，特别是对创新精神与创新能力培养有决定性的影响。现代的工程教育过程体现为突出基础、重视交叉、拓展人文和强化实践的特点，因此准确把握“基础-交叉-人文-实践”四位一体的人才培养要求，正确处理好实践教育教学与其他三者之间的相互联系与作用关系值得深入研究，为实践教学模式改革与创新提供理论依据和实践支持。工程教育专业认证是“双创型”实践教学质量的重要保障，在对工程教育专业认证要求深入分析的基础上，研究构建适合汽车类专业实践能力培养的实践教学体系。依托实践创新平台，构建“实验+实训+创新+工程”四个层次有机组合的教学体系，逐步提高学生的创新意识和实践能力。同时，帮助学生明晰个人职业发展定位，在实践教学阶段创设“服务+管理+研发”三个维度的培育平台，满足学生个性化发展需求。

3.5 完善“双创型”实践教学效果评价方法

工程教育专业认证主要遵循的基本理念包括成果导向、以学生为中心和持续改进等，其对引导和促进专业建设与教学改革、保障和提高工程教育人才培养质量至关重要。坚持成果导向教育，一方面强化问题导向、能力为本，聚焦能力培养，将解决复杂产业问题能力目标按学习和实践时运用思维的高阶性或低阶性进一步细分，凸显综合思维、系统思维、数字思维和创新思维的评价;另一方面不仅注重过程性的能力增值评价，也非常注重产品设计、方案开发、发明专利、创立公司、发表论文等综合性评价，以此助推学生自主搭建符合全周期综合化培养要求的“能力+素质+知识”的整体框架。

4 结语

本文在建设和持续服务新能源汽车专业虚拟仿真实验的基础上，提出了新能源专业创新人才培养模式存在的问题;以培养“双创人才”为目标，借鉴高校虚拟仿真平台的成功经验，构建贴近实际科研课题的虚拟仿真平台，丰富理论教学资源拓展实践教学模式，同时提供有效的在线教学和远程学习方式;根据国家信息化教育战略的新要求，探索新能源汽车专业创新人才培养模式，改革与创新教学内容、教学方法、考核方式等人才培养方案。通过虚拟现实技术的运用，有力推动了虚擬仿真实验的构建和延续，可以更为灵活、生动及高效的将难以直观地描述的汽车内饰的教学内容呈现给学生，拓展了实验教学内容的深度与广度，为地方经济建设和社会的发展奠定坚实基础。

基金项目：教育部产学合作协同育人项目““双创人才”培养模式下新能源汽车类专业师资培养”（202102427006），“融合新能源汽车双创人才培养的虚拟仿真实践教学体系构建”（202102449047）。

参考文献：

[1]盘朝奉，陈龙，江浩斌，等.新能源汽车战略目标下车辆工程创新人才培养模式探讨[J].教育现代化，2017，4（49）：1-3+6.

[2]李海琼，黄云战.高职新能源汽车技术型人才培养探析[J].北京工业职业技术学院学报，2020，19（3）：67-71+76.

[3]张昉.基于虚拟仿真技术的新能源汽车领域模块数字化过程研究——以交流异步电动机为例[J].无线互联科技，2021，18（18）：94-95.

[4]陆展.虚拟仿真软件在新能源汽车运用与维修专业教学中的应用探讨[J].时代汽车，2019（12）：42-43.

[5]龚泳帆，张又超.虚拟仿真实验驱动土木工程人才培养模式创新的研究[J].科技视界，2020（29）：31-32.

[6]张园园，孙兆统，余沛东，等.基于沉浸式虚拟仿真的物流专业创新人才培养研究[J].物流科技，2021，44（10）：166-168.

[7]邓敦杰，韦荔甫，余世全，等.汽车检测与维修技术专业“双创型”人才培养模式探索与实践[J].智库时代，2019（23）：28+76.

[8]张坤，魏东坡，尹文荣，等.汽车虚拟仿真实践教学中心建设[J].装备制造技术，2021（9）：127-131.

作者简介

李洪亮：（1988—），男，汉族，山东泰安人，博士，讲师，主要从事汽车类专业课程教学工作。