“新工科”背景下车辆工程专业新能源汽车课程改革

孙秀秀，王 刚，刘晓昂

（河北工业大学 机械工程学院，天津 300130）

“新工科”更加关注于学科的实用性、交叉 性以及综合性。“新工科”背景下，人才培养体系的发展需要紧跟社会需求，培养专业能力硬、实践能力强以及创新能力足的综合全面人才。“双碳”背景下，对新能源车辆专业人才需求不断扩大，社会层面出现大量人才短缺现象。面向社会的发展，车辆工程专业需要与时俱进，持续改进培养方案和课程体系，才能满足“新工科”对车辆工程专业人才培养的要求。

车辆工程专业是国家大力支持建设的“新工科”专业之一。新能源汽车以及智能网联汽车的快速发展，严重冲击了目前传统汽车的教学内容[1]。面向未来产业发展和社会需求，车辆工程专业应积极响应时代的发展，除旧迎新，改革老旧内容。针对车辆工程专业新能源汽车方面存在的问题，结合当前专业和课程组的资源以及实践教学效果，积极推进新能源汽车的改革势在必得。

1 车辆工程专业课程现状

车辆工程专业致力于培养适应社会、经济和科技发展需求，掌握车辆工程及相关领域的基础与专业知识，能够从事车辆工程研究、技术开发、组织生产和决策管理的复合型技术人才。目前车辆工程专业课程普遍存在以下问题。

1.1 教学内容陈旧

高等教育学校车辆工程专业课程中存在过多传统车辆课程，如：内燃机原理、发动机构造、发动机拆装等。随着新能源汽车的发展，新能源汽车与传统车辆在动力系统上差距较大。新能源汽车的动力系统传动系统以电池和电机为主。动力传动系统的差异将影响车辆工程专业教学课程体系。在传统教学内容的基础上添加与新能源车辆相关的课程建设，如：电池热管理、电机结构、新能源汽车控制等新知识模块。如何平衡传统车辆专业课和新能源模块的课容量占比是新能源汽车课程改革的关键因素[2]。

1.2 教学实践传统

一方面，车辆工程专业课程实践以软件教学为主居多，然而目前车辆工程的软件以建模为主，而新能源汽车涉及的仿真建模偏少。而且部分软件教学被放入学生自主学习模块。软件教学并未引起师生的广泛重视。实际上，企业往往重视学生的实践操作能力。新能源汽车的发展产生了一些新的仿真计算软件，如 Cruise建模。因此，对于新能源汽车课程的改进需要添加以新能源汽车为主的软件学习，增强学生的实践动手能力，为社会培养急缺的专业人才。

另一方面，车辆工程专业相比其它专业更加偏重于学生的实践能力。然而目前校内实验室所配备的台架设备较为陈旧，部分设备配套数量少且损坏严重。而新能源汽车设备因造价昂贵，教学试验设备不足导致与新能源汽车相关的试验难以开展，很难让学生意识到新能源汽车与传统车之间的差异。如：电池充放电设备、电机性能试验台架等[3]。

最后，在实习方面，许多高校为完成教学目标，安排学生到传统汽车主机厂进行集体参观实习，却鲜有专业技术人员进行讲解，更无新能源汽车方向，如：电机、电池等方面的实习。而且由于无考核、无实践、无反馈，学生大多也走马观花，并未亲自动手，甚至无法观察到细节。

2 “新工科”背景下新能源汽车课程改革

2.1 车辆工程专业培养目标改进

为了解车辆工程专业培养目标达成情况，以便更好地改进培养目标和教学环节设置，调整授课内容，提高教育教学质量。车辆工程系于2021年12月集中进行了一次毕业5年毕业生问卷跟踪调查。调查对象为本专业2012级本科毕业生。根据调查问卷，有55.17%的毕业生认为本专业培养目标合理；有41.38%的毕业生认为本专业培养目标比较合理。如图1所示。

图2为本专业培养目标与社会实际需求的适应性评价。有17.24%的毕业生认为本业培养目标适应社会实际需求；有62.07%的毕业生认为本专业培养目标基本适应社会实际需求；有20.69%的毕业生认为本专业培养目标不太适应社会实际需求；认为专业培养目标适应和基本适应社会实际需求的占79.31%。

图2 培养目标与社会实际需求的适应性评价

调研结果表示，高等学校大学生车辆工程专业的培养方向应该重视学生的工程实践能力、沟通交流能力、英文阅读与交流能力和知识能力；还应重视学生的团队合作能力和项目管理能力；同时还需加强环保、安全与法律意识。具体调研结果如图3所示。

图3 培养目标与社会实际需求的适应性评价

基于以上车辆工程专业培养目标调研可以发现，车辆工程专业培养目标应该与时俱进，具有前瞻性。考虑当今社会的需求，提高学生工程实践能力。增加专业学习与企业需求的相关性。

2.2 “新工科”背景下新能源汽车课程改革

2.2.1 新能源汽车课程内容改进

新能源汽车与传统汽车在构造、设计以及原理等方面存在较大的差异。针对车辆工程专业课程设置与社会脱节问题，应在前期增加相关的专业课，培养学生对专业课的兴趣，减轻后期专业课学习难度，适当增加专业课授课时长或者增设答疑课程。针对社会市场最新状态及时更新教学材料并多涉及多学科交互内容。

因此，除了设置必须的基础类课程外，为顺应新时代潮流需要适量加入新能源汽车课程。如：新能源汽车驱动原理及控制、新能源汽车电池与管理技术、新能源汽车安全技术等作为专业必修课程。除此之外，还可开设新能源汽车振动与噪声控制、混合动力汽车技术、车用燃料电池技术、新能源汽车电磁兼容设计、新能源汽车仿真技术及应用等选修课程[4]。

除必要的课程外，还应安排实践课和与新能源汽车相关的实验。并安排专职教师对新能源汽车的构造进行详细的讲解，配备相关的实验教具和实验设备进行实践，提高学生工程实践能力，贴近当今社会的发展，加强对新能源汽车基本结构及设计的认知[5]。

在自主学习模块中增加与新能源汽车相关的计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）仿真、三维仿真建模、MATLAB建模与仿真技术等软件教学，在本科的不同阶段开设，培养学生的电子制图及仿真分析能力，加强学生对新能源汽车技术的了解，为之后工作和科研奠定基础[6]。

2.2.2 新能源汽车课程实践改进

根据培养目标的调研可以看出，工程实践已经成为本科生关注较高的环节。作为一个车辆行业的学生，除金工实习外，在校期间没有真正动手实践过，这是不合理的。因此，应该增加专业工程训练课程，如：新能源汽车传动系统拆装、转向系组装等专业实践课，加强对新能源汽车基本结构及设计的认知。改变课程教授的单一形式，增加其与生产实践关联性；根据学生评教、授课教师反馈及专家旁听机制，对授课效果不佳的选修课进行改革。

软件的教学需要遵循理论和上机实践相结合的方式，学习软件理论和实践缺一不可。在课程设计中，教师不能下达任务后就放任学生自行开展设计，应间隔一定时间进行培训，阶段性检查设计成果，举行答疑活动，摒弃学生在提交成果前临时抱佛脚而粗制滥造的现象。

在本科学习的最后一学期，可实行校企联合。2022年 17级车辆工程专业本科毕业设计实现了100 %的校企联合。学生课程毕业题目全部来自企业。根据统计显示，本专业新能源汽车相关题目已达到 10%以上，甚至有7个题目出自于前瞻性更为广泛的智能网联汽车。校企联合毕设可以让学生更为深刻地认识企业与学校的差异，更为清晰地认识社会的需求。校企联合能够进一步加强学生的实践能力。

2.2.3 新能源汽车专业方向改进

随着社会的发展，不仅局限于新能源汽车的发展，智能网联汽车也在得到了广泛的关注。各种类型的车辆涉及的专业内容相对比较多，在有限的学时内，往往是不限制的融合各种类型车辆专业内容，如：智能网联汽车的平台技术基础、环境感知、定位技术以及决策与控制等专业必修课。但是将各门课融合，学生一时也很难理解和接受。因此，有必要的情况下，可以将学生按照车辆工程的发展趋势分成三个不同的专业：智能网联汽车、新能源汽车以及传统车辆，让学生自由选择，增加多样化，多体系的专业教学增加了学生的趣味性。针对20级学生，将车辆工程专业划分为智能网联汽车、新能源汽车以及车辆智能设计与制造三个方向，此培养方案正在试运行期间。

3 结语

本文结合当今社会车辆发展趋势以及车辆工程专业人才培养体系，以“新工科”为背景提出车辆工程专业新能源汽车课程改进的几种措施。结合往届学生对车辆工程专业培养目标合理性的调研以及目前学生的反馈情况，持续改进新能源汽车课程培养方案。根据培养方案，合理设置新能源汽车课程内容以及实践内容。根据车辆工程专业的发展情况，有必要按照当今社会以及未来的发展需求，合理设置车辆工程专业方向，满足学生多样化需求和发展，为社会培养全面的车辆工程人才。