面向未來(lái)汽車產(chǎn)業(yè)的跨學(xué)科源頭創(chuàng)新人才培養(yǎng)

林健

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2016.22.150

摘 要：新能源技術(shù)、輕量化和智能化是未來(lái)汽車的發(fā)展方向，汽車材料的創(chuàng)新和應(yīng)用是推動(dòng)我國(guó)由世界汽車工業(yè)大國(guó)走向強(qiáng)國(guó)的必由之路。為了培養(yǎng)具有源頭創(chuàng)新能力、車輛工程和材料科學(xué)與工程學(xué)科交叉的高端人才，該文介紹了同濟(jì)大學(xué)“材料-汽車-新能源復(fù)合型人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)”的培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系設(shè)立，為我國(guó)學(xué)科交叉和創(chuàng)新型汽車工業(yè)人才培養(yǎng)探索新路。

關(guān)鍵詞：車輛工程 材料科學(xué)與工程 學(xué)科交叉 源頭創(chuàng)新 未來(lái)汽車

中圖分類號(hào)：G643 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）08（a）-0150-03

Subject Crossing Talent Cultivation for Source Innovation of Future Automotive Industry

Lin Jian

（School of Materials Science and Engineering，Tongji University，Shanghai，201804，China）

Abstract：New energy， lightweight and intelligent technologies are the future direction of the automobile revolution.The innovation and application of automotive materials is the one route to change Chinese automobile industry from industrial giant to the power.In order to cultivate talents with source innovation ability and subject crossing in vehicle engineering and materials science & engineering，the Materials-Automobile-New energy innovation experimentation area for inter-disciplinary talent cultivation in Tongji University was introduced in this paper.A new kind subject crossing and innovative talent cultivation system for automotive industry was also discussed.

Key Words：Vehicle engineering；Materilas science and engineering；Subject crossing；Source innovation；Future automotive

自1886年第一輛汽車誕生以來(lái)，人類社會(huì)生產(chǎn)與生活發(fā)生了深切的變化。汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，已經(jīng)成為許多工業(yè)大國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)。20世紀(jì)50年代起中國(guó)開始自主建設(shè)汽車工業(yè)，并于20世紀(jì)80年代起通過(guò)大規(guī)模引進(jìn)和消化吸收、自主開發(fā)，我國(guó)的汽車工業(yè)已發(fā)展成為世界汽車大國(guó)，產(chǎn)量占全球第一，不過(guò)在汽車技術(shù)領(lǐng)域與國(guó)際先進(jìn)國(guó)家仍有較大差距[1]。

隨著人類社會(huì)對(duì)資源消耗的大幅增加，化石能源短缺、溫室效應(yīng)、環(huán)境污染已成為人類所面臨的一個(gè)重大問(wèn)題，而建立在大規(guī)模資源消耗的汽車工業(yè)則走到了一個(gè)十字路口。為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求，新能源技術(shù)、輕量化、智能化已成為未來(lái)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路，諸如：鋰電池、輕量化材料、傳感器材料等一大批汽車新材料不斷涌現(xiàn)，成為新一輪汽車工業(yè)革命的源頭動(dòng)力[2]。

1 我國(guó)汽車相關(guān)本科專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀及需求

為了培養(yǎng)我國(guó)汽車工業(yè)研發(fā)、技術(shù)與管理人才，國(guó)內(nèi)一些高校相繼建設(shè)了車輛工程、汽車服務(wù)工程等一批汽車類專業(yè)，成效顯著。但目前該類專業(yè)的人才培養(yǎng)模式與我國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展模式相近，即偏重于汽車生產(chǎn)制造和汽車服務(wù)保障，各高校車輛工程專業(yè)培養(yǎng)方案同質(zhì)化現(xiàn)象較為嚴(yán)重[3，4]，在汽車技術(shù)源頭開發(fā)創(chuàng)新人才培養(yǎng)上則有所欠缺。近年來(lái)，我國(guó)許多高校在車輛工程等本科專業(yè)教學(xué)實(shí)踐中已逐漸認(rèn)識(shí)到，單純偏重于車輛機(jī)械工程領(lǐng)域的教學(xué)模式已不完全適應(yīng)汽車產(chǎn)業(yè)的高端人才培養(yǎng)所需，因此，相繼開展了跨學(xué)科培養(yǎng)試點(diǎn)。如同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院近年來(lái)除了在車輛工程專業(yè)中新增了“新能源汽車”專業(yè)方向外，還與工業(yè)設(shè)計(jì)相結(jié)合建立了汽車造型專業(yè)人才模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)。江蘇理工學(xué)院將車輛工程與電子信息工程兩個(gè)專業(yè)相結(jié)合開展了跨學(xué)科人才培養(yǎng)試點(diǎn)。許多高校相繼開設(shè)了一些汽車材料類課程，為車輛工程或材料類專業(yè)課程體系中增加了一些跨學(xué)科元素。[5-7]

自古以來(lái)，材料科學(xué)始終是人類文明發(fā)展的基石、推動(dòng)現(xiàn)代工程技術(shù)創(chuàng)新的源頭動(dòng)力。未來(lái)汽車技術(shù)的變革離不開在汽車材料領(lǐng)域的源頭創(chuàng)新[8-11]。在目前國(guó)內(nèi)高校車輛工程專業(yè)的課程設(shè)置中，一般偏重于機(jī)械、汽車技術(shù)方面的知識(shí)點(diǎn)教學(xué)，而對(duì)于汽車生產(chǎn)所用材料科學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)點(diǎn)則多局限在應(yīng)用范圍，汽車工業(yè)人才的培養(yǎng)缺乏汽車材料科學(xué)與技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域的積淀。

因此，為了適應(yīng)國(guó)家對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新需求，培養(yǎng)兼具汽車材料源頭創(chuàng)新和汽車設(shè)計(jì)制造創(chuàng)新的高端研發(fā)和工程技術(shù)人才，同濟(jì)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院、汽車學(xué)院結(jié)合各自優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)勢(shì)聯(lián)合，在國(guó)內(nèi)首創(chuàng)“材料-汽車-新能源復(fù)合型人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)”，將新材料與新能源技術(shù)、汽車技術(shù)有機(jī)結(jié)合，重點(diǎn)培養(yǎng)服務(wù)于新一代汽車工程技術(shù)與汽車材料創(chuàng)新、具有源頭創(chuàng)新思維的汽車產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域高端人才，以滿足國(guó)家發(fā)展之急需。

2 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)建設(shè)理念及思路

從現(xiàn)有的本科培養(yǎng)體系來(lái)看，車輛工程專業(yè)是研究汽車等各類車輛的理論、設(shè)計(jì)及制造技術(shù)、培養(yǎng)從事上述領(lǐng)域高級(jí)研發(fā)和工程技術(shù)人才的本科專業(yè)，目前我國(guó)數(shù)十個(gè)高校開設(shè)了此類專業(yè)。該專業(yè)除了要求掌握必需的車輛工程專業(yè)知識(shí)外，還要求具備扎實(shí)的力學(xué)、電工、電子、機(jī)械、設(shè)計(jì)等方面的工科基礎(chǔ)知識(shí)。其主干課程包括車輛工程、機(jī)械原理、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、電工與電子技術(shù)、汽車構(gòu)造、汽車?yán)碚?、?nèi)燃機(jī)理論、汽車設(shè)計(jì)等。

材料類專業(yè)則是全國(guó)綜合性高校大都擁有的本科專業(yè)，是一類涉及材料學(xué)、工程學(xué)和化學(xué)等方面知識(shí)的寬口徑專業(yè)，其以材料學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)為基礎(chǔ)，重點(diǎn)研究材料成分、結(jié)構(gòu)、加工工藝與其性能和應(yīng)用。材料類專業(yè)又可細(xì)分為材料科學(xué)與工程、金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料、復(fù)合材料等本科專業(yè)或?qū)I(yè)方向，隨著新材料研究和應(yīng)用開發(fā)的不斷深入，功能材料、納米材料、光電子材料等一些新的本科專業(yè)也都有招生。

2014年習(xí)近平總書記在上海汽車集團(tuán)考察時(shí)就強(qiáng)調(diào)，發(fā)展新能源汽車是我國(guó)從汽車大國(guó)邁向汽車強(qiáng)國(guó)的必由之路。未來(lái)汽車的發(fā)展必定圍繞著新能源技術(shù)、輕量化節(jié)能減排和智能化方向發(fā)展，而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就必須在汽車材料上的進(jìn)行不斷創(chuàng)新，才能進(jìn)而實(shí)現(xiàn)汽車技術(shù)上的變革。

為了培養(yǎng)服務(wù)于未來(lái)汽車工業(yè)領(lǐng)域源頭創(chuàng)新、能夠從事新能源、輕量化、智能化汽車相關(guān)材料、裝備及整車開發(fā)的綜合性高級(jí)科學(xué)研究和工程技術(shù)人才，同濟(jì)大學(xué)近年來(lái)通過(guò)不斷深入研討汽車、材料、新能源技術(shù)領(lǐng)域?qū)W科交叉及復(fù)合型人才培養(yǎng)機(jī)制，于2016年設(shè)立了“材料-汽車-新能源復(fù)合型人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)”，并正式對(duì)外招生，以培養(yǎng)兼具物理、化學(xué)、力學(xué)、機(jī)械、設(shè)計(jì)等工科基礎(chǔ)知識(shí)以及材料科學(xué)與工程、車輛工程等必備專業(yè)知識(shí)的學(xué)科交叉復(fù)合型拔尖人才為目標(biāo)，定位于依托材料科學(xué)與工程專業(yè)、同時(shí)與車輛工程專業(yè)開展學(xué)科交叉密切合作，在未來(lái)汽車產(chǎn)業(yè)緊缺人才培養(yǎng)上協(xié)同創(chuàng)新，為未來(lái)汽車工業(yè)的發(fā)展和新一輪變革提供源頭推動(dòng)力。

3 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)的課程體系建設(shè)

在同濟(jì)大學(xué)材料科學(xué)與工程本科專業(yè)課程體系中，分別開設(shè)了物理、化學(xué)類基礎(chǔ)課程、電工、設(shè)計(jì)等工科基礎(chǔ)課程以及大量材料類專業(yè)課程，專業(yè)總學(xué)分為175。而車輛工程為5年制本科專業(yè)，除了大量的車輛工程專業(yè)課程外，還開設(shè)了力學(xué)、機(jī)械、電子、電工等工程基礎(chǔ)課程，5年總學(xué)分達(dá)211.5，即使在扣除其第二外語(yǔ)課程設(shè)置后，總學(xué)分也高達(dá)179.5學(xué)分。由于國(guó)家及學(xué)校對(duì)本科教育的總學(xué)分有嚴(yán)格的限制，因此，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)的課程體系設(shè)置不能簡(jiǎn)單合并兩個(gè)專業(yè)的課程體系，需保證學(xué)生有適宜的課堂學(xué)習(xí)強(qiáng)度和足夠的課外學(xué)習(xí)時(shí)間。

因此，在設(shè)定實(shí)驗(yàn)區(qū)課程體系建設(shè)目標(biāo)時(shí)，根據(jù)人才培養(yǎng)定位，遵循以材料科學(xué)與工程本科專業(yè)課程體系為基礎(chǔ)、融合汽車工程核心課程教學(xué)、強(qiáng)化新能源技術(shù)、輕量化技術(shù)、智能化技術(shù)等特色交叉課程教學(xué)的培養(yǎng)模式，開展復(fù)合型人才的教學(xué)與培養(yǎng)工作。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)課程體系在保證完整的材料類專業(yè)基礎(chǔ)課程體系和必要的物理、化學(xué)類、電工、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，增加車輛工程類專業(yè)基礎(chǔ)課程和必要的力學(xué)、機(jī)械等基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容。同時(shí)大規(guī)模開展材料-汽車-新能源技術(shù)學(xué)科交叉課程建設(shè)，在保證材料科學(xué)與工程專業(yè)必須的專業(yè)課程總學(xué)分和畢業(yè)要求基礎(chǔ)上，同時(shí)滿足車輛工程專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)要求。

因此，在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)的課程設(shè)置中，除了開設(shè)高等數(shù)學(xué)、普通物理、三大化學(xué)、電工學(xué)等理工科基礎(chǔ)課程外，還增設(shè)了理論力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械制圖、制造技術(shù)基礎(chǔ)等力學(xué)、機(jī)械類基礎(chǔ)課程。在材料類課程中則保持了材料概論、材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料工程基礎(chǔ)、材料研究方法等全部材料專業(yè)基礎(chǔ)課程以及材料力學(xué)性能、材料物理性能、功能材料學(xué)、功能材料制備工藝基礎(chǔ)等重要專業(yè)課程。對(duì)于車輛工程專業(yè)課程來(lái)說(shuō)，則根據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)培養(yǎng)目標(biāo)開設(shè)了車輛工程導(dǎo)論、汽車?yán)碚?、汽車?gòu)造、車用新能源及動(dòng)力系統(tǒng)、自動(dòng)控制原理等核心專業(yè)課程。與此同時(shí)實(shí)驗(yàn)區(qū)通過(guò)深入研討開設(shè)了諸如汽車工程材料、新能源材料、輕量化汽車技術(shù)與材料、車用傳感器技術(shù)與材料、新能源汽車產(chǎn)業(yè)概論等學(xué)科交叉課程，同時(shí)兩院合作設(shè)立了材料專業(yè)與車輛工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)、車用新能源技術(shù)及材料綜合實(shí)驗(yàn)、汽車構(gòu)造實(shí)習(xí)等一批學(xué)科交叉型實(shí)驗(yàn)實(shí)踐類課程。這些學(xué)科交叉課程的設(shè)立不僅使創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)學(xué)分分布可滿足材料科學(xué)與工程專業(yè)畢業(yè)要求，也能夠滿足學(xué)生在車輛工程專業(yè)繼續(xù)深造和就業(yè)的要求。同時(shí)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)的總學(xué)分控制在179學(xué)分，保證了學(xué)生能順利完成在4年本科階段學(xué)習(xí)。（如圖1）

為了進(jìn)一步加強(qiáng)材料-汽車-新能源技術(shù)學(xué)科交叉領(lǐng)域的高端人才培養(yǎng)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)采用本-碩-博貫通式復(fù)合型人才培養(yǎng)模式，即學(xué)生通過(guò)本科階段學(xué)習(xí)訓(xùn)練，完全具備同時(shí)在材料科學(xué)與工程、車輛工程專業(yè)繼續(xù)學(xué)習(xí)深造、工作的能力。學(xué)生可以通過(guò)選拔進(jìn)入材料科學(xué)與工程或車輛工程專業(yè)的研究生階段學(xué)習(xí)，同時(shí)也提供赴美、英、法國(guó)等知名高校進(jìn)行國(guó)際聯(lián)合學(xué)位培養(yǎng)的機(jī)會(huì)，以培養(yǎng)在汽車工業(yè)領(lǐng)域國(guó)家急需之才。學(xué)生也可以經(jīng)過(guò)本科學(xué)習(xí)直接進(jìn)入汽車、新材料、新能源等相關(guān)行業(yè)工作。

4 結(jié)語(yǔ)

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)的學(xué)生經(jīng)過(guò)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)的跨學(xué)科模式人才培養(yǎng)，將兼具材料學(xué)科和車輛工程的專業(yè)知識(shí)，材料研究和汽車工程開發(fā)相結(jié)合，在車用材料開發(fā)時(shí)直接掌握汽車應(yīng)用之需，而在汽車研發(fā)和生產(chǎn)、維護(hù)時(shí)則明晰各類車用材料的特點(diǎn)和可能面臨的挑戰(zhàn)。材為車用，車以材先，對(duì)于現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展和未來(lái)汽車技術(shù)源頭創(chuàng)新具有重要意義。同濟(jì)大學(xué)將在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)的建設(shè)中不斷探索，優(yōu)化并健全實(shí)驗(yàn)區(qū)課程體系，并由學(xué)科交叉型本科教學(xué)逐漸向教學(xué)、科研并重的研究生跨學(xué)科培養(yǎng)延伸，并希望在不久將來(lái)建設(shè)成一個(gè)汽車材料相關(guān)學(xué)科交叉新專業(yè)，為我國(guó)汽車工業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供強(qiáng)力支持，同時(shí)為高等教育跨學(xué)科融合式人才培養(yǎng)樹立典范。

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