基于工程化項(xiàng)目教學(xué)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐

臧利國(guó) 文少波 孫海燕 張?jiān)? 趙振東

[摘要]以多元化融合為特征的智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)給高等工程教育提出了新的挑戰(zhàn)開(kāi)展多學(xué)科交叉融合的智能網(wǎng)聯(lián)汽車應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式探索，已經(jīng)成為應(yīng)用型本科汽車類專業(yè)教育改革面臨的重要課題.教學(xué)團(tuán)隊(duì)提出基于工程化項(xiàng)目教學(xué)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，依托地方產(chǎn)業(yè)集群與行業(yè)需求確定服務(wù)面向與人才培養(yǎng)定位，通過(guò)創(chuàng)新校企合作與產(chǎn)學(xué)研一體化的工程化項(xiàng)目訓(xùn)練，開(kāi)展以提高學(xué)生應(yīng)用能力為目標(biāo)的實(shí)踐教學(xué)，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展提供技術(shù)推廣與服務(wù)的應(yīng)用型創(chuàng)新人才，并結(jié)合南京工程學(xué)院新能源汽車及其智能化技術(shù)工程化項(xiàng)目教學(xué)改革進(jìn)行了探索與實(shí)踐，取得了較好的教學(xué)效果

[關(guān)鍵詞]工程化項(xiàng)目;智能網(wǎng)聯(lián)汽車;應(yīng)用型人才;培養(yǎng)模式

[中圖分類號(hào)]G642.0[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]2095-3437（2020）02-0158-03

汽車產(chǎn)業(yè)正迅速發(fā)展為以電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化為特征的新業(yè)態(tài)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車是集成汽車產(chǎn)業(yè)“新四化”發(fā)展特征的重要載體，其通過(guò)搭載先進(jìn)的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車與X（車、路、人、云等）的智能信息交換、共享，具備復(fù)雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能，可實(shí)現(xiàn)安全、高效、舒適、節(jié)能行駛，是國(guó)際公認(rèn)的行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和技術(shù)創(chuàng)新的重要方向[1]。汽車技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必然驅(qū)動(dòng)著行業(yè)工程科技人才知識(shí)、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變，給高等工程教育提出了新的挑戰(zhàn)。

應(yīng)用型本科高校為地方產(chǎn)業(yè)科技進(jìn)步提供所需的實(shí)用技術(shù)開(kāi)發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新和服務(wù)，其人才培養(yǎng)能更全方位地適合社會(huì)需求，專業(yè)設(shè)置能更廣泛地與產(chǎn)業(yè)需求緊密結(jié)合，課程與教學(xué)也更加靈活多樣，是地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要人力資源保障。主動(dòng)適應(yīng)和引領(lǐng)新經(jīng)濟(jì)，與產(chǎn)業(yè)發(fā)展協(xié)同，是改革和發(fā)展應(yīng)用型本科高校、解決我國(guó)高等工程教育應(yīng)用型創(chuàng)新人才缺失的重要途徑[2]。作為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在人才需求上的變化表現(xiàn)為新能源技術(shù)人才、智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)人才、汽車創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的缺失。提前探索面向市場(chǎng)環(huán)節(jié)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，增強(qiáng)人才在技術(shù)推廣與服務(wù)端的需求契合度，是應(yīng)用型本科高校汽車類教學(xué)研究人員必須思考的課題。

為解決上述問(wèn)題，我院教學(xué)團(tuán)隊(duì)（江蘇高?！扒嗨{(lán)工程”優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)）提出基于工程化項(xiàng)目教學(xué)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，并積極進(jìn)行了探索和實(shí)踐，結(jié)果表明學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力提升效果顯著。我院教學(xué)團(tuán)隊(duì)的探索與實(shí)踐為“新工科”背景下的應(yīng)用型本科高校改革提供了參考。

一、智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)人才需求分析

隨著人工智能、電子信息、通信技術(shù)與汽車產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)迅速崛起。美歐日等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)高度重視智能網(wǎng)聯(lián)汽車，為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，相繼制訂發(fā)展戰(zhàn)略、法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)體系，從科技研發(fā)、示范應(yīng)用和市場(chǎng)推廣等多個(gè)領(lǐng)域提供政策支持。我國(guó)政府部門(mén)也相繼頒布《國(guó)家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)指南（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）》《智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測(cè)試管理規(guī)范（試行）》等文件，引導(dǎo)和推動(dòng)我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。世界權(quán)威的咨詢公司美國(guó)波士頓咨詢集團(tuán)預(yù)測(cè)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車將從2018年起迎來(lái)持續(xù)20年左有的高速發(fā)展期，到2035年將占據(jù)全球25%左右的新車市場(chǎng)，到2020年中國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)到1000億元以上。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車集中運(yùn)用了汽車工程、人工智能、計(jì)算機(jī)、微電子、自動(dòng)控制、通信與平臺(tái)等技術(shù)，是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、控制執(zhí)行、信息交互等于一體的高新技術(shù)綜合體，其技術(shù)架構(gòu)如圖1所示[1]。

技術(shù)和人才是中國(guó)汽車發(fā)展的兩個(gè)主要因素，其中人才義是決定性因素。智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)涵蓋整車設(shè)計(jì)制造、人工智能算法與芯片、機(jī)器視覺(jué)、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、慣導(dǎo)、先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)、V2X通信系統(tǒng)、電控ECU系統(tǒng)、高精度導(dǎo)航與地圖、智能交通系統(tǒng)、道路試驗(yàn)測(cè)試等多個(gè)領(lǐng)域，人才需求具有知識(shí)體系跨度大、技術(shù)難度高、存量供給嚴(yán)重不足等特點(diǎn)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)跨領(lǐng)域、跨行業(yè)、跨學(xué)科的特征勢(shì)必要求有強(qiáng)大的復(fù)合型人才和創(chuàng)新型人才做支撐[3]。

目前在全球范圍內(nèi)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的自主式駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）已經(jīng)開(kāi)始大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入大規(guī)模測(cè)試和產(chǎn)業(yè)化前期準(zhǔn)備階段[4]。車道偏離預(yù)警（LDW）、車道保持系統(tǒng)（LKS）、自動(dòng)泊車輔助（ APS）、白適應(yīng)巡航（ACC）等駕駛輔助系統(tǒng)已被納入我國(guó)C-NCAP新車評(píng)價(jià)體系當(dāng)中。日益增大的智能網(wǎng)聯(lián)汽車保有量使得產(chǎn)業(yè)人才需求問(wèn)題日趨明顯。產(chǎn)業(yè)鏈后端技術(shù)推廣與服務(wù)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)，是應(yīng)用型本科高校必須承擔(dān)起的重任。

二、應(yīng)用型人才培養(yǎng)定位

應(yīng)用型大學(xué)培養(yǎng)的是適應(yīng)社會(huì)需求的應(yīng)用型人才，其知識(shí)、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)具有鮮明的特點(diǎn)。應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)轉(zhuǎn)型升級(jí)的需要，也是高等院校明確自身辦學(xué)定位，謀求理性發(fā)展的必然[5]。南京工程學(xué)院始終堅(jiān)持以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為中心的辦學(xué)定位，形成了校企合作、注重實(shí)踐、產(chǎn)學(xué)研相融的鮮明特色。汽車與軌道交通學(xué)院設(shè)有車輛工程、汽車服務(wù)工程和交通設(shè)備與控制工程三個(gè)本科專業(yè)，秉承“學(xué)以致用”的教育理念，主動(dòng)適應(yīng)汽車產(chǎn)業(yè)和社會(huì)發(fā)展需要，培養(yǎng)富有工程意識(shí)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，針對(duì)汽車產(chǎn)品后端產(chǎn)業(yè)鏈的應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才。

三、工程化項(xiàng)目教學(xué)

（一）工程化項(xiàng)目教學(xué)概況

新能源汽車及其智能化技術(shù)工程化項(xiàng)目教學(xué)圍繞應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，依托地方產(chǎn)業(yè)集群與行業(yè)需求確定服務(wù)面向，通過(guò)創(chuàng)新校企合作與產(chǎn)學(xué)研一體化的工程化項(xiàng)目訓(xùn)練，開(kāi)展以提高學(xué)生應(yīng)用能力為目標(biāo)的培養(yǎng)模式改革。

通過(guò)與地方整車企業(yè)、零部件企業(yè)、汽車后市場(chǎng)服務(wù)企業(yè)的產(chǎn)學(xué)研合作，分模塊化讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)應(yīng)用整車及零部件開(kāi)發(fā)理論知識(shí)、智能網(wǎng)聯(lián)汽車新技術(shù);建設(shè)由高校骨干教師、企業(yè)工程師組成的“多元結(jié)構(gòu)、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)”的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，給予學(xué)生理論與實(shí)踐知識(shí)的專業(yè)輔導(dǎo);依據(jù)CDIo工程教育理念設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，探索新的教材體系方案，創(chuàng)新學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方式和學(xué)分認(rèn)定;通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)施，探索出一種立足辦學(xué)實(shí)際、校企協(xié)作的工程化項(xiàng)目實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)模式，同步推動(dòng)與項(xiàng)目相關(guān)課程群的建設(shè)與改革。

（二）項(xiàng)目教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

高素質(zhì)的師資隊(duì)伍是進(jìn)行應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要保障。本項(xiàng)目在實(shí)施前期經(jīng)過(guò)論證精心規(guī)劃教學(xué)團(tuán)隊(duì)人員構(gòu)成，建立遴選制度，從車輛工程、汽車服務(wù)工程和交通設(shè)備與控制工程三個(gè)本科專業(yè)遴選優(yōu)秀骨干教師作為校內(nèi)指導(dǎo)老師，同時(shí)從兄弟院校聘請(qǐng)專業(yè)教授擔(dān)任校外指導(dǎo)老師，組建高校專家團(tuán)隊(duì)。從地方整車企業(yè)、零部件企業(yè)、汽車后市場(chǎng)服務(wù)企業(yè)聘請(qǐng)工程師作為校外指導(dǎo)老師，組建企業(yè)專家團(tuán)隊(duì)。

采用聘任產(chǎn)業(yè)教授、簽訂人才培養(yǎng)協(xié)議等多種方式，調(diào)動(dòng)企業(yè)與高校協(xié)同育人的積極性，建立“多元結(jié)構(gòu)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)”的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。同時(shí)，明晰教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)基本要求和任務(wù)分工。校內(nèi)專家團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)理論知識(shí)教學(xué)、教學(xué)平臺(tái)和資源建設(shè)，如新能源汽車技術(shù)、智能控制基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué);企業(yè)專家團(tuán)隊(duì)進(jìn)行工程化指導(dǎo)，側(cè)重于學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)。

由于項(xiàng)目涉及諸多學(xué)科，教學(xué)團(tuán)隊(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)多元化，為保證教學(xué)效果，項(xiàng)目建立了教學(xué)團(tuán)隊(duì)互動(dòng)合作機(jī)制，搭建互動(dòng)合作平臺(tái)，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)成員的協(xié)同作用。通過(guò)項(xiàng)目的工程對(duì)接、人才培養(yǎng)方案的制訂與完善、課程體系的重構(gòu)、教學(xué)資源庫(kù)的建設(shè)等加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的交流與銜接。通過(guò)高校教學(xué)團(tuán)隊(duì)和企業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的知識(shí)互補(bǔ)，形成合作教改、合作研究、合作育人、合作發(fā)展的良好局面。

教學(xué)團(tuán)隊(duì)采用項(xiàng)目組的形式重構(gòu)教學(xué)組織形式，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容分為三個(gè)項(xiàng)目組，即汽車總體及動(dòng)力驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目組、車身和車架項(xiàng)目、智能化控制項(xiàng)目。其中智能化控制項(xiàng)目組的實(shí)施內(nèi)容重點(diǎn)圍繞車道偏離預(yù)警（LDW）、車道保持系統(tǒng)（ LKS）、白適應(yīng)巡航（ACC）等駕駛輔助系統(tǒng)進(jìn)行工程化設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

（三）項(xiàng)目教學(xué)平臺(tái)建設(shè)

本項(xiàng)目的培養(yǎng)對(duì)象是具備一定理論和實(shí)踐基礎(chǔ)的大三大四學(xué)生，教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)白愿申請(qǐng)、選拔考核等方式遴選項(xiàng)目組成員，同時(shí)建立項(xiàng)目退出機(jī)制，項(xiàng)目組成員的學(xué)習(xí)模式不脫離原專業(yè)和班級(jí)。

為保障項(xiàng)目的實(shí)施，項(xiàng)目組成員在培養(yǎng)期間，按照規(guī)劃內(nèi)培養(yǎng)方案進(jìn)行課程學(xué)習(xí)，完成大部分本專業(yè)課程，補(bǔ)充學(xué)習(xí)相關(guān)課程，并可以用此置換學(xué)分。同時(shí).項(xiàng)目組成員可以在其他學(xué)院選擇相關(guān)課程進(jìn)行學(xué)習(xí)，基本方式為學(xué)生申請(qǐng)，由責(zé)任指導(dǎo)老師進(jìn)行認(rèn)定。項(xiàng)目教學(xué)團(tuán)隊(duì)采用集訓(xùn)方式對(duì)學(xué)生團(tuán)隊(duì)進(jìn)行指定專業(yè)領(lǐng)域的培訓(xùn)和指導(dǎo)，包括整車設(shè)計(jì)、底盤(pán)設(shè)計(jì)與分析、電子控制設(shè)計(jì)與分析、車身設(shè)計(jì)與分析、新能源汽車整車設(shè)計(jì)與分析、機(jī)械制造工藝等。項(xiàng)目組還同步建立訓(xùn)練過(guò)程管理信息平臺(tái)，規(guī)范工程化訓(xùn)練項(xiàng)目的管理。

（四）項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容與實(shí)施

教學(xué)圍繞圖2所示分項(xiàng)目組工作內(nèi)容展開(kāi)。項(xiàng)目組一具體任務(wù)包括：確定整車布置方案、底盤(pán)各總成結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)，對(duì)電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池、電機(jī)和電控部分進(jìn)行參數(shù)匹配，并對(duì)各總成進(jìn)行外購(gòu)和試制。項(xiàng)目組二根據(jù)整車和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能和尺寸要求，設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車的車架和車身，基于有限元優(yōu)化策略，對(duì)車架和車身進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、輕量化設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行車身和車架的試制。項(xiàng)目組三完成駕駛輔助系統(tǒng)的組裝與調(diào)試。

項(xiàng)目組設(shè)立教學(xué)規(guī)范，提升項(xiàng)目的質(zhì)量和學(xué)生培養(yǎng)的質(zhì)量，具體包括規(guī)范教學(xué)過(guò)程、規(guī)范教學(xué)內(nèi)容、規(guī)范成績(jī)考核方法、規(guī)范教學(xué)評(píng)價(jià)手段等。項(xiàng)目組創(chuàng)新學(xué)生考核方式，引人多種考核手段，以實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示、小論文、答辯等方式進(jìn)行考核，并建立考核流程和標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目組制訂不同專業(yè)學(xué)生的學(xué)分認(rèn)定與置換方案，專業(yè)模塊、專業(yè)拓展模塊和專業(yè)能力綜合實(shí)踐模塊的課程可以置換，其中車輛工程專業(yè)可置換的課程和學(xué)分如表1所示。

根據(jù)項(xiàng)目開(kāi)展需要，需增加以項(xiàng)目為導(dǎo)向的相關(guān)課程，編著相應(yīng)課程教材，擬增開(kāi)課程見(jiàn)表2所示。

此外項(xiàng)目還通過(guò)建立洲練過(guò)程管理信息平臺(tái)、規(guī)范工程化訓(xùn)練項(xiàng)目的管理、建立在線課程、開(kāi)設(shè)學(xué)術(shù)前沿課程講座等方式對(duì)教學(xué)內(nèi)容提供保障和補(bǔ)充。

（五）項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施效果

項(xiàng)目于2017年9月至2018年6月完成了首批20名學(xué)生的培養(yǎng);2018年5月進(jìn)行第二批學(xué)生遴選，確定了22名新成員。通過(guò)一年半的項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施，項(xiàng)目組完成了汽車樣車的設(shè)計(jì)和主要總成的試制，駕駛輔助系統(tǒng)基本完成軟硬件調(diào)試。

教學(xué)團(tuán)隊(duì)出版教材1部;發(fā)表教研教改論文2篇;獲評(píng)優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)1項(xiàng)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)多人獲評(píng)優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師、大學(xué)生科技創(chuàng)新優(yōu)秀指導(dǎo)教師榮譽(yù)稱號(hào)。項(xiàng)目組成員基于工程化項(xiàng)目完成校級(jí)、省級(jí)大學(xué)生科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目24項(xiàng);獲得以學(xué)生為第一完成人申請(qǐng)發(fā)明專利5項(xiàng)，授權(quán)實(shí)用新型專利12項(xiàng)，軟件著作權(quán)2項(xiàng);獲校級(jí)以上科技創(chuàng)新獎(jiǎng)勵(lì)10余項(xiàng)。

四、總結(jié)

多學(xué)科交叉融合的智能網(wǎng)聯(lián)汽車應(yīng)用型人才培養(yǎng)需要突破傳統(tǒng)工程教育專業(yè)的限制?；诠こ袒?xiàng)目教學(xué)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，依托地方產(chǎn)業(yè)集群與行業(yè)需求，通過(guò)創(chuàng)新的校企合作與產(chǎn)學(xué)研一體化的工程化教學(xué)改革與探索，提高了學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。

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[5]吳中江，黃成亮.應(yīng)用型人才內(nèi)涵及應(yīng)用型本科人才培

[責(zé)任編輯：鐘嵐]

[收稿時(shí)間] 2019-03-11

[基金項(xiàng)目]教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（201801022005）;南京工程學(xué)院高等教育研究項(xiàng)目（2018YB13）;南京工程學(xué)院教學(xué)改革項(xiàng)目（JG201704）;江蘇高?！扒嗨{(lán)工程”。

[作者簡(jiǎn)介]臧利國(guó)（1986-），男，山東菏澤人，副教授，博士，主要從事車輛工程教學(xué)和研究。