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摘 要:汽车产业在不断进行新旧动能转换和转型升级,对专业人才的需求也发生诸多变化,这就要求高校培养的人才以产业需求为牵引,快速适应产业发展。文章以 OBE 理念为依托,从人才培养机制、课程体系建设、师资队伍培养及工程实践平台的拓展等方面对车辆工程专业产教融合培养模式进行了探索与实践,真正提高学生解决复杂工程问题的能力,对于全面提高车辆工程专业学生的工程能力具有重要的促进作用。
关键词:OBE;产教融合;培养模式;实践
本文引用格式:游彩霞,等 . 基于 OBE 的车辆工程专业产教融合培养模式探索与实践——以武汉科技大学车辆工程专业为例 [J]. 教育现代化 ,2020,7(34):45-48.
Exploration and Practice of Production Education Integration Training Mode of Vehicle Engineering Specialty Based on OBE
--Taking Vehicle Engineering Major of Wuhan University of Science and Technology as an Example
YOU Cai-xia,YAN Yun-bing,HU Li ,GUO Jian-zhong
(School of Automobile and Traffic Engineering of Wuhan University of Science and Technology, Wuhan Hubei)
Abstract: The automobile industry is constantly changing from the old to the new, transforming and upgrading, and there are many changes in the demand for professional talents, which requires the talents trained in Colleges and universities to adapt to the industrial development quickly. Based on the concept of OBE, this paper explores and practices the mode of integration of production and teaching in vehicle engineering from the aspects of talent training mechanism, curriculum system construction, teacher training and engineering practice platform expansion, so as to truly improve students’ ability to solve complex engineering problems, which plays an important role in promoting the overall improvement of engineering ability of vehicle engineering students.
Key words: OBE; Integration of industry and education; Training mode; Practice
一引言
OBE(成果导向教育)在美国教育界是一个十分流行的术语。美国学者斯派帝把 OBE 定义为“清晰地聚焦和组织教育系统,使之围绕确保学生获得在未来生活中获得实质性成功的经验。”传统的工程教育是学科导向,教育模式倾向于解决确定的、封闭的问题,知识结构强调学科知识体系的系统性和完备性 [1-3]。成果导向的工程教育是目标导向,它遵循的是反向设计原则,其“反向”是相对于传统工程教育的“正向”而言的。反向设计是从需求(包括内部需求和外部需求)开始,由需求决定培养目标, 再由培养目标决定毕业要求,再由毕业要求决定课程体系。
二 传统车辆工程专业人才培养存在的问题
传统车辆工程专业对人才的培养目标,即是培养适应社会经济发展需要和行业发展需求,德、智、体、美全面发展,具备扎实的自然科学、机械工程基础理论、车辆工程专门知识,具有较强的工程实践能力,具有一定创新创业精神和国际视野,能在车辆工程及相关领域从事产品设计、生产制造、系统集成、测试实验等工作的高素质应用型人才 [4-6]。随着汽车轻量化、低碳化、电动化、网联化、共享化等技术的发展,对人才的需求也在发生着诸多变化,传统车辆工程专业人才培养存在的问题也就不可避免。
1.在汽车产业转型升级背景下,车辆工程专业教育需要切实回归工程。自 2016 年我国成为《华盛顿协议》正式会员以来,工程教育认证越来越受到我国高校的空前重视,战略性新兴产业的发展迫切需要工程能力与适应能力更强的技术人才,如何培养新能源汽车产业人才的工程实践能力显得尤为突出。
2.与传统汽车技术相比,新能源汽车产业要求从业者掌握电池、电机、电控及结构轻量化等新的关键技术和更多学科的专业知识,车辆工程专业的发展必须以产业转型升级需求为导向进行人才培养, 传统车辆工程专业人才培养体系难以满足这一要求。
3.产教融合是现阶段提高新能源汽车人才工程能力的重要模式和途径,但产教融合培养人才过程中需要解决产业界与高校教育的利益关系、人才培养目标及长效机制等问题,如何实现产教共赢、企校协同育人,实现人才培养社会效益的最大化是摆在国内高校教育者面前的难题。
4.专业人才定位与目标领域的职业需求不一致。新能源汽车产业和技术的发展对人才的知识、工程能力等方面提出了新的要求。传统车辆工程专业培养计划制定时,对于综合性较强的专业课程的设置存在一定的局限性。新能源汽车产业对专业人才知识领域的要求除了传统理论知识外还涉及到电子技术、人工智能、网络技术以及心理学等方面,这就要求车辆工程专业在人才培养定位时进行反思。
三 车辆工程专业产教融合培养模式的实践
(一) 产教融合体系与机制的构建
1.基于 OBE 理念的项目驱动教学机制建立
实施以工程能力为导向、新能源汽车为核心的项目驱动教学机制,融合校企优势,侧重培养学生的工程实践能力。针对人才培养目标,设置相应的训练项目和课题,真题真做,进一步加深学生对专业知识的理解,训练学生解决新能源汽车复杂工程问题的实际能力,培养学生的团队协作及多学科融合素质 [7-10]。
项目驱动教学机制涉及的项目类型,主要来源于三个部分:一部分来源于产教融合课程教师团队根据课程特色设计的课题;一部分来源于新能源汽车相关企业实际工程问题;还有一部分来源于学生的创新创业实践活动。
实践实训项目的实施,由 5 年及以上的工程经验或企业工作经历的校内专业教师或校内、企业双导师具体指导,强调工程经历。实施项目驱动教学过程中,鼓励学生能够像专业工程师一样探索性、创新性地解决真实工程问题,通过问题识别与表述、问题分析与探究、问题解决,培养工程专业毕业生具备专业素质和解决复杂工程问题的能力。实施重点在于通过工程角色模拟、工程构思设计、工程实践演练激发学生的专业素养、操作技术、实践能力。
在项目考核方面,所有项目强调真实的专业性实践,每个项目都必须制作出解决方案工程模型, 并提交专业的工程报告。考核重点突出学生项目完成结果的不确定性和复杂性。
2.反映新能源汽车产业转型升级需求的实践实训项目内容设计
在实践实训项目设置上,注重新能源汽车特有技术与现代设计技术融合。新能源汽车分为纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车及代用燃料汽车等类型。不同类型的新能源汽车,都有其特有的技术。如电动汽车特有技术包括电池管理系统(含电池荷电状态估计、热管理及安全等技术)、动力及传动系统匹配技术、能量分配技术、电动汽车结构轻量化技术、制动能量回馈技术、燃料电池组及其匹配技术等,代用燃料汽车特有技术包括发动机对燃料的适应性、特有的燃料供给系统等技术。这些新能源汽车的特有技术如何与现代设计技术有机融合,是学生掌握新能源汽车知识必须解决的问题。
根据知识学习规律,新能源汽车产业班在大一要学习汽车工程导论课程,该课程让学生了解新能源汽车有哪些特有技术,要学习哪些现代设计技术, 明确学习的方向。在大二、大三学习电路分析基础、电机拖动技术、自动控制原理等基础课程,为后续新能源汽车技术的学习打下基础。在大三、大四阶段, 学生逐步学习汽车振动学、现代汽车设计方法、汽车 CAD/CAE、汽车建模与仿真等课程,开始接触到汽车的现代设计技术。这些技术如何与新能源汽车特有技术融合,在哪些课程里进行讲授,是学生提升解决复杂问题能力的关键。为此,课程体系中的动力电池技术、新能源汽车原理与应用等理论课和新能源汽车课程设计、生产实习、毕业实习、毕业设计等实践课程重点解决融合的问题。
学生在学完理论知识之后,基本掌握了将现代设计方法融入新能源汽车特有技术的方法,如何灵活应用还需要实践环节来检验。新能源汽车原理课程设计等实践课程要求学生在 2 周内完成某型新能源汽车的动力系统匹配,并进行总布置设计。在设计过程中,学生逐步学会在新能源汽车设计中融合逆向工程、有限元分析、轻量化设计等现代设计方法。通过参加三维数字设计大赛、交通科技大赛,大学生 FSC 大赛等大学生科技创新活动,学生融合知识, 解决工程实践问题的能力和创新能力得到最大程度的发挥。
3.项目驱动的校企双导师制实施
在新能源汽车产业人才培养过程中,根据实践实训驱动项目,建立了校内专业教师和校外企业导师并重的双导师制。根据学生的兴趣和特长、产教融合课程的特点,结合具体的工程实际问题,以实际工程项目的形式,给学生设定不同学习阶段的学习和实践目标,使学生在专业教师和企业导师的带领下开展基于项目的学习。通过完成项目的工程解决方案、工程模型来提高学生的工程实践能力。
图 1 项目驱动的双导师制
(二) 产教融合课程群设置
在课程体系中,选择新能源汽车技术突出的理论课程和实践课程作为产教融合特色课程,在师资队伍配置、教学方式方法、考核评价机制、实践实训模式等方面不同于其他普通课程。
设置的产教融合课程群,分理论课程模块和实践实训课程模块。理论课程模块包括《单片机接口技术》、《新能源汽车原理与应用》、《动力电池技术》及《电机拖动基础》等;实践实训课程模块包括《汽车创新实践》、《新能源汽车原理与应用课程设计》、《电气电子工艺实习》、工程训练、认识实习、生产实习、毕业实习及毕业设计等。
(三) 专业师资队伍“产业化”
本专业现有专职教师中有 40.6% 有企业工作经历、53% 主持过企业横向项目、100% 参与过企业横向项目。学院要求青年教师去企业锻炼,鼓励教师走进企业,参与到行业研究一线,制定了签订横向项目的鼓励制度,从研究用房、研究设备购置、研究生名额分配等多方面政策倾斜。
同时,在新能源汽车产业人才培养过程中,根据实践实训驱动项目,建立了校内专业教师和校外企业导师并重的双导师制。本专业除现有校内专任教师外,另聘有 15 名有丰富工作经验、多学缘结构的企业导师作为兼职教师,根据学生的兴趣和特长、产教融合课程的特点,结合具体的工程实际问题, 以实际工程项目的形式,给学生设定不同学习阶段的学习和实践目标,使学生在专业教师和企业导师的带领下开展基于项目的学习。企业导师全面参与到培养目标、毕业要求、课程体系的制定以及实践体系设置等环节中,且在实习、课程设计、毕业设计甚至专业课程等自己熟悉的领域亲自指导或提出合理化建议。
师资队伍的“专 + 兼”融合,为产教融合提供了必要保障。
(四) 工程能力导向、产教融合的实习基地建设
实习基地建设是实践教学的根本保证。让学生参与企业的设计、生产、测试的全过程,了解企业文化、企业需求以及设计、生产过程的技术与管理信息;建立所学理论知识与生产实践间的良性互动关系,用理论指导实践,以实践促进理论学习;培养学生综合工程能力、团队合作能力以及良好的职业素养。
学院与与业界一流的公司进行了深入合作,建立了武汉科技大学 - 武汉保华显示科技有限公司人才培养示范基地、武汉科技大学 - 天津智能网联联合实验室等。人才培养得到很好的锻炼,受到了用人单位的好评。建立扬子江汽车集团有限公司、武汉市汉福专用车有限公司、武汉光庭信息技术股份有限公司等为代表的校企深度合作新能源汽车实践基地,校企双导师各负其责,充分发挥企业优势, 开设独具特色的企业课堂和企业实践课程,学生毕业设计与企业项目紧密联系,学生实习、设计在企业一条龙完成,受训学生实践能力得到有效提高。
(五) 结合新能源汽车行业调研,依据新能源汽车产业对人才需求的特点,对照工程教育认证标准和国家本科专业教学质量标准,制定车辆工程专业人才培养新目标
武汉科技大学 2019 级车辆工程专业人才培养目标如下:本专业培养能适应社会经济建设需要,在德、智、体、美、劳全面发展,具有一定的文化素养和良好的社会责任感,具备机械工程、车辆工程、信息科学与电子技术等方面的专门知识,基础理论厚实、知识结构合理、适应能力强、富有创新创业精神、学习能力和实践能力,在新能源汽车设计、制造、应用及管理领域有竞争优势,能在汽车、新能源、机械工程等领域从事产品开发、制造、试验、技术运用与管理等工作的,具有国际视野的高素质应用型人才。
四 产教融合培养模式的特色与创新
武汉科技大学车辆工程专业在成果导向教育理念的基础上,对专业传统人才培养模式存在的问题进行分析和思考,针对汽车产业转型升级环境下人才培养机制、课程体系建设、师资队伍培养及工程实践平台的拓展等方面进行了探索,实践证明:学生理论联系实际的能力明显提升,解决工程实践问题的能力和创新能力得到最大程度的发挥。产教融合培养模式的创新点和特色如下。

1.提出了“能力驱动,需求导向,产教融合” 人才培养理念,构建了“工程能力导向、产业需求导向” 的新能源汽车产业产教融合人才培养体系, 对新能源汽车产业高素质人才培养做了有益的探索。
2.建立了以“校企双导师制”为特色、以“能力提升实训项目”为依托、以 新能源汽车特有技术与现代设计技术融合为内核的产教融合培养机制, 对学生工程能力的提升提供了有益的示范途径。
3.创新工程实践平台,对学生了解产业需求, 扩大产业视野,培养创新精神和团队能力发挥了重要作用。
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