车辆工程本科专业课程设计的改革与创新
廖爱华 方宇 师蔚 邢彦峰 刘新田
[摘 要]课程设计是实践教学内容的重要组成部分，是综合一门或多门课程知识的实践性环节，也是培养创新型和应用型人才的重要教学环节。以车辆专业本科生课程设计为例，阐述了课程设计的安排及相关要求，系统分析了课程设计的选题、指导、教学目标以及实践平台等环节的实施，提出了在课程设计内容和指导教师培养的具体措施，对提高车辆工程专业课程设计质量具有一定的参考价值。
[关键词]车辆工程；课程设计；教学改革；创新
[中图分类号] G521 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）07-0122-02
一、引言
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》明确提出，高校在人才培养上要坚持“德育为先，能力为重，全面发展”的要求，旨在培养一大批适应经济社会发展需要的高素质各类型工程人才。上海市高等教育改革和发展“十二五”规划”也指出以培养学生的工程实践能力和创新能力为核心，形成与经济社会发展互动、适应人的个性和全面发展需求的创新人才培养体系。实践教学是培养学生实践知识、实践能力、综合素质、创新能力的重要综合性训练环节，课程设计则是实践教学内容的重要组成部分，是综合一门或多门课程知识的实践性环节，也是培养创新型和应用型人才的重要教学环节。[1] [2] [3]
二、车辆工程专业课程设计的实施现状
课程设计是车辆工程专业本科生继专业基础课、专业课之后重要的理论和实践综合设计环节。这个教学环节有着很强的综合性和实践性，对培养学生的专业工作能力、综合运用知识能力、创造能力有很大益处，也可为进入更高层次的毕业设计打下基础。因此，担负培养能力作用的课程设计教学环节非常重要。目前，车辆工程专业课程设计在选题、实施过程和实施场所方面存在如下问题。
（一）课程设计选题
选题陈旧，理论性题目偏多，脱离了培养目标，不能反映本学科的最新进展。在课程设计选题时，大部分高校仍然实行约束性选题方式，先由指导教师拟定几个题目，再由学生在此范围内选择。这种选题缺乏创新，选用课题多为模拟课题，假题假做，即便选用生产课题也存在真题假做现象。
（二）课程设计实施过程
实施过程主要以教师指导为主，重实现、轻分析。缺乏与轨道交通企业深度合作，无法将企业需求的专业和技能要求融入课程设计教学过程中；缺乏对学生进行新知识的传授和学习、缺乏对学生进行提高实践设计能力的主动性；缺少向学生介绍和选用企业生产实践中前沿的、实际的、最新的设计软件或设计手段；缺乏工程观点和工程设计规范的指导。
（三）课程设计实施平台
实施平台多在校内，无法充分利用学校和企业、科研单位等多种不同的教育环境和教育资源，以及在人才培养方面各自的优势，把课程设计与直接获得实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机地结合；也较少利用校内外实践场地，模拟各种项目设计、研发环境，为学生课程设计提供较为真实的模拟环境。
三、车辆工程本科专业课程设计的改革与创新
上海工程技术大学车辆工程专业现有汽车工程和城市轨道交通车辆工程两个专业方向，分别隶属于汽车工程学院和城市轨道交通学院，车辆工程专业是本校重点发展的专业之一。车辆工程专业近年来持续获得一系列专业建设标志性成果，为车辆工程专业办学和发展提供了有力地支撑，并在课程设计方面进行了相应的改革与创新。[4] [5] [6]
（一）建立校企双导师制
为适应我国社会、经济和工程技术发展对高级工程技术人才的需求，上海工程技术大学树立了以面向生产一线培养优秀人才的办学宗旨和建设现代化特色大学的办学理念，树立“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程教育思想，全力培养工程技术人才。在这一办学背景下，学校与上汽集团、上海交运集团、上海申通地铁建立产学研战略合作联盟，开展全方位深入合作，共同联合培养车辆工程专业应用型技术人才。
以城市轨道交通车辆工程方向为例，上海工程技术大学与上海申通地铁集团有限公司合作办学实体为基础，企业提供必要的资金、师资、产学研基地，为教学实施、教师挂职锻炼、科研和学生实习、实训与就业提供支持。基于这种校企战略联盟的办学机制，建立双导师制，每年聘请相当一部分上海申通地铁及其他地铁公司高级专业技术人员担任课程设计企业指导的企业导师。选题由学校导师、企业导师、学生三方共同协商确定，学校导师把握学科要求，企业导师考虑企业实际情况和需要，同时结合学生的专业兴趣及实习内容，使学生课程设计选题不再不切实际、内容空洞和结论无用，以满足课程设计内容设计性及创新性的需要，从而切实提高课程设计的质量。
（二）面向车辆工程关键技术，搭建了校内实践教学平台
车辆工程专业通过以专业教师为主体，聘请该领域的技术专家及工程师共同开发的形式，构建了与车辆关键技术相关的校内实践新平台。
1.汽车工程方向：汽车悬架实验室、汽车变速器拆装实验室、汽车发动机拆装实验室、在用车性能检测实验室等。实践平台丰富的汽车产品实物，各种为培养学生基础工程能力而专门设计制作，贴近实际的实验、实训装备，不仅为学生了解和熟悉汽车提供了真实的构件，而且也为基础工程能力的培养创造了坚实的物质条件和训练环境。
2.城市轨道交通车辆工程方向：城市轨道交通列车结构实验室、虚拟仪器联合实验室、城市轨道交通车辆制动综合实验室、城市轨道交通车辆电力牵引与控制示教实验室等相关实验室。拥有城市轨道车辆模拟驾驶台、ATC仿真系统、液压减振器试验台等设备。在此基础上，完成了城市轨道交通车辆电力牵引与控制综合实验、城市轨道交通车辆制动技术综合实验、城市轨道交通车辆现代检测技术综合实验、城市轨道交通列车模拟驾驶和故障诊断综合实验及其创新实验的开发，强化了学生实践能力及创新能力的培养，为开展课程设计提供了较好的前期基础和实践条件。
（三）教学手段多元化
1.软件仿真。学生在完成车辆机械、电气系统的初步设计方案以后，先进行软件仿真，验证所设计方案的结构、逻辑功能，修改方案设计中的原理性错误，然后再进行硬件的安装调试。这样让学生开展车辆工程关键部件的创新性设计，可以培养学生工程设计的创新理念。同时，这也可以培养学生具备车辆结构及其辅助检测、检修设备设计制造的整体理念，为学生综合素质的全面提高及增强工作适应能力打下坚实的基础。
2.结构原理图和电路图的绘制。根据车辆机械、电气系统的设计流程，在进行产品的加工制造之前，首先要给出设计的结构原理图和电路图。因此，在设计过程中，要求学生使用绘图软件绘制出设计方案的结构原理图和电路图，使课程设计的教学内容更接近工程实践。
3.从整体到局部的设计原则。开始时，根据功能和设计要求提出课程设计的总任务，分别并绘制结构、硬件和软件总框图，然后将总任务分解成一批可以独立表征的子任务，这些子任务再向下分，直到每个低级的子任务足够的简单，可以直接而且容易实现为止。这些低级子任务可用模块化的方法来实现，有些子任务可以采用某些通用化的模块（模件）来实现。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 刘莹，祝学云，范文.检测技术课程设计型实验系统研制[J].实验技术与管理，2015（6）：137-138，145.
[2] 孙跃东，廖欢，周萍，孙涛.汽车课程设计的教学改革和实践[J].实验室研究与探索，2013（10）：347-349.
[3] 杨丽曼，沈东凯.机械电子专业课程设计的教学改革[J].实验室研究与探索，2012（8）：117-120.
[4] 廖爱华，郑树彬，师蔚，等.城市轨道交通车辆工程专业的教学研究与探索[J].大学教育，2015（5）：149-150.
[5] 师蔚，廖爱华，宋瑞刚.城市轨道车辆工程专业校外实习问题及解决方案探讨[J].大学教育，2015（10）：163-165.
[6] 师蔚，文永蓬，廖爱华.城市轨道车辆电力牵引与控制课程教学改革实践[J].中国电力教育，2014（12）：101-102.
[责任编辑：陈 明]
[摘 要]课程设计是实践教学内容的重要组成部分，是综合一门或多门课程知识的实践性环节，也是培养创新型和应用型人才的重要教学环节。以车辆专业本科生课程设计为例，阐述了课程设计的安排及相关要求，系统分析了课程设计的选题、指导、教学目标以及实践平台等环节的实施，提出了在课程设计内容和指导教师培养的具体措施，对提高车辆工程专业课程设计质量具有一定的参考价值。
[关键词]车辆工程；课程设计；教学改革；创新
[中图分类号] G521 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）07-0122-02
一、引言
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》明确提出，高校在人才培养上要坚持“德育为先，能力为重，全面发展”的要求，旨在培养一大批适应经济社会发展需要的高素质各类型工程人才。上海市高等教育改革和发展“十二五”规划”也指出以培养学生的工程实践能力和创新能力为核心，形成与经济社会发展互动、适应人的个性和全面发展需求的创新人才培养体系。实践教学是培养学生实践知识、实践能力、综合素质、创新能力的重要综合性训练环节，课程设计则是实践教学内容的重要组成部分，是综合一门或多门课程知识的实践性环节，也是培养创新型和应用型人才的重要教学环节。[1] [2] [3]
二、车辆工程专业课程设计的实施现状
课程设计是车辆工程专业本科生继专业基础课、专业课之后重要的理论和实践综合设计环节。这个教学环节有着很强的综合性和实践性，对培养学生的专业工作能力、综合运用知识能力、创造能力有很大益处，也可为进入更高层次的毕业设计打下基础。因此，担负培养能力作用的课程设计教学环节非常重要。目前，车辆工程专业课程设计在选题、实施过程和实施场所方面存在如下问题。
（一）课程设计选题
选题陈旧，理论性题目偏多，脱离了培养目标，不能反映本学科的最新进展。在课程设计选题时，大部分高校仍然实行约束性选题方式，先由指导教师拟定几个题目，再由学生在此范围内选择。这种选题缺乏创新，选用课题多为模拟课题，假题假做，即便选用生产课题也存在真题假做现象。
（二）课程设计实施过程
实施过程主要以教师指导为主，重实现、轻分析。缺乏与轨道交通企业深度合作，无法将企业需求的专业和技能要求融入课程设计教学过程中；缺乏对学生进行新知识的传授和学习、缺乏对学生进行提高实践设计能力的主动性；缺少向学生介绍和选用企业生产实践中前沿的、实际的、最新的设计软件或设计手段；缺乏工程观点和工程设计规范的指导。
（三）课程设计实施平台
实施平台多在校内，无法充分利用学校和企业、科研单位等多种不同的教育环境和教育资源，以及在人才培养方面各自的优势，把课程设计与直接获得实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机地结合；也较少利用校内外实践场地，模拟各种项目设计、研发环境，为学生课程设计提供较为真实的模拟环境。
三、车辆工程本科专业课程设计的改革与创新
上海工程技术大学车辆工程专业现有汽车工程和城市轨道交通车辆工程两个专业方向，分别隶属于汽车工程学院和城市轨道交通学院，车辆工程专业是本校重点发展的专业之一。车辆工程专业近年来持续获得一系列专业建设标志性成果，为车辆工程专业办学和发展提供了有力地支撑，并在课程设计方面进行了相应的改革与创新。[4] [5] [6]
（一）建立校企双导师制
为适应我国社会、经济和工程技术发展对高级工程技术人才的需求，上海工程技术大学树立了以面向生产一线培养优秀人才的办学宗旨和建设现代化特色大学的办学理念，树立“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程教育思想，全力培养工程技术人才。在这一办学背景下，学校与上汽集团、上海交运集团、上海申通地铁建立产学研战略合作联盟，开展全方位深入合作，共同联合培养车辆工程专业应用型技术人才。
以城市轨道交通车辆工程方向为例，上海工程技术大学与上海申通地铁集团有限公司合作办学实体为基础，企业提供必要的资金、师资、产学研基地，为教学实施、教师挂职锻炼、科研和学生实习、实训与就业提供支持。基于这种校企战略联盟的办学机制，建立双导师制，每年聘请相当一部分上海申通地铁及其他地铁公司高级专业技术人员担任课程设计企业指导的企业导师。选题由学校导师、企业导师、学生三方共同协商确定，学校导师把握学科要求，企业导师考虑企业实际情况和需要，同时结合学生的专业兴趣及实习内容，使学生课程设计选题不再不切实际、内容空洞和结论无用，以满足课程设计内容设计性及创新性的需要，从而切实提高课程设计的质量。
（二）面向车辆工程关键技术，搭建了校内实践教学平台
车辆工程专业通过以专业教师为主体，聘请该领域的技术专家及工程师共同开发的形式，构建了与车辆关键技术相关的校内实践新平台。
1.汽车工程方向：汽车悬架实验室、汽车变速器拆装实验室、汽车发动机拆装实验室、在用车性能检测实验室等。实践平台丰富的汽车产品实物，各种为培养学生基础工程能力而专门设计制作，贴近实际的实验、实训装备，不仅为学生了解和熟悉汽车提供了真实的构件，而且也为基础工程能力的培养创造了坚实的物质条件和训练环境。
2.城市轨道交通车辆工程方向：城市轨道交通列车结构实验室、虚拟仪器联合实验室、城市轨道交通车辆制动综合实验室、城市轨道交通车辆电力牵引与控制示教实验室等相关实验室。拥有城市轨道车辆模拟驾驶台、ATC仿真系统、液压减振器试验台等设备。在此基础上，完成了城市轨道交通车辆电力牵引与控制综合实验、城市轨道交通车辆制动技术综合实验、城市轨道交通车辆现代检测技术综合实验、城市轨道交通列车模拟驾驶和故障诊断综合实验及其创新实验的开发，强化了学生实践能力及创新能力的培养，为开展课程设计提供了较好的前期基础和实践条件。
（三）教学手段多元化
1.软件仿真。学生在完成车辆机械、电气系统的初步设计方案以后，先进行软件仿真，验证所设计方案的结构、逻辑功能，修改方案设计中的原理性错误，然后再进行硬件的安装调试。这样让学生开展车辆工程关键部件的创新性设计，可以培养学生工程设计的创新理念。同时，这也可以培养学生具备车辆结构及其辅助检测、检修设备设计制造的整体理念，为学生综合素质的全面提高及增强工作适应能力打下坚实的基础。
2.结构原理图和电路图的绘制。根据车辆机械、电气系统的设计流程，在进行产品的加工制造之前，首先要给出设计的结构原理图和电路图。因此，在设计过程中，要求学生使用绘图软件绘制出设计方案的结构原理图和电路图，使课程设计的教学内容更接近工程实践。
3.从整体到局部的设计原则。开始时，根据功能和设计要求提出课程设计的总任务，分别并绘制结构、硬件和软件总框图，然后将总任务分解成一批可以独立表征的子任务，这些子任务再向下分，直到每个低级的子任务足够的简单，可以直接而且容易实现为止。这些低级子任务可用模块化的方法来实现，有些子任务可以采用某些通用化的模块（模件）来实现。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 刘莹，祝学云，范文.检测技术课程设计型实验系统研制[J].实验技术与管理，2015（6）：137-138，145.
[2] 孙跃东，廖欢，周萍，孙涛.汽车课程设计的教学改革和实践[J].实验室研究与探索，2013（10）：347-349.
[3] 杨丽曼，沈东凯.机械电子专业课程设计的教学改革[J].实验室研究与探索，2012（8）：117-120.
[4] 廖爱华，郑树彬，师蔚，等.城市轨道交通车辆工程专业的教学研究与探索[J].大学教育，2015（5）：149-150.
[5] 师蔚，廖爱华，宋瑞刚.城市轨道车辆工程专业校外实习问题及解决方案探讨[J].大学教育，2015（10）：163-165.
[6] 师蔚，文永蓬，廖爱华.城市轨道车辆电力牵引与控制课程教学改革实践[J].中国电力教育，2014（12）：101-102.
[责任编辑：陈 明]
