彭忆强 吴涛 王意东 杨建军 徐延海 蒋珍菊

摘  要：在交通“新基建”、汽车“新四化”的趋势下，我国运载工程产业技术发展日新月异，产业对专业技术人才数量和质量的需求都日益激增。实践课程作为运载工程专业集群培养高素质人才的必要环节，其重要性日趋增加。将行业特点和专业集群优势融入到实践教学方案中，融合校内外实践教学资源和行业发展热点，可有效提升学生的专业基本能力、自主学习能力、复合创新能力和工程综合能力。该文以西华大学运载工程专业集群实施产教研育多元融合的实践教学方案为例，从教学过程设计、教学平台构建、思政元素的融入机制和教学实施方法四个方面着手，设计适合地方高校特色专业集群的实践教学方案。该方案的实施，为推动培养运载工程产业高素质人才奠定良好的基础。

关键词：运载工程；实践教学；课程思政；产教研育多元融合；教学模式

中图分类号：G640        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）05-0066-07

Abstract： With the development of "new infrastructure" for transportation system and "new four modernization" for automotive industry， the automotive and transportation industry technology develops rapidly in China. At same time， the demands for professional and technical personnel in automotive and transportation fields are increasing prominent. As a necessary part of the training of high quality talents in the automotive and transportation major group practical courses are increasingly important. Integrating the advantages of disciplines and industries into the practical teaching plan， aggregating the latest scientific research achievements and practical teaching resources from different sides， can effectively promote students' basic professional ability， independent learning ability， compound innovation ability and comprehensive engineering ability. This paper takes the automotive and transportation major group of Xihua University as an example， through the implementation of the practical teaching plan of the multi-integration of production， education， research and education， from four aspects： teaching process design， teaching platform construction， integration mechanism of ideological and political elements， and teaching implementation methods. The practical teaching plan of the characteristic professional clusters in colleges and universities has been designed. Through the implementation of this plan， a good foundation has been laid for promoting the cultivation of high-quality talents in the automotive and transportation major group.

Keyword： automotive and transportation industry; practical teaching; curriculum ideology and politics; integration of industry-education-research; teaching model

交通“新基建”、汽車“新四化”作为国家新时期的发展战略，将极大地促进我国社会经济的高质量发展。在《交通强国建设纲要》[1]和《智能汽车创新发展战略》[2]中描绘了新时代我国交通、汽车（本文统称：运载工程）产业发展的美好愿景，并对运载工程类专业人才队伍建设提出了新课题和新挑战。随着我国在运载工程领域关键技术创新研究中不断取得突破性进展，产业技术更迭频次加快，智能网联交通（人-车-路-云协同）系统复杂程度提高，新趋势、新业态对运载工程多能复合型人才的专业基本能力、自主学习能力、复合创新能力和工程综合能力（以下简称“四种能力”）都提出了更高的要求，体现如下。

智能网联技术发展对人才专业基本能力的需求。建设智能交通、智慧城市，“大数据+智能化”是发展的必然趋势，而智能网联技术是智能交通建设的重要支柱。从运载工程产业智能化转型角度来看，我国智能网联技术人才需求与人才供给严重不匹配，传统产业面临转型升级，智能网联技术人才的培养急需得到解决[3]。相比传统的运载工程类人才培养注重机械、材料、道路建设等专业知识，智能网联技术人才将转变为对车联网、软件开发、智慧交通、智能驾驶系统、数字孪生、系统集成与控制、算法与人工智能和试验测试等复合型专业知识基本能力的需求。

多维度的教学模式对人才自主学习能力的需求。现代通信技术的发展与应用为充分利用信息技术与课程资源平台结合提供了良好的契机，尤其有利于线上线下混合式的授课模式[4]。线下课堂教师与学生进行互动、交流、答疑，教师可采取翻转课堂等形式，学生从被动接收到主动思考，提供学习的主观能动性；线上课堂对知识理念进行梳理，利用线上线下各自的优势，可以形成一种最优的教学模式。而在这种模式中，强调以实践案例和实践问题为导向，从课程理论到工程实践的角度对知识的广度和深度进一步探索。对学生自主学习、主动学习能力的要求更高。

多学科的交叉融合对人才复合创新能力的需求。随着智能网联技术的发展，运载工程学科涉及的知识面越来越交叉和综合，对计算机、控制、算法、新材料等学科知识的掌握成为未来运载工程领域工程人才的重要技能。因此，运载工程产业人才培养将面临多学科交叉融合的特点，传统的运载工程专业人才的工程能力逐渐转变为复合创新能力。作为培养运载工程专门人才的高校，在面临行业转变和人才能力需求变化时，应及时修订人才培养方案和模式，促进学生复合创新能力培养。

多极化智能网联交通体系对人才工程综合能力的需求。运载工程产业进入全新智能时代，产业外延不断扩展，除传统的制造和道路建设企业外，众多为智能网联交通开发和生产提供软硬件支撑的科技公司、平台公司以及基础设施的建设与运营单位，都将成为智能网联交通产业重要的组成部分。所形成的人-车-路-云（边缘云、中心云等）协同的多级化智能网联交通体系对学生工程综合能力提出了新挑战。

西华大学运载工程专业集群由四个专业（大类）组成：车辆工程（含汽车设计制造、汽车电子和先进车载动力三个方向）、新能源汽车工程、汽车服务工程、交通运输大类（含交通运输和交通工程两个专业）。专业集群教学团队把握时代要求，将以培养“四种能力”为主线的人才培养模式深入落实到实践教学层面。

一  运载工程专业集群实践教学方案设计思路

针对运载工程产业技术发展的新趋势，以及由此产生的新业态，除了对专业人才培养的总体方案进行重构外[5]，由于工科专业实践教学占比大[6-7]，特别需要对运载工程专业集群的实践教学内容更新进行、方案进行优化再造。在教学改革过程中，团队根据运载工程产业的融合性和产业技术的快速迭代的特点，围绕地方高校“双师双能”型教师培养的难点，重点开展了产教研育多元融合的实践教学培养方案的研究创新、实践教学环境和教学资源的设备更新等工作，为解决地方高校实践教学改革探索了一种可行方案。

（一）  培养目标与实践教学方案对标

按照“工程教育专业认证体系”的要求，在充分调研的基础上，首先明确培养目标和毕业要求及其相互关系，再进行培养方案的设计[8]。通过在区域内开展新趋势下产业对运载工程专业人才工程应用能力的需求调研，进一步明确实践教学目标为：以社会、产业需求为目标导向，注重学生的工程技能及创新能力培养，使其具备满足时代发展的运载工程学科多能复合型人才的基本素质。围绕此目标，根据运载工程产业技术迭代速度快的特点，培养方案作为实践教学课程的实施依据，教学实验内容应紧跟产业技术发展现状，因此采取实践教学方案动态更新的措施，为学生奠定“四种能力”的坚实基础，同时引导学生对新技术、新发展的求知欲望。

西华大学运载工程专业集群遵照4年一周期的教学规律，持续开展培养方案更新完善工作；并且在每版培养方案实施2年后，会结合新的产业技术，对方案内容进行局部调整，以便实时增加新的相关教学内容。培养方案着重强化运载工程专业集群的专业基础知识，采用厚基础、宽口径的方式，拓宽适应性，培养学生对运载工程产业技术的全局视野和大局观，坚持开展与专业紧密结合的科创实践教学活动，彰显实践教学课程的重要性，采用虚实结合[9-10]、校企合作实训等教学方式，重点加强学生“四种能力”的培养。为此，教学团队构建了“教-学-赛-创”融合的人才培养模式（如图1所示），使实践教学贯穿4学年全过程。方案实施过程中，认知、生产实习与企业一起，基于产业新产品和新技术体系联合开展实践课程教学，提升学生对实际工程技术工作的认知度；科创实践和毕业设计结合学科竞赛或教师实际科研项目开展，确保实践内容的创新性。

（二）  立足专业特色，整合产教研多渠道实践教学资源

运载工程产业作为技术迅猛发展的新工科专业领域，实践教学团队教师需要密切关注产业技术发展，关注产业链中各种新技术的应用，整合科研、教学相关资源，构建满足产业基本需求、较为完整的实践教学课程链。为此，探索建立了“科研-教学-学习”联合体。在联合体中，把科研成果案例转化为实践教学资源、把科研任务分解为学生实践项目，鼓励学生积极参与学科竞赛或创新创业活动，以培養学生工程素养和创新能力。

教学团队充分利用校企协同育人教育教学改革机制，深化产教融合校企合作、加强产教融合平台建设、共建联合实验室或实践基地、实施“双师双能”型教师培育计划，助推建设“四川智能及新能源汽车产业学院”。充分利用现代产业学院的新机制，与企业合作大力培养“双师双能”型教师，设计基于产业新技术的实践教学方案，加强不同学习阶段各实践教学环节间的更新和衔接。同时，将校企产业协作研究引入课堂，形成从书本知识到课堂再到产业，最后又回归到知识理论的循环。学生在双师双能型教师的引导下，加深了对行业的认识，从在校期间开始培养工程素养能力，进一步激发学生学习产业领域新知识、新技术的热情。

（三）  紧跟行业技术发展，构建新型实验教学设备

近年来，随着交通强国战略的提出和汽车智能化的发展，运载工程领域的技术发展日新月异，对行业从业者的知识和能力的匹配亟需在本科人才培养和实践课程体系中提出和完善。同时，一般的专用教学设备也不能完全满足运载工程类本科专业人才培养要求。为此，结合专业集群特点，学校、学院每年投入专项经费自制开发实践教学设备。利用专项经费，实践教学团队搭建了驾驶行为安全性虚拟仿真实验平台（如图2所示），针对不同道路环境和天气，研究不同类别的驾驶人在各种驾驶操作环境下的应急反应特征、潜在危险预见能力、生理特性变化规律以及相应的眼动行为规律，通过标定出突发状态下驾驶人的感知特征，建立从交通外环境到驾驶人决策的内环境，再到驾驶人一系列应急动作行为的逻辑关系，进一步研究应急状态或交通事故情况下，事故产生的原因和驾驶人反应，探索降低交通事故伤害和减少事故发生的途径。针对交通事故具有瞬时性伤害大、难以实车实验等特点，研究开发了交通事故虚拟仿真实验软件，能对人车、车车等各类交通事故进行虚拟碰撞仿真，结合典型碰撞案例的视频资料等进行交叉验证，提高了实验的可视性，满足了相关课程实验教学需求。针对自动驾驶技术的发展，营造了智能网联及新能源汽车真实运行环境，构建了全功能智能驾驶汽车实验平台（如图3所示），让学生近距离感受摄像头、雷达、导航等传感器及车载計算平台等硬件设施，并通过自动驾驶循迹等综合实验项目让学生掌握汽车自动驾驶工作方式；利用智能驾驶模拟器，让学生乘坐感受智能驾驶汽车在虚拟环境中的驾驶体验，以达到安全教学的目的；利用自制的自动驾驶线控车辆及实验平台，让学生由内而外地了解自动驾驶汽车控制与执行原理，清晰地了解智能网联汽车内部的新型结构。

通过这一系列实验教学方法和手段的培养，学生能够掌握智能汽车的基本工作原理、结构组成及实际工作过程，毕业后从事相关工作，能够快速进入熟悉的环境，从而实现高校到企业的无缝对接。

二  产教研多元融合的实践教学平台建设

针对运载工程产业技术先进性强、技术涉及面广、实践能力需求高的特点，实践教学团队立足为地方社会经济发展培养运载工程产业多能复合型技术人才，进行了产教研融合的实践教学改革。通过对人才培养划分理论、实践和科创单元，将传统的单一实践教学项目进行单元化、模块化和产教研理论链的整合，将运载工程产业链综合实践教学环节有效融入到了课程中。所设计的实践教学方案包含产教研三种实践平台，一是以汽车工程国家级实验教学示范中心和专业实验室为基础的专业教学实践平台[11]，支撑各类课程实验；二是与区域内运载工程相关企业所建立的联合实验室为载体的产业实践教学平台，支撑专业融合实践和生产实习、毕业实习；三是以汽车测控与安全四川省重点实验室、四川省新能源汽车智能控制与仿真测试技术工程研究中心、四川汽车关键零部件协同创新中心等学科科研平台为依托而建立科创实践教学平台，为学生深入探究专业学习过程中的科学问题提供保障，为各类创新创业、学科竞赛活动奠定坚实的基础。每个平台内部的若干实践教学单元又以服务于运载工程产业链的不同阶段而设置。

（一）  专业实践教学平台

运载工程专业集群的总体培养方案的一大特点就是实践教学比重大，如大类基础课程和专业教育课程中的各类实践教学环节的学分总数约占毕业总学分的1/3。这些实践环节以专业技术链为基础，对学生由浅入深地构建系统专业知识奠定基础。

西华大学汽车工程（国家级）实验教学示范中心（如图4所示）涵盖了汽车结构与运用性能、发动机与电装、数字化仿真（四川汽车交通工程虚拟仿真实验中心）与大学生科技创新等各类教学实验室。在实践教学中，以实施国际工程教育认证核心理念为导向，为形成以注重工程技能培养的实验教学改革思路和培养学生工程素养奠定了良好的基础。

在这些教学实验室中，学生主要进行与课程内容直接相关的基础性理论实验实训，通过这类验证性实验加强学生对专业基础理论知识的掌握；同时，围绕各专业实验室，结合学生参加学科竞赛的实际，分别建设了：赛车调试子平台、发动机测试子平台、赛车加工子平台、电控及线束设计子平台和数字化设计子平台。利用这些实践性强、功能齐全的平台，学生个人或团队可开展综合性探索实验，将跨专业和学科平台的知识结合，在指导老师指导下进行综合性探索实验，提高各学科综合知识的应用能力；进一步，学生还可以通过虚拟仿真实验中心进入国家虚拟仿真实验教学课程共享平台，克服场地、设备等各类条件的限制，建立较为复杂的交通运行场景、生产实际场景，提高临场体验，加强学生对运载工具工程技术和实际运行工况的认知能力。同时，积极鼓励学生参与运载工程相关科创活动，如：大学生方程式赛车比赛、节能车大赛、智能汽车大赛、交通科技大赛等，通过科创实践培养和提升学生的工程素养，同时可培养团队合作和创新能力。

上述这种基于运载工程产业技术链发展的实践教学方案，构建了从易到难地完成从专业基础知识认知实验、综合性实验、仿真验证到创新能力培养的相关实践训练环节，符合学生进行专业技术学习的认知规律，有效地促进了学生工程综合能力和复合创新能力的培养。

（二）  产业实践教学平台

通过开展校企合作，搭建产业实践教学平台，以企业为主体培养运载工程人才，实现人才培养服务于产业发展需求的目标。在产教融合机制下，采用“引进来+走出去”的方式，与区域内骨干企业共建联合实验室、专家工作站、就业实习基地等，夯实产业实践教学平台（如图5所示）。同时，利用产业实践教学平台，积极开展专职教师技术培训，改进团队教师的教学效果和提升教学水平。相关企业以各种形式（包括人力、物力和智力等方面）支持产业实践教学平台建设，让企业的技术人员成为兼职导师，专职与兼职教师从不同的教学角度，对学生开展强化理论知识和提升实践技能培训。

图5  产业实践教学平台

利用所建设的产业实践教学平台，优化校企合作教育模式，通过优化校企合作的实践教学，给学生建立了真实的产教研环境，学生通过和校内外导师的学习来锻炼理实一体的知识融合，并进一步塑造专业素养和能力。经产业实践教学平台实训后，学生进入企业能很快成为企业的新生代骨干；而专职教师在产业实践教学平台实现了对学生的零距离教学，使教学效果倍增。随着“四川智能及新能源汽车產业学院”建设工作的推进，此类实践教学平台的规模和涉及范围会进一步扩大，所产生的效应会更加明显。

（三）  科创实践教学平台

运载工程专业集群作为典型的工科门类，以培养符合运载工程产业发展和行业需求的多能复合型人才为目标，培养学生的自主学习能力、创新能力和终身学习的学习观。因此，需要将自主创新的理念融入到运载工程专业集群的实践教学全过程。基于学校具备的各类科创研究平台，构建了与运载工程产业链密切相关的科创实践教学平台，提升学生的科研创新基本能力。

近年来，我国运载工程产业技术展现了强劲的自主创新能力，在新能源汽车、智能网联汽车、人-车-路-云协同等技术体系中的多个专业方向上取得了一些突破。西华大学运载工程专业集群所涉及的专业（或方向）分别对应了运载工程技术体系中不同的细分领域，而这些细分领域中，我国都展现了强劲的自主创新能力。因此，培养学生创新能力和工程综合能力的学科竞赛活动、参与教师的科研项目、毕业设计等实践教学环节均结合这些细分领域来开展相关工作。

西华大学汽车测控与安全四川省重点实验室是2010年由四川省科技厅于批准建立的四川省重点实验室。实验室围绕运载工程技术在西南地区复杂环境应用中的核心科学问题和关键技术开展应用基础研究，为区域内的运载工程产业提供强有力的科技及人才支撑。自建立以来，多次在年度公众开放科技活动中被评为优秀实验室，2021年被评为“四川省科技创新工作先进平台”。以汽车测控与安全四川省重点实验室、四川省新能源汽车智能控制与仿真测试技术工程研究中心、四川汽车关键零部件协同创新中心、燃料电池客车动力系统评价实验室等科研机构为核心建立了相应的科创实践教学平台，进行学生创新能力和工程综合能力的培养。科创实践平台包括运载工程专业集群所涉及的各专业，并分别代表当前区域内乃至国内运载工程技术的前沿发展方向，其中具有完全自主知识产权的氢燃料电池客车动力系统综合性能试验台处于国内先进水平。学生可以结合各种科创实验、学科竞赛活动和毕业设计来自主和双向选择平台或导师，导师结合运载工程的学科竞赛项目、教师或科研平台的科研项目等布置题目和进行课题指导。通过这些现实的产业技术类科研项目所建立的科创实践项目，学生的创新能力和综合工程素养得到有效提升。同时，可以选拔出具有科研创造力的优秀学生，为培养高层次运载工程专业技术创新人才创造条件。

三  实践教学中思政元素的融入机制

2018年9月，习总书记在全国教育大会上强调，培养新时代青年要遵循“在坚定理想信念上下功夫”“在厚植爱国主义情怀上下功夫”“在加强品德修养上下功夫”“在增长知识见识上下功夫”“在培养奋斗精神上下功夫”和“在增强综合素质上下功夫”[12]。这六个“下功夫”不仅为新时代青年人才培养工作指明了方向，也为广大教师开展课程思政建设，实现“三全育人”提供了指导思想。

针对新时代发展对运载工程多能复合型人才培养的要求，教学团队在实践教学方案中设计了兼顾专业实践知识与思政教育的教育策略，探索在教学过程中融入思政元素的方法。

在学生各类实践环节中加强思政教育，采用“润物细无声”的方式，结合实践过程的特点，注重开展职业素养和职业道德教育，让学生体会和秉持“做事先做人”的道理，在实践、实训环节体会“哪些是好的职业道德，哪些是该有的专业素养”，为今后进入社会筑牢思想防线，做好从业准备。具体的做法包括：学生参与实践环节，按照产业规定要求学生，如进实验室遵守实验室管理办法；发挥每个学生的个人作用，培养团队协作能力，形成有纪律、敢拼搏、勇于创新的实践教学氛围；在全流程的实践活动中，注重学生科研能力和创新能力培养，实践活动涵盖试验方案设计、台架搭建、试验执行、过程问题解决、数据整理、论文和报告的撰写等一系列环节，每个环节都涉及学生的动手能力和思考能力训练；强调在实践、实训指导过程中让学生体会科研实战的要求，树立“从实践中学习，在实践中成长”的观念，培养学生勇于探索享受发现未知的乐趣，使学生能深刻体会“知行结合、勇于创新”的理念，为形成良好的职业道德和职业伦理打下坚实的基础。

通过在实践环节的各层面融入思政教育策略，可以“润物无声”地完成课程思政，产生更好的协同育人效果。

四  实践教学方案的实施及效果

为将专业人才培养与行业紧密结合，在运载工程专业集群实践教学计划的设计和实施过程中，教学团队坚持运载工程人才培养方案四年一大改、两年一调整的动态更新机制，立足专业集群特色，整合现代化的行业和专业教学资源，结合学科平台和实验室科研项目创新实验教学设备和手段，成功构建了运载工程专业集群三大实践平台：专业实践教学平台、产业实践教学平台和科创实践教学平台。三种类型的实践平台所涉及的实践教学环节贯穿了学生大学四年学习的全过程，对学生“四种能力”的培养起到了积极的作用。

西华大学运载工程专业集群实验教学团队以国际工程教育专业认证为基础，以培养学生“四种能力”为导向，扎实推进实践教学方案的设计和实施工作。在此过程中，建立了以学生为中心，以产学合作实践平台为载体，以培养综合素质和创新能力为导向的实验实践课程成绩评价机制。综合实验课程指导教师、实践项目指导教师、校外联合指导教师评价意见以及学生自评等进行学生实践能力达成度计算，并根据收集到的意见反馈对实践教学质量进行评价，对反馈信息进行持续跟进，对实践教学环节进行动态调整，保证实践教学质量的稳步推进。实验教学团队在某年的工作中，共针对39门课程，开设198项实验项目，接纳本科生5 377人次，开设实验达62 896人时；同时，实验教学团队还指导各种大学生竞赛项目等开放性实验800多人次，15 000多人时，一批教师成长为合格的“双师双能”型教师。

通过上述实践教学方案的实施，学生在三大实践教学平台中能找到适合自身发展的实验条件和导师，能尽早进入运载工程相关专业的理论学习、动手实践再到探究学习的工程实践教学链条，在实践中学习产业新技术，并进一步激发学生参与到产业技术创新活动的内生动力。实践教学活动贯穿学生的四年本科教学环节，学生积极申报校、省、国家各级科创项目，参与学科竞赛的学科进一步交叉和扩大，参与人数和参与度逐年上升。近年来，学生在运载工程类的大学生方程式赛车比赛、节能车大赛、智能汽车大赛、交通科技大赛等高水平比赛中，获得各级奖项130余项，参与学科竞赛的学生人数覆盖运载工程专业集群学生在校生比例超过70%。所建立的学科竞赛平台作为典型案例，被收入到《中国大学生方程式汽车大赛与汽车大学生培养研究》中[13]。一些科技创新与工程实践能力强的毕业生在我国汽车行业核心岗位上持续发挥攻坚作用：2017年在校生获得第44届世界技能大赛“汽车技术”项目的银牌[14]，实现了中国在这个赛项上奖牌零的突破，受到李克强同志的亲切接见；优秀毕业生担任某上市公司产品经理，带领团队进行了卓有成效的技术研发，获2020年四川省劳动模范称号[15]。这些经过产教研育多元融合的运载工程类专业集群实践教学方案培养的毕业生已经成为运载工程产业技术发展的重要力量，西华大学汽车与交通学院被他们称为“民族汽车中国梦开始的地方”。

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