英国伯明翰大学车辆工程专业课程设置分析

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  [摘 要]针对英国伯明翰大学车辆工程专业,讲述其专业人才培养目的和培养方式,并分析了英国伯明翰大学车辆工程专业具体的课程设置。英国伯明翰大学车辆工程专业课程设置的总体目标是避免知识的碎片化,在教学当中能充分调动学生的学习主动性,并且在课堂教学、课程设计和毕业设计当中与企业保持紧密的联系。研究能为我们车辆工程专业的人才培养提供一定的借鉴。
  [关键词]伯明翰大学;车辆工程;课程设置
  [中图分类号] G64 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2017)12-0193-03
  ○、引言
  当今中国,汽车产业快速发展。对高校而言,积极探索如何培养应用型技术人才、如何与企业需求以及市场对接、如何服务于社会经济发展的新型教学模式,成为当下高校特别是应用型高校培养车辆专业人才的当务之急。就此,有高校采取“3+1”的人才培养模式,即前三年在本校学习理论知识,第四年学生到企业实习,并完成毕业设计[1];有高校基于“为产业服务,以学生为本”的教育理念,构建了“亲产业”的专业建设体系,实现车辆工程人才培养与产业需求的“无缝衔接”[2];有高校通过产学研协同创新这一新的人才培养教育模式来增强车辆工程专业学生的工程实践能力和创新能力[3];有高校采用多样化的教学和课程评价形式,实现产教融合,达到培养“企业预备队”的目的[4];也有高校基于“大工程观”的教育理念,对车辆工程专业的人才培养进行了探索。[5]有教师对国外大学车辆工程专业的人才培养进行了研究,发现国外大学注重学生综合素质的培养、紧密结合企业与社会需求,其人才培养服务体系比较完善。[6]
  本文主要针对英国伯明翰大学工程学院机械工程系车辆工程专业的课程设置进行分析。笔者2016年在英国伯明翰大学工程学院的机械工程系进行了为期一年的访学,访学期间笔者走进課堂与车辆工程专业的学生一起听课,并与当地学生和中国留学生进行了交流,从中了解到关于英国伯明翰大学车辆工程专业的课程设置和教师的上课情况,并对照伯其车辆工程专业的课表进行了研读。本文的写作目的是让大家对英国伯明翰大学车辆工程专业的课程设置有一定的了解,并为我们车辆工程专业的人才培养提供一定的借鉴。
  一、英国伯明翰大学车辆工程专业课程设置
  英国伯明翰大学由五个学部组成,分别是艺术和法律学部、医学和牙科科学学部、生命和环境科学学部、工程和物理科学学部以及社会科学学部,其中机械工程系属于工程和物理科学学部下面的工程学院。工程学院是在2015年年底的时候由土木学院、电子电气和系统工程学院以及机械工程学院合并而成的,其目的就是创造多学科交融和充满生气的学习科研环境。
  (一)英国伯明翰大学车辆工程专业总体介绍
  英国伯明翰大学车辆工程专业本科学制是三年,学生三年能拿到学士学位,如果再加一年学习就可以拿到硕士学位。英国伯明翰大学车辆工程专业目的是培养学生的创新能力,培养学生具有较强的解决问题和发表成果的能力。其车辆工程专业的课程设置主要是为了满足现代工业对人才培养的需求,其培养的毕业生具有优良的人品以及良好的专业素质。学生在学习过程中,要学习怎样从像石油、风能和氢能中获取能量,并把它转变成像汽车、工业机器人和微型泵这样的机器所需的运动。学生在产品设计中需要考虑到单个零部件的强度、设计效果和对环境的影响,以及所采用的方法是否对设计的产品有利。在学习的最后阶段,学校会从工业领域和学术领域来培养学生的专业综合能力。上面所说的学生学习项目被设计成一个课程模块,该模块包括机械工程的核心课程,这些课程能逐步提高学生们解决问题的能力。车辆专业的学生也有机会加入英国伯明翰大学赛车队,这是英国伯明翰大学的大学生方程式赛车队,可以参加全世界大学生方程式赛车的比赛。
  英国伯明翰大学车辆工程专业头两年的课程都是整个机械系学生要学的公共课程。在第一年,通过专家评审可以增加开设与现代生产和生活密切相关的比较灵活的教学活动。这些教学都是以必需的工程理论为基础,能让学生更好地了解当代社会行为,开阔学生的视野,激发学生的学习兴趣,以便让学生更好地面对社会竞争。第一年的课程设置包括土木工程、机械工程以及电子电气和系统工程等跨学科的知识。在本科学习阶段的最后一年,学生们利用以前学到的工程方面的理论知识来探索像动力传动和车辆工程这种高级工程领域的问题。在最后一年的学习当中,学生还需要和机械工程研究中心的工程师们一起工作,从事自己选择的专业领域相关的项目研究。学生还将承担团队的研究项目,以此来探索和开发一个与新产品相关的商业、法律和安全方面的问题。完成第二年的学习任务后,所有学生都将面临是只完成学士学位的课程学习还是继续攻读硕士学位课程这样的选择。如果只想获得学士学位,那么完成第二年的课程后有一年的时间去企业工作,然后再回校完成第三年的学习任务;如果要继续攻读硕士学位,那么可以在完成第三年的学习任务后再去企业工作一年,然后回来完成硕士阶段要求的第四年的学习任务。
  (二) 英国伯明翰大学车辆工程专业具体课程设置
  英国伯明翰大学车辆工程专业课程设置的总体目标是避免知识的碎片化。其设计的每一门课程都有一个完整的学习流程,课程的设置为学生提供了一个学习框架,学生将学到的新知识和技术往框架中填充。这样做的目的是确保学生在学习过程当中知识平稳增长且知识组织架构完整。比如机械动力学这门课程就是这种课程设置教学方法的一个很好的例子。在课堂上,教师讲解有关流体力学和能量转换的基本知识,在这些抽象知识的讲授中,教师通过试验室的试验和工程应用的例子来进行解释,以加强学生们对知识的理解。比如,在刚开始的几个星期的学习当中,学生通过获得的理论知识对发动机的性能进行粗略的估算,然后在试验室测试一台真实的发动机。这样学生们就可以比较通过计算和试验获得的发动机性能的不同之处。有了基本的概念之后,学生逐渐进入更深层次的理论知识学习,比如传热学、燃烧学、流体力学以及空气动力学等。学完这门课程后,学生基本具备了扎实的理论知识、较强的设计能力和熟练的仪器设备操作能力,也掌握了动力产生、使用以及传递的规律。   各门课程需要围绕工程应用这个总体特性来进行。在这方面,项目化的课程设计占据主要角色。为了完成课程设计,学生需要充分利用大学期间所学习过的理论知识和掌握的实践技能。课程设计有团体项目和个人项目,所有开设的项目都是由合作关系的企业提供。通过前两年的公共课学习,学生可以在后面的学习过程中选择自己感兴趣的方向进行深入学习。最后一年的毕业設计是非常重要的一个环节,其为学生们提供了一个专注于自己感兴趣的研究领域的机会,让学生充分发挥自身的创新能力。毕业设计的课题都是学校专业教师在自己的研究领域提炼出来的。下面具体介绍一下英国伯明翰大学机械工程专业课程设置情况。表1是英国伯明翰大学车辆工程专业各学年的课程设置情况。
  其中,车辆工程专业学生要获得学士学位只学三年,若要获得硕士学位就要学四年。前三年学士和硕士课程基本相同,只是第三年时硕士要多学涡轮机械和可压缩流和工程数学A+B两门课,想要获得学士学位的学生在第三年要完成个人工程项目,这相当于我们的毕业设计。如果想要获得硕士学位,在第四年的课程中,机械工程概要、个人工程项目、生物燃料和燃烧以及高等车辆工程是必须学习的课程,然后从剩下的课程中选修4门就行,其中个人工程项目相当于硕士毕业论文。下面着重介绍下第一学年所学的课程内容。电气工程该课程主要包括电力电子相关的基本知识。课程首先讲述了模拟电路的分析以及模拟电路装置的设计;接着讲述数字电路系统的相关知识,包括使用布尔运算和分析数字电路的相关技术知识,以及触发器的介绍;最后介绍了电力和机械系统。工程材料课程主要是介绍材料种类及其在工程使用中的重要属性,让学习者能够在给定的应用中选择合适的材料。该课程也介绍了决定材料电学和机械性能的科学理论知识,比如材料的原子和分子结构。工程数学1旨在提高学生对工程应用数学的理解,让学生掌握用数学知识解决实际问题的技巧。流体力学和能量守恒该课程介绍了流体力学和能量守恒知识,并介绍了相关的工程应用。综合设计项目是在一定的工程背景下,让学生们学习产品的设计过程和工程应用技巧。工程计算导论课程目的是让学生们学会使用一种重要的现代计算机编程语言进行编程。力学1课程旨在介绍在工程应用背景下的数学知识和科学原理。该课程的内容包括:力学的一般原理,材料的机械特性和力学分析的基本原理以及基本的数学知识。
  英国伯明翰大学一个学期十一周,每门课基本上是一周一次课两个学时,一个学期下来一门课也就二十二个学时左右。而且,英国伯明翰大学车辆工程专业开设的一门课所包含的内容相当于我们开设的几门课程的内容。比如,力学1这门课就包含我们的理论力学和材料力学的内容;动力传动和车辆工程分两个学期,第一学期讲发动机、变速箱和发动机原理的相关的知识,第二学期讲汽车底盘和汽车理论的相关知识。教师在课堂上内容讲得不多,但会抓住关键和重要的内容来讲,然后引导学生课后自己去学习,把学习的主动性交给学生。在第一学期的动力传动和车辆工程理论课教学当中,授课教师特别邀请了英国捷豹路虎工程师来课堂讲了三次课,让工程师把在企业里汽车设计和制造的亲身经历讲给学生听,让学生提前感受企业的氛围,了解汽车设计和制造的过程。在第一学期的动力传动和车辆工程理论课快要结束时,授课教师带学生参观发动机科研实验室,让学生感受一下学术研究的气氛,认识各种有关汽车发动机的科研设备,培养学生的科研兴趣。第二学期的动力传动和车辆工程理论课主要讲解有关汽车理论的相关知识,特别是结合Matlab中的Simulink模块来讲解,让学生通过建模仿真计算来分析汽车的各种性能,增强对汽车理论知识的理解。另外,在计算流体力学和有限元分析课程学习中,让学生学习FLUENT等流体计算软件的使用。可见,英国伯明翰大学车辆工程专业比较重视学生对各种基础软件的学习和使用。
  英国伯明翰大学车辆工程专业除了比较注重软件的学习外,还特别重视对学生的团队协作能力的培养。比如设计和专业技能这类课程,就相当于我们的课程设计,其把学生分成不同小组,每组都有一项具体的设计任务,需要小组内的学生分工合作把任务完成,最后由每一小组推选一位代表来讲解自己小组的设计内容,教师对每一小组的成果进行评比打分。特别值得一提的是发动机的拆装训练,课表中没有列出,但是做得比较好。英国伯明翰大学车辆工程专业的发动机拆装训练得到英国著名汽车公司阿斯顿·马丁的鼎力相助,每年该公司都会提供几台发动机供学生拆装练习用。学生分成不同的小组,针对发动机的不同部件进行拆装。同时,他们还要求学生分析自己拆装部件的设计理由和改进措施,然后由阿斯顿·马丁公司的工程师们来听每一小组的讲解,通过打分评出最优秀的一组,作为奖励,该公司会邀请该组所有成员参观公司。这样真正做到了校企的联合培养。
  二、结论
  英国伯明翰大学车辆工程专业学士学位需学三年,再加一年的学习可以获得硕士学位。两者前三年的课程基本一样,都是比较基础和实用的课程,第四年硕士阶段的课程比较深一点。英国伯明翰大学每学年的课程不多,七门左右,每学期每门课的上课时间是每周一次,一次两节课,一学期也就十一周,共二十二个学时左右,但每门课包含了相当于我们几门课的内容。由于时间有限,教师们只能抓住重点和关键知识点进行讲解,引导学生们课后自己多学习相关的知识,多看相关的书籍。伯明翰大学专门有一周的阅读周,学生在教师的指导下阅读书籍和文献,这种方式能充分调动学生的学习主动性。在一些设计和专业技能的课程中,教师将学生分组完成规定的设计任务,以培养学生的团结协作能力,团队精神。课程教学和学生实训与企业联系得相当紧密,这让学生在大学学习过程中就能深入了解企业,也让学生能够知道毕业后能去企业做什么。总之,英国伯明翰大学车辆工程专业的课程设置和在教学当中能充分调动学生的学习主动性,并且能在课堂教学、课程设计和毕业设计当中始终与企业保持紧密的联系。
  [ 参 考 文 献 ]
  [1] 杨瑞,宋百玲,赵强.车辆工程专业“3+1”教学培养模式的研究与实践[J].教育现代化,2016(9):12-13.
  [2] 刘显贵,黄红武.“亲产业”的车辆工程专业特色体系研究与构建[J].实验室研究与探索,2015(7):192-194.
  [3] 岳峰丽,陈克,董浩存,黄树涛.协同创新模式下车辆工程专业人才培养模式改革初探[J].大学教育,2016(7):136-137.
  [4] 宋华.产教融合培养“企业预备队”的实践与思考[J].齐齐哈尔工程学院学报,2016(6):14-16.
  [5] 魏建伟,陈晓平.基于“大工程观”教育理念的理论与实践教学体系构建[J].机械职业教育,2016(8):26-29.
  [6] 戴青华,薛金林.国内外大学车辆工程专业人才培养情况分析[J].淮阴工学院学报,2014(4):69-72.
  [责任编辑:陈 明]
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