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摘 要：汽车“四化”快速发展，产业进入大变革时期，车辆工程人才培养面临挑战。“汽车产品开发技术与方法”课程可以支撑新工科建设，帮助学生梳理知识体系，缩短产-学距离。通过全新的课程架构和教学内容组织，大量新技术和知识被引入，结合多种教学方法，注重专业知识、系统工程思维、创新精神和思德培养，取得良好教学效果，可为车辆工程专业新工科卓越人才培养提供借鉴。
关键词：车辆工程 新工科 教学改革
Teaching Exploration of "Automotive Product Development Technology and Methods" Course under the Background of Industry Reform
Li Lijun
Abstract：With the rapid development of the “four modernizations” of automobiles， the industry has entered a period of major changes. Therefore， the training of vehicle engineering talents is facing challenges. The "Automotive Product Development Technology and Methods" course can support the construction of new engineering disciplines， help students sort out the knowledge system， and shorten the industry-academic distance. Based on the brand-new course structure and teaching content organization， a large number of new technologies and knowledge have been introduced， combined with a variety of teaching methods. Professional knowledge， systems engineering thinking， innovative spirit and ethical cultivation are emphasized. Good teaching results have been achieved. This can provide a reference for the training of outstanding talents in new vehicle engineering.
Key words：vehicle engineering， new engineering， teaching reform
1 引言
汽车产业是世界上规模最大、产值最高的产业之一。2020年，全球汽车销量7797.1万辆，中国汽车销量2531.1万辆。中国是世界上最大的汽车市场和生产国。汽车制造业已成为我国的支柱产业之一，2020年国内的汽车产量为2522.5万辆，汽车制造业产值约8.2万亿元人民币。其中，新能源汽车产销量为136.6万辆和136.7万辆。从2020年的数据来看，汽车产业的电動化、智能化、网联化、轻量化（“四化”）的发展趋势明显[1，2]，国内汽车产业正发生翻天覆地的变革。
在汽车产业加速变革的背景下，车企对车辆工程专业人才的需求也在发生巨变。不仅要求毕业生的理论知识好，而且还希望其具有较强的工程实践能力，能够尽快进入角色，胜任岗位工作[3，4]。除传统汽车的机械、电子、材料、发动机的知识之外，还需要毕业生掌握新能源汽车、智能网联汽车等相关的电池、电控、电驱、车联网、人工智能、5G通讯等新知识。车企之间的竞争越发激烈，产品更新换代速度加快。研发工作是车辆工程专业学生的主要就业方向。汽车产品是车企的灵魂，对于汽车研发人才来说，汽车产品开发的知识变得越来越重要。如何将新知识与传统知识结合，培养出具有汽车产品开发知识和技能的人才，适应产业变革需要，是车辆工程专业教育面临的挑战之一。
2 “汽车产品开发技术与方法”课程设立的意义
为满足汽车产业变革和人才培养的需求，及时更新知识和课程体系，设立新的课程，是应对挑战的有效途径。以汽车产品为对象，综合本科三年所学的知识和技能，融合新技术，以工程理念和创新思维为指导，建设一门“汽车产品开发”相关的新课程是很有必要的。但目前车辆工程专业中“汽车构造”、“汽车理论”和“汽车设计”三大专业核心课的体系和内容已很成熟，课程内容多且重要，学时又有限，而且还要担负起对大二、大三学生的专业启蒙和基础知识教授的重任，难以对其进行彻底改造而适应学生和企业对于汽车产品开发方面的教育诉求。因此，需在大四学年开设“汽车产品开发技术与方法”课程。这门课程设立的意义包括：
（1）可以有力地支撑高校的新工科建设工作。教育部从2016年开始大力推进新工科建设工作，倡导高等教育进行改革和创新，培养多样化、创新型、应用型的高素质工程科技人才。这门课程的设立非常符合新工科建设的宗旨和要求，能够为卓越型车辆工程人才培养提供有力支撑。
（2）有助学生梳理知识体系，为毕业设计提供基础。汽车是一个综合系统，由上万个零件组成，涉及机械、电子、液压、控制、材料、力学等多学科，车辆工程专业的课程多且庞杂。这门课程以汽车产品为具体的对象，帮助学生了解各种基础课和专业课知识如何运用到产品开发的过程中。例如，在产品的可靠耐久性讲授时，为学生讲解材力、理力和概率论知识的作用。 （3）可以缩短产-学距离，帮助学生未来更快更好地适应工作岗位。加强课程和工程实践之间的联系，是解决产与学脱节的有效办法。“汽车产品开发技术与方法”课程的工程性和综合性很强，需要将知识直接与产品联系到一起，任课教师需具有扎实的专业知识和丰富的工程经验，而且要密切跟踪行业的新技术，才能完成课程的教学工作。课程的这些特点，使其能够帮助学生更早地接触汽车产品开发的新理念和技术，当他们走上工作岗位时，也能更快地适应。
（4）有利于技术管理双优和两领人才的培养。汽车工业大国向强国的转变中，人才是关键，具有专业技术知识、工程经验和懂管理的复合型领军和领导人才是急需的。这门课程可以给予学生整车开发的理念和知识的培养。例如，整车性能指标的分解和把控内容的学习可以培养学生的总体意识和领导才能。
3 “汽车产品开发技术与方法”课程目标和内容
目前，国内开设汽车产品开发相关课程的高校很少，下面以北京航空航天大学汽车工程系的“汽车产品开发技术与方法”课程为例。此课程的教学目标包括：（1）掌握汽车产品开发的理念、产品开发的阶段划分、实施和控制方法，能够结合产品战略，制定汽车产品的开发流程;（2）掌握整车及零部件的性能确定及分解方法;（3）掌握汽车产品开发中的虚拟技术种类、特点和应用途径，能够针对不同的产品，选择适合的虚拟开发技术;（4）掌握智能汽车、新能源汽车的产品开发技术和方法;（5）培养系统工程思维，增强产品设计中的创新意识，提高解决工程实际问题的能力。围绕教学目标，制定课程的教学内容如下：（1）汽车产品开发概论，讲解汽车产品开发的定义、理念、分类、工具、流程以及汽车产品战略等;（2）整车开发方案的确定与任务分解，讲解汽车产品策划方法，汽车市场细分及目标市场选择，项目可行性分析，整车性能指标确定与分解，整车开发指导性文件编制等;（3）汽车产品开发中的虚拟技术，讲解汽车工程中使用的计算机辅助设计、辅助制造和辅助分析技术，虚拟现实技术等;（4）整车工程设计与性能评价，介绍汽车产品的法规标准，汽车产品的工程设计内容，汽车产品性能的试验和虚拟仿真评价技术等;（5）智能汽车产品开发，讲解智能汽车的内涵和外延，智能汽车的关键技术，智能汽车的设计思想和方法等;（6）新能源汽车产品开发，讲解新能源汽车的定义、种类和特点，电动汽车的关键部件开发，电动汽车测试评价方法等。
4 “汽车产品开发技术与方法”课程教学实践
4.1 将汽车产品开发的系统工程、技术创新、标准规范等理念融入课程
理念和思维方式的培养是人才培养的关键，对工作的方式和结果具有重要影响。汽车产品开发是一项复杂的系統工程。将整体原则、优化原则、协调原则和反馈原则融入产品开发的理论中，教授给学生。把技术创新贯穿汽车产品开发的各个环节，包括汽车设计创新、工艺创新、组织管理创新等，帮助学生树立创新意识。汽车工业具有成熟的标准规范体系。熟悉规范和标准，是工程师必备的素质，也是目前本科教学中的短板。因此，教学中力求将汽车产品开发相关的标准传授给学生。例如，在讲解整车工程设计与性能评价的制动性能评价的内容时，介绍了国标GB 21670-2008《乘用车制动系统技术要求及试验方法》。
4.2 采用角色换位启发式教学，激发学生的求知欲和学习积极性
在网络媒体高度发达和智能手机普及的情况下，学生的注意力易被分散，如何在课堂上让学生尽可能地感兴趣和学习知识是一个难题。因此，在本课程教学中，采用角色换位启发式教学方法[5]，即引导学生站位汽车总体工程师、车身工程师、底盘工程师、项目管理工程师等角色，进行启发性提问，并开展讨论。例如，在进行“竞品分析及对标”内容教学时，让学生假设自己为某一汽车品牌的总体工程师，正计划开发一款新车，对所开发产品竞争对手的同类产品进行分析讨论，并给出类比归纳的结果，得出产品的优劣势。
4.3 针对重点和难点，案例与多媒体教学结合，提升教学效果
工科专业课的原理和理论较多，只靠定义和理论的文字讲述，学生理解困难。为此，本课程大量运用了案例式、多媒体教学法。例如，在讲授汽车产品开发战略时，为每一种战略配置了一个典型案例;在讲授汽车操纵稳定性评价方法时，为每种操稳试验都增加了演示动画;在讲授智能汽车关键技术之惯性导航技术时，采用视频展示的方法。
4.4 重视对学生思想道德的培养，立德树人，探索课程思政
思想道德培养是学生能否成为国家建设栋梁之才的关键。因此，教学不仅要重视专业知识和技能的学习，而且要关注对学生的思想道德、政治觉悟、“三观”等的培养，引导学生成为德才兼备的国家建设人才[6]。例如，在讲解汽车产品开发能力建设时，以中国自主品牌汽车的发展为例，介绍自主品牌发展的艰辛历程，汽车人奋斗的故事，培养学生的爱国情怀和奋斗意志，对比国内企业与国外汽车巨头的产品开发能力差异，激发学生的责任心和使命感。
5 总结
为国家发展提供人才支撑，是高等教育的重要任务。“汽车产品开发技术与方法”课程适应汽车“四化”的发展需求，符合新工科建设的理念和宗旨。课程围绕五个教学目标，制定教学内容和教学重点，将汽车产品开发的系统工程、技术创新、标准规范等理念融入课程，综合运用角色换位启发式教学、案例式教学、多媒体教学等方法。同时，注重对学生思想政治的引导。“汽车产品开发技术与方法”课程的设立和实践可以为车辆工程专业人才培养提供参考。
基金项目：
北京航空航天大学教改项目《汽车产业变革背景下车辆工程新工科人才培养模式研究》;北京航空航天大学研究生教育与发展研究专项基金项目。
参考文献：
[1]苏霄飞，徐兴振，韩学芹，储亚婷.“新四化”背景下汽车类专业人才培养改革探析——基于五年一贯制人才培养方案制订的研究[J].江苏教育，2020（92）：42-46.
[2]刘义.汽车行业转型升级与高质量发展中人才问题与对策研究[J].中国市场，2020（05）：58+64.
[3]陈昊，赵轩，耿莉敏，等.基于多学科交叉融合的汽车类新工科专业人才培养模式[J].装备制造与教育，2019，33（04）：26-31.
[4]李立军，孙凌玉，徐国艳，等.汽车产业变革背景下车辆工程专业人才培养模式改革探讨[J].教育现代化，2021，8（8）：31-34.
[5]徐国艳，周煜，姬芬竹，等.互换启发式和讨论式教学在课程教学中的应用探索[J].教育现代化，2019，6（26）：101-102+129.
[6]吴娜，刘超.“汽车理论”课程与思政教育协同育人的实践研究[J].教育教学论坛，2021（11）：109-112.
作者简介：李立军：男，博士，北京航空航天大学交通科学与工程学院，硕士生导师。研究方向：汽车轻量化和智能化。
关键词：车辆工程 新工科 教学改革
Teaching Exploration of "Automotive Product Development Technology and Methods" Course under the Background of Industry Reform
Li Lijun
Abstract：With the rapid development of the “four modernizations” of automobiles， the industry has entered a period of major changes. Therefore， the training of vehicle engineering talents is facing challenges. The "Automotive Product Development Technology and Methods" course can support the construction of new engineering disciplines， help students sort out the knowledge system， and shorten the industry-academic distance. Based on the brand-new course structure and teaching content organization， a large number of new technologies and knowledge have been introduced， combined with a variety of teaching methods. Professional knowledge， systems engineering thinking， innovative spirit and ethical cultivation are emphasized. Good teaching results have been achieved. This can provide a reference for the training of outstanding talents in new vehicle engineering.
Key words：vehicle engineering， new engineering， teaching reform
1 引言
汽车产业是世界上规模最大、产值最高的产业之一。2020年，全球汽车销量7797.1万辆，中国汽车销量2531.1万辆。中国是世界上最大的汽车市场和生产国。汽车制造业已成为我国的支柱产业之一，2020年国内的汽车产量为2522.5万辆，汽车制造业产值约8.2万亿元人民币。其中，新能源汽车产销量为136.6万辆和136.7万辆。从2020年的数据来看，汽车产业的电動化、智能化、网联化、轻量化（“四化”）的发展趋势明显[1，2]，国内汽车产业正发生翻天覆地的变革。
在汽车产业加速变革的背景下，车企对车辆工程专业人才的需求也在发生巨变。不仅要求毕业生的理论知识好，而且还希望其具有较强的工程实践能力，能够尽快进入角色，胜任岗位工作[3，4]。除传统汽车的机械、电子、材料、发动机的知识之外，还需要毕业生掌握新能源汽车、智能网联汽车等相关的电池、电控、电驱、车联网、人工智能、5G通讯等新知识。车企之间的竞争越发激烈，产品更新换代速度加快。研发工作是车辆工程专业学生的主要就业方向。汽车产品是车企的灵魂，对于汽车研发人才来说，汽车产品开发的知识变得越来越重要。如何将新知识与传统知识结合，培养出具有汽车产品开发知识和技能的人才，适应产业变革需要，是车辆工程专业教育面临的挑战之一。
2 “汽车产品开发技术与方法”课程设立的意义
为满足汽车产业变革和人才培养的需求，及时更新知识和课程体系，设立新的课程，是应对挑战的有效途径。以汽车产品为对象，综合本科三年所学的知识和技能，融合新技术，以工程理念和创新思维为指导，建设一门“汽车产品开发”相关的新课程是很有必要的。但目前车辆工程专业中“汽车构造”、“汽车理论”和“汽车设计”三大专业核心课的体系和内容已很成熟，课程内容多且重要，学时又有限，而且还要担负起对大二、大三学生的专业启蒙和基础知识教授的重任，难以对其进行彻底改造而适应学生和企业对于汽车产品开发方面的教育诉求。因此，需在大四学年开设“汽车产品开发技术与方法”课程。这门课程设立的意义包括：
（1）可以有力地支撑高校的新工科建设工作。教育部从2016年开始大力推进新工科建设工作，倡导高等教育进行改革和创新，培养多样化、创新型、应用型的高素质工程科技人才。这门课程的设立非常符合新工科建设的宗旨和要求，能够为卓越型车辆工程人才培养提供有力支撑。
（2）有助学生梳理知识体系，为毕业设计提供基础。汽车是一个综合系统，由上万个零件组成，涉及机械、电子、液压、控制、材料、力学等多学科，车辆工程专业的课程多且庞杂。这门课程以汽车产品为具体的对象，帮助学生了解各种基础课和专业课知识如何运用到产品开发的过程中。例如，在产品的可靠耐久性讲授时，为学生讲解材力、理力和概率论知识的作用。 （3）可以缩短产-学距离，帮助学生未来更快更好地适应工作岗位。加强课程和工程实践之间的联系，是解决产与学脱节的有效办法。“汽车产品开发技术与方法”课程的工程性和综合性很强，需要将知识直接与产品联系到一起，任课教师需具有扎实的专业知识和丰富的工程经验，而且要密切跟踪行业的新技术，才能完成课程的教学工作。课程的这些特点，使其能够帮助学生更早地接触汽车产品开发的新理念和技术，当他们走上工作岗位时，也能更快地适应。
（4）有利于技术管理双优和两领人才的培养。汽车工业大国向强国的转变中，人才是关键，具有专业技术知识、工程经验和懂管理的复合型领军和领导人才是急需的。这门课程可以给予学生整车开发的理念和知识的培养。例如，整车性能指标的分解和把控内容的学习可以培养学生的总体意识和领导才能。
3 “汽车产品开发技术与方法”课程目标和内容
目前，国内开设汽车产品开发相关课程的高校很少，下面以北京航空航天大学汽车工程系的“汽车产品开发技术与方法”课程为例。此课程的教学目标包括：（1）掌握汽车产品开发的理念、产品开发的阶段划分、实施和控制方法，能够结合产品战略，制定汽车产品的开发流程;（2）掌握整车及零部件的性能确定及分解方法;（3）掌握汽车产品开发中的虚拟技术种类、特点和应用途径，能够针对不同的产品，选择适合的虚拟开发技术;（4）掌握智能汽车、新能源汽车的产品开发技术和方法;（5）培养系统工程思维，增强产品设计中的创新意识，提高解决工程实际问题的能力。围绕教学目标，制定课程的教学内容如下：（1）汽车产品开发概论，讲解汽车产品开发的定义、理念、分类、工具、流程以及汽车产品战略等;（2）整车开发方案的确定与任务分解，讲解汽车产品策划方法，汽车市场细分及目标市场选择，项目可行性分析，整车性能指标确定与分解，整车开发指导性文件编制等;（3）汽车产品开发中的虚拟技术，讲解汽车工程中使用的计算机辅助设计、辅助制造和辅助分析技术，虚拟现实技术等;（4）整车工程设计与性能评价，介绍汽车产品的法规标准，汽车产品的工程设计内容，汽车产品性能的试验和虚拟仿真评价技术等;（5）智能汽车产品开发，讲解智能汽车的内涵和外延，智能汽车的关键技术，智能汽车的设计思想和方法等;（6）新能源汽车产品开发，讲解新能源汽车的定义、种类和特点，电动汽车的关键部件开发，电动汽车测试评价方法等。
4 “汽车产品开发技术与方法”课程教学实践
4.1 将汽车产品开发的系统工程、技术创新、标准规范等理念融入课程
理念和思维方式的培养是人才培养的关键，对工作的方式和结果具有重要影响。汽车产品开发是一项复杂的系統工程。将整体原则、优化原则、协调原则和反馈原则融入产品开发的理论中，教授给学生。把技术创新贯穿汽车产品开发的各个环节，包括汽车设计创新、工艺创新、组织管理创新等，帮助学生树立创新意识。汽车工业具有成熟的标准规范体系。熟悉规范和标准，是工程师必备的素质，也是目前本科教学中的短板。因此，教学中力求将汽车产品开发相关的标准传授给学生。例如，在讲解整车工程设计与性能评价的制动性能评价的内容时，介绍了国标GB 21670-2008《乘用车制动系统技术要求及试验方法》。
4.2 采用角色换位启发式教学，激发学生的求知欲和学习积极性
在网络媒体高度发达和智能手机普及的情况下，学生的注意力易被分散，如何在课堂上让学生尽可能地感兴趣和学习知识是一个难题。因此，在本课程教学中，采用角色换位启发式教学方法[5]，即引导学生站位汽车总体工程师、车身工程师、底盘工程师、项目管理工程师等角色，进行启发性提问，并开展讨论。例如，在进行“竞品分析及对标”内容教学时，让学生假设自己为某一汽车品牌的总体工程师，正计划开发一款新车，对所开发产品竞争对手的同类产品进行分析讨论，并给出类比归纳的结果，得出产品的优劣势。
4.3 针对重点和难点，案例与多媒体教学结合，提升教学效果
工科专业课的原理和理论较多，只靠定义和理论的文字讲述，学生理解困难。为此，本课程大量运用了案例式、多媒体教学法。例如，在讲授汽车产品开发战略时，为每一种战略配置了一个典型案例;在讲授汽车操纵稳定性评价方法时，为每种操稳试验都增加了演示动画;在讲授智能汽车关键技术之惯性导航技术时，采用视频展示的方法。
4.4 重视对学生思想道德的培养，立德树人，探索课程思政
思想道德培养是学生能否成为国家建设栋梁之才的关键。因此，教学不仅要重视专业知识和技能的学习，而且要关注对学生的思想道德、政治觉悟、“三观”等的培养，引导学生成为德才兼备的国家建设人才[6]。例如，在讲解汽车产品开发能力建设时，以中国自主品牌汽车的发展为例，介绍自主品牌发展的艰辛历程，汽车人奋斗的故事，培养学生的爱国情怀和奋斗意志，对比国内企业与国外汽车巨头的产品开发能力差异，激发学生的责任心和使命感。
5 总结
为国家发展提供人才支撑，是高等教育的重要任务。“汽车产品开发技术与方法”课程适应汽车“四化”的发展需求，符合新工科建设的理念和宗旨。课程围绕五个教学目标，制定教学内容和教学重点，将汽车产品开发的系统工程、技术创新、标准规范等理念融入课程，综合运用角色换位启发式教学、案例式教学、多媒体教学等方法。同时，注重对学生思想政治的引导。“汽车产品开发技术与方法”课程的设立和实践可以为车辆工程专业人才培养提供参考。
基金项目：
北京航空航天大学教改项目《汽车产业变革背景下车辆工程新工科人才培养模式研究》;北京航空航天大学研究生教育与发展研究专项基金项目。
参考文献：
[1]苏霄飞，徐兴振，韩学芹，储亚婷.“新四化”背景下汽车类专业人才培养改革探析——基于五年一贯制人才培养方案制订的研究[J].江苏教育，2020（92）：42-46.
[2]刘义.汽车行业转型升级与高质量发展中人才问题与对策研究[J].中国市场，2020（05）：58+64.
[3]陈昊，赵轩，耿莉敏，等.基于多学科交叉融合的汽车类新工科专业人才培养模式[J].装备制造与教育，2019，33（04）：26-31.
[4]李立军，孙凌玉，徐国艳，等.汽车产业变革背景下车辆工程专业人才培养模式改革探讨[J].教育现代化，2021，8（8）：31-34.
[5]徐国艳，周煜，姬芬竹，等.互换启发式和讨论式教学在课程教学中的应用探索[J].教育现代化，2019，6（26）：101-102+129.
[6]吴娜，刘超.“汽车理论”课程与思政教育协同育人的实践研究[J].教育教学论坛，2021（11）：109-112.
作者简介：李立军：男，博士，北京航空航天大学交通科学与工程学院，硕士生导师。研究方向：汽车轻量化和智能化。