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摘要：在連續多年本科實踐課程教改的基礎上，探索高校新工科創新人才培養的有效方式。構建了適用于新工科人才培養的實踐教學平臺，以多學科交叉融合為主線，設計了新工科創新實踐教學體系。運用目標分解法，將本科階段大學生的培養總目標進行分解，完成每個學期的培養任務。整合課程群知識點，構建了6個一級課程項目和5個二級課程項目，提升本科生的創新精神和工程實踐能力。按照新工科人才培養的要求，作為交通行業特色高校，圍繞“新能源汽車與智能汽車”創新產業鏈的需求，深化校企協同培養新工科人才的方案。人才培養過程中，采用興趣驅動、項目引領、分層推進，結合工程教育專業認證的要求，提出實踐教學體系的4個層次。通過課程內外實踐活動相結合、人文精神與工程教育相結合、學校與企業結合協同培育新工科人才。

關鍵詞：新工科；實踐教學；專業認證；多學科交叉

我國高等教育發展處于新的歷史時期，面對新型產業鏈引起的新挑戰和新機遇，高校的新工科教育勢在必行。這不僅要求教師積極開展相關教育政策的研究和實踐，推動高校的新專業改革和人才培養模式構建，而且通過新工科建設，可以使高校能夠重新認識高等工程教育的實質和發展規律[1−3]。長安大學是教育部直屬的交通類行業特色高校，車輛工程專業是國家級特色專業，成為我國商用汽車技術領域高層次人才培養的重要來源，并建設了一支國家級教學團隊。計算機科學與技術、交通信息工程、自動化、電氣工程及其自動化專業主要依托國家二級重點學科−交通信息工程及控制來辦學。自動化專業是國家級綜合改革試點專業，并在此基礎上于2019年申報獲批了“機器人工程”這一新工科專業，傾向于無人智能汽車（輪式機器人）人才的培養。電氣工程及其自動化和計算機科學與技術兩個專業都是陜西省第一類特色專業建設點。5個專業都具有明顯的交通行業特色。學校在此基礎上，通過多學科交叉與融合，構建了產業鏈上的新工科專業−車聯網與智能汽車。它能夠適應新能源汽車產業、技術和業態對各環節或層次新工科人才培養提出的多樣化的新要求，提高人才就業競爭力。在新工科專業建設過程中，構建車聯網與智能汽車特色專業的創新實踐教學體系，制定基于企業需求同時又高于企業需求的培養目標，所培養學生又服務于企業，緊密結合工程應用，服務于行業，有效地保證了培養和使用形成一個有機的新工科人才培養閉環控制系統。

1新工科專業實踐教育教學平臺的構建

2016年，長安大學獲批“車聯網”教育部−中國移動聯合重點實驗室，并聯合30多家高校和企業組建“中國車聯網與智能汽車測試技術創新聯盟”，學校作為理事長單位，開始持續圍繞“車聯網與智能汽車”產業鏈進行新工科專業建設，培養產業需要的人才。在長期學科建設積累和項目驅動條件下，以重點實驗室的汽車試驗場為總載體，如圖1所示，構建了“車聯網與智能汽車”新工科專業實踐教學平臺，并在新工科專業基礎上建立了陜西省創新創業試點學院。通過汽車、電控、信息等多個學院層面協同和積極參與，統籌學校現有實踐教學資源，實現充分利用和資源共享，同時借助合作單位設備資助和資金投入等，形成校企協同的教育體系。平臺整合了“道路交通運輸工程”和“交通信息工程及控制”兩個國家級虛擬仿真實驗教學中心以及“自動化與交通控制工程”和“電工電子”兩個陜西省高校實驗教學示范中心，在宏觀上實現教學資源共享和調配，構建專門的新工科實踐教學平臺，實現對新工科人才培養方案的頂層設計和有工程經驗的師資隊伍建設。按照教學大綱要求，在中觀層面上建立平臺的管理制度和運行機制，既保證最大限度發揮實訓和創業功能，又充分高效利用平臺，兼顧效率和質量。微觀操作層面上，實踐教學平臺綜合了各種車路協同與測試教學實驗室功能，注重彌補現有實驗室在“綜合”上的不足，充分考慮并預留實驗室未來拓展和發展的空間和余地，平臺內更新教學方法，科學完整構建新工科實踐教學體系。

2貫穿多學科交叉融合主線的“四層次三結合”新工科實踐教學體系

在構建新工科實踐教學體系的過程中，結合行業特色注重學生個性化培養，通過校企緊密合作[4−5]，將多學科交叉融合作為項目執行的主要手段，著力提升本科生的大工程教育觀、工程素養和創新實踐能力，重構多階段、多層次、多要素、多環節的新工科培養實踐教學體系，為我國新能源汽車與智能汽車行業信息化培養新工科人才。

2.1實踐教學體系制訂的原則

根據新工科人才培養目標和“車聯網與智能汽車”產業鏈的要求[6−7]，制定原則如下。1）按照課堂教學、課程實驗、綜合實驗、學校實訓和企業實際項目緊密結合、系統連續、循序漸進、層次分明的教學模式，完成理論與實踐相互滲透、相互促進的培養方式，構建新工科實踐教學體系。2）采用層次分析法[8]，分解本科期間所在專業的總的人才培養目標，在每個年級和學期中，分別建立培養子目標，以集群專業課程為基礎，以課題為主線整合交叉知識點，完善高質量的實訓項目。3）節約實踐環節的操作成本，在“學中做”和“做中學”的過程中不斷循環，培養新生的研究興趣。4）加強校企合作。經過大一到大三持續培養，為新工科學生參加企業生產實踐提供過渡，加上校企結合的畢業設計，完成新工科學生的完整實訓。2.2實踐教學體系的總體框架根據對新工科人才知識、能力和素質的要求[9−12]，按照學習內容由易到難和學生掌握能力的實際情況，在4年的本科教學過程中，將學生應掌握的核心技術劃分為基礎入門層、軟硬件綜合應用層、系統工程設計層、企業實踐層4個層次，設計了相應的實踐教學內容環節，通過結合理論、實驗和項目，循序漸進，組織教學。在執行過程中，采用“課堂+實驗室+學校+企業+產業鏈”五位一體的方式，聯合培養本科生的大工程觀以及工程創新與綜合實踐能力，將課內外實踐能力培養、校企協同培養、人文與工匠精神培養相結合，構建了貫穿多學科交叉融合主線的“四層次三結合”新工科實踐教學體系，發揮多主體協同條件下規模化、集約化的優勢，如圖2所示。構建新工科專業實踐教育綜合教學平臺，并不是簡單疊加多門課程的知識點，而是綜合跨越了多個傳統專業和新工科專業的內涵。從圖2可以看出，實踐教學體系是以多學科交叉融合為主線，從入門項目、基礎實驗、專業課的綜合實驗到畢業設計擬定的題目都針對多學科交叉知識開展，著重培養本科生的工程素養和實踐能力。

3各級項目的建設

新工科創新實踐教學體系整合課程內容構建課程群，貫穿每學期的教學任務，完成了各級項目的建設，包含具體的設計和研究的6個一級項目，以及每個建設的課程群對應的5個二級項目。

3.1一級項目建設

“車聯網與智能汽車”新工科專業本科實踐教學體系所包含的6個一級項目如下：1）車聯網設計入門；2）車聯網算法軟件程序設計；3）智能車載儀器儀表設計；4）智能汽車設計；5）交通自動控制系統設計；6）畢業設計。以車聯網設計入門為例來介紹一級項目的具體實施方法。車聯網設計入門作為一級項目，相關課程及具體課時安排如圖3所示。兩個國家級實驗教學中心2016年自獲批以來，構建了多套虛擬仿真實驗平臺供專業學生完成創新實踐教學，由微觀交通模擬模塊、駕駛員半物理執行模塊、車輛運動控制實物仿真模塊、三維仿真顯示平臺、多點觸控桌面、多通道超大屏幕投影、路車協同平臺等子系統組成，完全可以支撐車聯網設計入門實驗的開展。車聯網虛擬仿真綜合實驗內容分為基本實驗和綜合實驗兩部分。基本操作實驗包含5項，如表1所示，第1~4項為必做題目，第5項為選做題目；綜合實驗項目有14項，如表2所示，學生按3人一組，任選其一，每組題目不能相同，學生也可自選題目（需要在匯報環節審核通過）。教師或者實驗人員于學期的第2周給出題目列表，學生從查詢課題的基本資料開始，每個小組獨立完成Conceive（構思）−Design（設計）−Implement（實現）−Operate（過程），即CDIO全過程，包括課題的思路構建、方案設計、方法改進和運行結果，通過方案評比、PPT答辯匯報和實物測試最終綜合確定組內每個學生的成績。

3.2二級項目建設

“車聯網與智能汽車”新工科專業本科實踐教學體系所包含的5個二級項目如下。1）思想品德與職業道德類課程。2）軟件算法程序設計。主要課程包括C語言程序設計、Python程序設計與應用、VC++程序設計、數據結構、車聯網系統仿真技術、軟件工程和車聯網系統仿真設計綜合實驗。3）汽車電子系統設計。主要課程包括電路、數電、模電、車載電子原理與設計、汽車總線技術和汽車電子技術課程設計。4）車聯網系統設計。主要課程包括單片機、計算機網絡、現代通信系統原理、物聯網技術及應用、通信與網絡原理綜合實驗。5）汽車控制系統設計。主要課程包括自控原理、電機拖動、線性控制理論、汽車控制技術、運動控制系統、汽車控制系統綜合實驗。通過項目完成綜合的課程實驗設計，把知識點進行有機關聯，消除了課程群內容重復的部分，可大大減少學時數。

3.3項目建設的特點

綜合實驗里的各開放項目都取材于實際的工程現場，會根據內容和難度循序漸進讓學生開展設計，項目引領，分層推進。隨著學生設計的深入，可以將各個項目綜合起來構建成一個綜合的控制系統，掌握設計的概念。學生在開發的過程中，可以串聯很多已學的知識點，并自學很多新的知識點，通過探究的方式完成課題獲取知識，培養學生工程實踐能力和終生學習的能力。

4結束語

通過多學科交叉融合構建“車聯網與智能汽車”新工科專業創新實踐教學體系，圍繞社會新興產業鏈的發展，拓展和升級原有工科專業的內涵，優化本科專業布局，推動工科專業交叉復合、多學科的融合，使專業設置和培養方案的制定更貼近實際，能夠大力培養工程科技創新人才，服務新興產業。

作者:黃鶴 趙祥模 黃鶯 汪貴平 林海 單位:長安大學電子與控制工程學院 空軍工程大學裝備管理與無人機工程學院