新能源汽車技術專業新型人才培養模式改革與實踐
——基于CDIO理念

程 穎，張傳俊

(安徽工商職業學院 應用工程學院，合肥 231131)

新能源汽車作為一種戰略新興產業,因其低碳、節能、環保的優勢受到國家的高度重視和大力扶持,被劃入“中國制造2025”的重點領域。新能源汽車的市場占比越來越大,越來越多的汽車企業開始向新能源汽車轉型,導致新能源汽車技術專業人才缺口很大,新能源汽車技術高技能型人才的培養成為職業院校的重要辦學方向。由于新能源汽車技術專業傳統的人才培養模式沒有統一的指導思想和辦學標準,造成人才培養過程中目標不夠明確、課程體系和實踐教學不夠系統、評價體系不夠完善等多方面問題。針對傳統人才培養模式存在的缺陷,本文以高職院校為對象,以CDIO理念為依據,結合汽車專業1+X證書制度構建新型的新能源汽車技術專業人才培養模式。

一、CDIO理念下新能源汽車人才培養模式改革的重點領域

隨著社會的不斷進步和對人才需求的不斷變化,培養人才的教育理念也發生了改變,CDIO工程教育理念應時而生。CDIO理念分別代表著構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)和運作(Operate)的含義,以產品研發到產品運行的生命周期為載體,讓學生以一種主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習[1]。

CDIO理念強調培養學生的綜合素質和能力,學生不應該只會“死”讀書,除系統掌握專業知識外,還應在實踐能力、創新能力、團隊協作能力等多方面達到預期目標[2]。該理念在傳統教育理念基礎上進行了優化和革新,更適合工程技術人才的發展需求。

專業人才培養模式主要由培養目標、課程體系、實踐教學體系、教學模式與方法、評價體系等核心組成。CDIO理念下新能源汽車技術專業人才培養模式改革的重心在于:建立能夠實現CDIO理念的綜合能力的新能源汽車人才培養目標,形成融合學生綜合能力培養要求的課程體系,構建符合工程實踐能力培養需求的實踐教學體系,設計CDIO理念下的有效教學模式和教學方法,建立契合CDIO理念與人才培養實際的評價體系。

二、CDIO理念下新能源汽車人才培養模式的構建過程

(一)樹立多元化人才培養目標

CDIO理念的宗旨是培養具備工程實踐和實際操作能力的人才,在其指引下,新能源汽車技術專業人才應能夠滿足新能源汽車生產企業、售后技術服務企業和相關配套企業的用人需要,適應新能源汽車性能測試與故障維修、新能源汽車銷售與評估、新能源汽車后市場企業管理等相關崗位[3]。

根據CDIO能力大綱要求,培養的學生應具有三個階段的能力:第一階段是職業基礎能力,包括良好的職業道德素養、團隊協作精神和交流能力等。需要具備基本的文化知識和素養,即掌握必備的思想政治素質與人文素養、計算機應用與分析運算技能、英語閱讀和寫作能力等;第二階段是專業崗位能力,學生應具備扎實的專業技術知識和職業技能,即掌握汽車專業基礎知識和新能源汽車電池及管理系統、電機及驅動系統、整車電控系統等專業核心知識和技能,掌握相關設備和診斷儀器及工具的使用方法;第三階段是工程實踐能力,通過企業導師指導、學生企業實踐,使學生掌握企業崗位任務中新能源汽車整車拆裝與檢測、故障診斷與維修、車身保養與維護等技能,幫助學生快速適應崗位,完成身份轉換。

(二)重構契合培養目標的課程體系

依據新能源汽車技術專業的人才需求定位,結合人才培養目標、按照CDIO理念要求重新構建專業課程體系。在CDIO構建的課程體系中,在構思(C)階段,根據新能源汽車企業的崗位需求,明確培養的人才應具備的具體能力,包括職業素養、創新能力、專業能力、工程實踐能力等[4]。在設計(D)階段,課程體系的編制融入智能新能源汽車1+X證書要求,證書以中級為主、高級為輔,按照不同的職業技能等級標準對學生進行分層教學,根據等級證書中不同的技能模塊融入相應的課程。在實現(I)階段,對學生新能源汽車崗位能力的培養,指向對新能源汽車的裝配與調試、檢測與維修、市場運作等工程實踐能力的提升。在運作(O)階段,通過企業實踐檢驗學生的知識儲備和動手能力,包括校內課程教學過程中的企業實踐和校內課程結束后的企業實習,學生在企業實操過程中實現“學中做,做中學”。

對應新能源汽車技術專業的人才培養目標,職業基礎能力的培養通過開設思政、心理健康教育、就業指導與創新創業、實用英語、高等數學、計算機文化基礎等類課程實現,培養學生的綜合素養、團隊協作能力、基礎知識應用能力等,課程開設于第一至第二學期;專業崗位能力的培養通過開設新能源汽車各類認知、檢測、維修等課程,培養學生的專業職業技能等類課程實現,課程開設于第一至第五學期;工程實踐能力的培養方面,通過新能源汽車技術綜合實訓、畢業設計和頂崗實習等實踐環節進一步增強學生的實操技能和工程應用能力,實踐課程開設于第五至第六學期。

在專業崗位能力的培養過程中,以電力控制、汽車電器、汽車拆裝等項目培養學生的專業基本能力,典型課程包括電工技術、電子技術基礎、汽車拆裝與調整等;以新能源汽車電子控制、新能源汽車電池及管理系統檢測、電機及傳動系統檢測等項目培養學生的專項專業能力,典型課程包括汽車電子電路系統檢測與維修、新能源汽車電池及管理系統拆裝與檢測、新能源汽車電機及傳動系統拆裝與檢測等;以新能源汽車整車故障診斷、新能源汽車整車維修等項目提高學生的專業綜合能力,典型課程包括新能源汽車整車電路分析與檢測、新能源汽車整車故障診斷與維修等。在該部分課程體系的設計過程中,緊緊圍繞培養“懂車強電”的專業人才特質,對接新能源汽車裝配、調試、檢測、維修等核心技能,結合智能新能源汽車1+X職業技能等級標準,將專業課程分為專業基礎模塊、智能新能源汽車1+X證書中級模塊和選修拓展模塊。在智能新能源汽車1+X證書模塊中,培養的學生滿足“新能源汽車動力驅動電機電池技術”“新能源汽車懸掛轉向制動安全技術”“新能源汽車電子電氣空調舒適技術”模塊的職業技能等級要求。在選修拓展模塊中,一方面開設汽車服務類課程,幫助學生擴大就業面;另一方面開設專升本課程,為學生提升學歷提供服務,如圖1所示。

圖1 新能源汽車技術專業課程體系

(三)優化專業課程實踐教學體系

CDIO理念模式下的人才培養方式要求以項目式教學完成專業課程的學習,實踐教學顯得尤為重要。需要以項目為導向,展示完整的課程知識體系,引入行業企業新技術、新方法、新工藝、新規范,將工程項目內容與企業實際工作任務緊密結合,將實訓考核標準與職業資格認證相對接,學生能夠快速將所學知識應用到工作中去,符合“課崗對接、書證融通、項目遞進、平臺共享”的人才培養模式[5]。以智能新能源汽車1+X證書模塊要求劃分主體實踐項目,如圖2所示。

圖2 新能源汽車技術專業實踐教學體系

根據智能新能源汽車1+X證書標準要求對課程項目原有的知識點、技能點進行深度優化。如:按照“新能源汽車動力驅動電機電池技術”模塊中級標準,新能源汽車電機及傳動系統拆裝與檢測課程優化后的實踐項目包括驅動電機部件、電機減速機構、電機冷卻系統、電機控制系統和電機控制器的檢測維修;新能源汽車電池及管理系統拆裝與檢測課程優化后的實踐項目包括逆變轉換系統、動力電池控制、電池管理系統、車載充電系統和動力電池性能的檢測維修;汽車發動機電控技術課程優化后的實踐項目包括動力機械部件、潤滑冷卻系統、動力綜合性能、燃油蒸發部件、排放控制系統的檢測維修;將變速箱內容從原來的汽車底盤電控技術課程中分離出來,單獨設置汽車變速箱控制技術課程,將知識點不斷細化,優化后的實踐項目包括電控變矩系統、變速換擋元件、動力分配系統、雙離合器系統和無級變速系統的檢測與維修。按照相同的方法對標“新能源汽車懸掛轉向制動安全技術”和“新能源汽車電子電氣空調舒適技術”模塊職業技能等級要求優化其他相關課程實踐內容。

在實踐項目的具體實施過程中,仍然采用CDIO工程教育理念,培養學生的動手能力以及分析問題、解決問題的能力,幫助學生提高就業競爭力。以“新能源汽車電子電氣空調舒適”項目為例,在構思(C)階段,調研企業涉及該項目的崗位有哪些,結合該項目1+X證書要求,將其包含的4個子項目進行任務分解,確定每個任務的教學內容和教學目標。在設計(D)階段,幫助學生掌握電子控制電路、起動與充電系統、電器與控制部件、空調與舒適系統的電路分析方法和電路檢測方法,針對常見的故障類型提出問題,引導學生思考,自行找到解決問題的方法。在實現(I)階段,由教師在整車或實訓臺架上對應各個任務設置檢測點和故障點,學生操作完成任務。如空調與舒適系統檢測維修子項目中,需要學生掌握制冷系統、暖風系統、通風系統部件的檢修以及空調控制電路的檢測。在運作(O)階段,強化實操能力,模擬企業崗位場景,對標企業崗位標準培養學生的工程實踐能力,并對操作結果進行評價反饋和修正。

(四)改革教學模式和教學方法

順應CDIO教育理念要求,新能源汽車技術專業需要改變傳統的教學模式和方法,實施能力本位培訓模式,形成工程化職業技能教學體系。教師在課堂上起到引導作用,充分發揮學生主體作用,讓學生由聆聽者變為實施者,積極參與到課堂活動中,激發學生學習興趣[6]。

課程教學過程要具有新能源汽車技術專業要求的獨特性,在實施項目式教學過程中,每節課解決1～2個問題,三分講、七分練,引導學生思考,學會舉一反三,掌握解決問題的思路和方法。注重實踐教學環節,注重培養學生的5S規范,將教學過程與企業實踐對接,以企業實際案例為任務,分小組教學,在學生掌握專業知識技能、提高工程實踐能力的同時,也培養了學生團隊精神和協作能力。同時,在班級選取優異的學生培養幾名班級助教,在教學過程中起到良好的輔助作用,幾名助教也能夠獲得樂趣和成就感,大大提高學生的學習興趣和積極性。

在課堂教學中融入CDIO理念,引導學生做好學習規劃和職業規劃。在課程教學中,明確告知學生本門課程學習需要解決的問題和對應的相關職業崗位要求,帶領學生學習了解新能源汽車產業的新技術、新知識等,幫助學生主動地、積極地、有目的性地學習。

校企合作在CDIO理念工程教學中也起著至關重要的作用。教師通過參加新能源汽車企業實踐提升專業素養、專業技能,掌握新能源汽車的新技術、新規范,在課堂教學中引入企業新能源汽車的相關培訓內容,在學生和企業之間搭建知識的橋梁;同時聘請企業專業技術人員、技能大師入校授課,或以講座等形式面對面向學生傳授知識。教學形式的多樣化提高了人才培養的靈活性,進一步提升了培養質量。

充分利用信息化教學手段,在網絡平臺以工程項目的任務為導向建設立體化教學資源,尤其是專業核心課程的教學資源,提升學生的工程實踐能力。平臺的教學資源包括教材、教案、課件、教學視頻、教學軟件、實訓指導書、項目式工單、題庫等,學生可在線上完成課前預習、課中檢驗、課后復習,配合線下的課堂教學,達到更好的學習效果。

(五)完善考核評價體系

在CDIO訓練模式下,學生是否在職業素養、專業技能、綜合能力方面達到預期效果,需要建立完善的考核評價體系。為確保培養工程實踐型人才質量提供重要保障,在此過程中,還需結合1+X證書制度標準實現人才培養質量監測。在新型評價體系下,一紙化考試不再是主要形式,評價內容不僅僅是學生的理論知識掌握情況,更重要的是學生的技能應用能力;評價主體不僅包括教師,還包括企業導師和學生。結合企業需求,以項目為載體,以知識點、技能點的完成過程和效果為主要考核對象,過程評價與效果評價相結合[7]。同時,建立可調節的過程評價與考核體系,通過評價體系得到反饋信息,為后續考核評價不斷調整、改進提供參考。

以新能源汽車電池及管理系統拆裝與檢測課程為例,傳統的考核方式主要是試卷考試,無法全面反映學生的職業技能水平。改變評價體系后,采用過程性考核方式,以實訓室與維修車間相結合、學生與企業員工相對比的模式進行真實項目考核,從職業技能和職業素養兩個方面展開評價。其中,職業技能評價占70%,包括理論認知評價、拆裝檢測技能評價、故障維修技能評價、1+X考核評價;職業素養評價占30%,包括出勤考核評價、安全規程評價、團隊任務評價、創新能力評價等。教師評價、企業評價、學生自評、學生互評相結合。該考核評價體系符合CDIO教育模式要求,符合智能新能源汽車1+X證書中“電池系統功能檢測與維修”標準要求,符合企業工程實際要求,對學生的綜合素質進行了客觀、真實地評估。

三、CDIO理念下新能源汽車人才培養模式的實踐成效

基于CDIO理念指導下的新能源汽車技術專業人才培養模式符合當前高職院校人才培養的特色,在高職院校的實踐中具有顯著成效。以安徽工商職業學院為例,前述專業人才培養模式應用后,學校培養的新能源汽車技術專業學生在技能競賽、1+X證書考核、就業等方面均獲得良好效果。

(一)技能競賽

在新型人才培養模式下,學生課堂參與度顯著提升,實踐動手能力全面提升。多樣化的教學資源、工程化的教學模式、課堂教學與企業真實場景相結合的教學手段激發學生對新技術的探索熱情。學校組織學生多次參加省級汽車類專業技能競賽,獲得省級職業院校技能大賽(高職組)獎項。

(二)1+X證書考核

按照《國家職業教育改革實施方案》要求,從2019年開始,在職業院校、應用型本科高校啟動1+X證書制度試點工作[8]。1+X證書制度打破了原有職業教育模式,使人才培養更加具有特色化和針對性。我校第一批證書試點專業,將主要培養目標聚焦在智能新能源汽車1+X中級證書所要求的知識點和技能點上。

改革后的新型人才培養模式融合智能新能源汽車1+X證書標準要求,使得人才培養目標更為明確,1+X證書考核也成為檢驗學生專業知識學習效果和工程實踐能力的標準之一。將該模式應用于新能源汽車技術專業學生的人才培養過程中,2021年智能新能源汽車1+X中級證書考核通過率達到91.4%,相比人才培養模式改革前約85%的通過率,提升效果明顯。

(三)畢業生就業

改革后的新型人才培養模式更加注重學生技術技能的提升,培養的學生職業技能符合企業崗位需求,注重知識與工程實踐相結合,強化實踐性和職業性。學生通過到企業的實習拓展,順利完成院校學習到企業工作的過渡。從2019級新能源汽車技術專業學生的就業情況來看,畢業生廣泛分布在全省乃至整個長三角新能源汽車企業,比亞迪、蔚來、江淮等諸多車企對學生均具有較高的認可度和滿意度,如圖3所示。同時,多家車企有意向與學校合作建設汽車產業學院,服務“三地一區”建設,實現校企“雙主體”育人機制。

圖3 企業對學生評價反饋

四、結語

當前高職院校新能源汽車技術專業培養模式下的學生工程實踐能力不足、專業綜合素質偏弱,傳統模式下的教育理念不再能夠很好地匹配高職院校高素質技能型人才的培養需求。本研究借鑒的CDIO教育理念是近年來國際工程教育改革的最新成果,通過該教育理念為引導,結合新能源汽車技術專業的專業特色和1+X證書制度,重新構建了高職院校新能源汽車技術專業人才培養目標、課程體系、實踐教學體系、教學方式方法和考核評價體系,形成一種新型的符合新能源汽車產業需求的人才培養模式。改革后的人才培養模式強化了學生的工程實踐能力,提高了學生的綜合素質,使新能源汽車產業對人才崗位需求有較好的契合度,更好地推動了新能源汽車產業發展。