【论文选刊】申焱华 杨耀东：产业重构下车辆工程专业学位研究生课程体系构建

作者简介：申焱华，北京科技大学机械工程学院副教授、博士生导师，工学博士；杨耀东，北京科技大学机械工程学院副教授，工学博士。

基金项目：北京科技大学研究生教改基金项目“车辆工程专业学科框架体系演变下的研究生课程建设与实践”（2023JGC005）

一、引言

技术快速迭代促进车辆进入“新四化”时代，使车辆向更环保、更安全、更便捷的交通运载工具方向发展，新能源网联化车辆作为机械、电子、通信、计算机、能源动力、交通运输等技术融于一体的集成创新与应用平台，形成了有别于传统燃油车辆的产业链布局。近年来，我国车辆行业得到蓬勃发展，现代化高科技的车辆企业对相应人才需求量增大，侧重工程实践与应用的车辆工程专业学位硕士研究生正是为满足行业需求而培养的专业人才。然而，基于传统车辆的人才知识体系与当前产业技术发展出现严重不匹配现象，需要理清现象背后的深层次问题，并依此进行专业学位研究生课程体系改革，满足人才知识体系与产业需求的适配对接。^[1,2]

二、产业重构下车辆工程专业知识体系的变化

燃油动力驱动的车辆作为交通运载工具已发展百余年，车辆结构形式及驱动技术虽一直在演变，但基本围绕机械结构、燃油动力传动系统等进行，涉及学科大部分属于机械工程及能源动力领域，目前我国高校车辆工程专业即属于机械工程一级学科，是以“机械+动力+控制”学科内容进行专业课程设置。^[3,4] “电气化、智能化、网联化与共享化”的车辆成为智能移动生活空间，是硬件+软件双重主导的“新物种”，新能源网联化车辆使原有车辆行业产业布局发生改变，围绕新产业链涌现出众多新型公司，扩大了行业急需领域人才需求，形成了产业链—创新链—人才链有益联动。

车辆工程转变为“机械为载体、新能源、信息技术、人工智能等学科”交叉融合知识体系时^[5,6]，原有基于“机械+控制”学科框架的专业学位研究生课程难以涵盖当前车辆行业对多学科知识储备的需求。车辆工程专业研究生时常感觉专业领域新进展多源于其他学科专业技术（电子技术、控制技术、计算机技术、软件工程等）的应用，本领域原有课程体系对多学科跨专业相关知识涉及较少，基于传统车辆工程专业的课程体系与研究生自我成长成才期望不匹配，与行业技术发展趋势不同步，使研究生对本专业课程体系信心不足。

以车辆安全类人才需求为例，传统车辆安全着重于车辆碰撞等车体结构层面的研究，面向智能化、网联化新能源车辆，行业急需的车辆安全类岗位属于信息安全与网络安全，关注全生命周期的车辆技术安全，涉及车辆电子电气、车辆测试技术、密码学、软件工程、运营管理等不同学科知识，岗位人才需具有系统的车联网安全专业知识，理解国内外车辆安全相关法律法规和标准，并能制定体系化的结构方案。

车辆安全方向涉及的内容，意在解决“新四化”时代车辆安全面临的新问题，对人才知识体系需求呈现明显跨学科特性。传统车辆工程专业主要在机械一级学科下开展教学活动，对电子电气、计算机信息科学等课程设置较少，现有车辆专业研究生课程无法搭建贯通多学科知识的课程体系。针对课程建设、人才培养遇到的新问题，车辆工程专业需顺应产业结构演变态势，从学科知识框架体系变革层面进行思考，在车辆“新四化”时代，通过改革专业学位研究生课程体系增强对产业需求的适应性。

三、知识生产模式变迁下的研究生课程体系

从整体工程观层面看，车辆工程专业学位研究生课程系统性变革，需了解知识生产模式变迁，结合当前学界研究、行业技术发展与人才培养需求等，理清相应知识生产模式对学科知识体系的要求，摒弃学科间壁垒，通过合理的课程设置使车辆工程研究生能理解新能源、智能网联车辆的设计理念，形成跨学科、可持续发展的知识体系框架，进而实现车辆工程专业学位研究生课程体系重构。

知识生产模式指知识生产方式，目前已概念化为三种模式。知识生产模式I的知识生产发生在传统单一学科结构体系内部，该模式下的大学是知识生产的主要场所；知识生产模式Ⅱ，转向注重解决具体实践问题，多学科团队在短时间内聚集起来实现知识的社会应用研究，该模式具备跨学科性、异质性和组织多样性特性。不同于知识生产模式Ⅰ中研究人员角色的超然、中立观察者角度，模式Ⅱ中，知识生产者是对社会负责的行动者。知识生产模式Ⅲ是模式Ⅰ和模式Ⅱ的发展，强调知识生产者的多元主体性、社会参与性及协同创新。^[7,8] 如美国控制学会2023年“Control for Societal-scale Challenges：Road Map 2030”^[9]，该论文由百余位专家撰写，旨在为控制学科未来十年发展制定技术路线图，涉及的不仅是工程领域，同时还包含金融服务、环境保护、气候变化、社会经济等领域，从社会大尺度层面阐述控制系统应转向应对重大社会规模的挑战，显著体现知识生产模式Ⅲ主导下未来控制学科的发展特色。

“新四化”时代的车辆行业，从新技术的跨学科特性、新能源网联化车辆的产业链重构、政府节能减排层面的政策引导等，可清晰看出，其知识体系体现交叉广度和融合深度迅速扩展特点，车辆工程专业未来发展正从知识模式Ⅱ迈向知识模式Ⅲ进程中。车辆专业知识生产模式演变使研究生课程体系须在跨学科语境下思考，通过创建多学科交叉融合的课程体系，解决车辆行业电动化、数智化发展方向对专业人才知识广域性的要求。

四、基于课程群落的研究生课程体系

1.多学科跨领域融合的车辆工程专业

新能源车辆是作为智能终端、储能单元和移动空间存在的，2023年6月发布的国家重点研发计划申请指南文件可以看到：“新能源车辆在未来几年将从能源动力（特别是动力电池）、电驱系统和智能系统、以及整车的轻量化和智能网联等层面进行研究”，车辆工程已超越传统车辆的内涵。对于新能源智能网联车辆的研发，偏向先进燃料、燃料电池等研究的新能源动力系统，侧重电动化与智能化的车辆底盘系统，以及关注于车辆的电子控制系统、传感器技术及车载信息处理的车辆电子信息系统等，涉及各学科领域跨度较大，即便针对某个细分方向，新能源车辆涉及的知识系统也与传统相关方向有较大不同，呈现多学科、跨领域、深融合、强交叉复合型特点。

以智能网联车辆为例，其将车辆作为载人载物移动终端平台，可实现车辆间、车辆与基础设施间、车辆与云端信息间的信息互联，是未来车辆智能出行的基本保障，该技术兴起源于通信、信息等学科技术发展，首先需要对车辆电子电气架构有深入了解，而该方面相关知识属于自动化和通讯学科领域。智能网联车辆研发涉及车辆自身数据通讯及网络安全，在不了解相关车辆数据总线、电子电气架构变化情况下进行智能网联技术学习与研究，无法满足行业市场对相关人才能力的期望。

为使研究生从基本、系统性角度理解智能网联车辆技术并具备解决实际问题的能力，需围绕智能网联车辆这一大类方向建立较系统的知识框架，打破现阶段车辆工程专业学科课程限制，通过配置不同学科组课程，将车辆、交通、通信、自动化、计算机技术等学科领域相关知识进行跨学科有效组织，为从事该方向研发的研究生提供相应知识体系。

2.交叉学科体系的课程群落构建

鉴于新能源车辆产业链结构变化，以车辆行业内各大类发展方向为核心、基于课程群落方式构建专业学位研究生课程体系，通过行业发展新技术及需解决的问题将不同学科专业的知识融合连接，形成多层次、多维度网状知识群，帮助研究生认识不同学科知识在处理问题的不同视角与作用，理解理论知识与产业实践之间的紧密连接，培养研究生解决行业内各种场景化问题的实践能力。

以英国克兰菲尔德大学（Cranfield University）开设的智能网联车辆（授课型）工程硕士的课程为例^[10]，其设置相关必修课程包括：车辆传动动力系统；路径规划、自主和决策；传感器、感知和可视化；系统工程；嵌入式车辆控制系统；交通优化；人因工程、人机交互及ADAS系统；网络系统和网络安全；道德、安全及监管；技术战略和商业模式等十几门课程。

美国约翰斯·霍普金斯大学（Johns Hopkins University）机器人学科的硕士研究生课程体系中^[11]，按研究方向分成几大类：自主系统；动力学、导航、决策和控制；人机与机器人协作；感知和认知系统等，每个大类均设置十几门相关基础课程及应用课程，分属计算机、自动化、机械、电子信息工程等学科，部分课程为多个大类共有。美国宾夕法尼亚州立大学（Pennsylvania State University）的汽车技术教育研究生项目（GATE），在新能源领域车辆工程研究生课程培养中，重点关注混合动力推进和燃料电池汽车的高功率车载储能技术，将车辆系统的主体整合到储能课程，包括车辆拓扑、先进燃料、燃料电池、电力电子、控制、替代燃料和车辆燃油效率等，为学生车辆行业和研究领域的职业生涯做好知识储备。

北京理工大学车辆工程专业学位研究生课程体系中，划分了六大研究方向，以智能网联新能源车辆方向为例，主要研究新型能源、新能源动力及智能网联在车辆上的应用，包括电动汽车技术、混合动力技术、氢能源及氢动力技术、汽车新型能源及动力系统、汽车节能技术、车载网络及智能控制技术等，研究生基于该方向培养目标自主匹配相应专业选修课程。

车辆工程专业研究生课程体系中，基于跨学科知识融合方式构建围绕研究方向的整体性知识框架。从知识生产模式Ⅱ可知，该知识框架延续了知识的普遍性和稳定结构的传统，进一步强调了跨学科的知识关联；知识生产模式Ⅲ的“情境化”强调科学技术与市场、社会的互动关系，该生产模式要求构建的知识框架体系能处理各种“情境化”问题，构建的知识框架不是对知识点及知识增量的简单叠加，而是具有自组织性、动态适应性及系统开放性，具备可持续发展的动力，掌握该知识框架的研究生将能适应不断变化的外界环境。由于跨学科交叉研究生课程必然涉及学术组织变革，因此需通过高校内院系间教学资源流动配置，破除不同学科间人才培养体系相对封闭的问题，解决研究生培养面临的冲突与矛盾。^[12]

3.课程群落的体系化梳理

学科交叉融合使不同专业间原来较明显的分界线正逐渐变得模糊，如自主行驶车辆的出现将车辆工程与交通工程逐渐联合起来，以往车队行驶、车辆在交通流中的行为等本属于交通工程专业领域的研究，如今基于车—路—云的单车、多车行驶成为车辆工程专业主流研究方向，学科及专业领域相互渗透，课程组织形式具有“院系联合”特征，需要在更高更广层次组织研究生课程体系。从“产业链—创新链—人才链”大系统角度看，基于行业需求及技术发展趋势设置车辆工程专业各大类培养方向势在必行，通过围绕各方向设计相应课程群落，明晰群落各课程间的关系，基于课程群落建设多学科交叉课程生态系统。

课程群落需避免唯研究方向进行狭义的课程设置，课程群落的课程不是企业的培训班，过于唯技术层面的课程设置会使研究生知识框架丧失对未来技术发展所应具有的适应性及人文关怀特性。不同于以往车辆工程专业研究生课程体系主要是理工科领域课程，针对新能源网联化车辆发展，还需要从社会可持续发展等角度进行思考，如自动驾驶车辆面对“电车难题”、面向弱势道路使用者等行为决策^[13]，引导研究生思考车辆在智能网联时代面临的境况与困惑，通过社会伦理学等课程学习，赋予研究生具备相应人文思想，帮助其在物理—信息—社会大系统下进行车辆自主行为的决策与规划。多学科跨专业课程群落顺应了车辆工程专业知识生产模式的转型，课程群落的课程设计将以产业技术发展趋势为引擎，不仅突破理工科各学科领域划分，还将融入人文社科相关课程，重视知识应用的道德诉求，从而构建支撑未来车辆高质量发展的复合型人才培养体系。

面向行业研究方向的课程群落并非课程数目简单叠加，其将该方向各学科知识进行深度融合，研究生基于课程群落的学习与实践，能将零散的知识变为具有体系结构的知识网络，不断将增添的知识点整合于知识体系框架，形成具有整体性和全局性的多学科知识体系。

五、北京科技大学车辆工程专业学位研究生课程体系

道路运载领域在“新四化“时代下加速了技术变革，车辆工程专业内涵的持续丰富，使车辆专业的研究内容和领域边界不断拓展，促使学科专业知识的重新界定。国内多所高校将原“车辆工程”院系名更改为“车辆及载运工具”，希望突破对车辆工程专业的狭隘定义，使原本公路车辆转变为其中的一部分，从而扩大自身可研究领域，抽取出各种载运工具底层共性知识，重新塑造该专业的学科基础和技术内核。同时，行业可持续发展与人才培养间的系统性耦合关系，也对车辆工程专业研究生培养提出了知识转型需求，为此国内相关高校均在积极探索以新技术与多学科相融合的创新人才培养体系。

1.具有行业特色的课程群落

北京科技大学车辆工程专业的前身是矿山机械工程专业，成立于1959年，1998年全国学科专业调整，“矿山机械工程”学科转入“车辆工程”学科。近年来，车辆工程专业从本学科的规划和可持续发展方面不断推进建设，在多学科交叉融合背景下改进了专业学位硕士研究生培养方案，结合自身在行业内特色和科研积累，梳理了本专业主要研究方向，包括工程车辆集成设计、车辆系统动力学与控制、车辆运行行为控制与监测、车辆智能控制、新能源动力系统与储能技术、车辆轻量化技术，以及矿山装备智能化技术等方向，意在将科研优势转化为优质研究生教学资源，促进理论教学与行业实践应用相结合，提升学生创新能力。

围绕主要研究方向进行了专业学位研究生课程体系建设，以所属机械工程学院的全部研究生课程作为本系研究生课程候选池。除车辆专业领域核心专业课外，车辆工程专业拓展选修课程数目增加至59门，研究生基于从事的研究方向，进行课程系统配置；同时，打通全校各学科选课权限，研究生根据自身在该研究方向的理论知识短板，选修其他学院相关课程。所设立的各研究方向具有多学科、跨专业特性，通过车辆工程系在上层有组织推进学科边界跨越，在下层学生端实现围绕研究方向跨学科选课机制，基于课程群落方式强化了领域知识的系统性，强调了理论知识和实际应用场景的交互，通力合作培养面向产业应用与未来发展的专业学位研究生。

以“矿山装备智能化技术”研究方向为例，北京科技大学车辆工程系在金属及有色矿山领域耕耘多年，在国家“十五”到“十四五”计划期间，承担过多项金属矿山大型装备研发及装备智能化国家重点研发项目，在露天矿山、地下矿山的非公路车辆设计及智能化科研层面有着显著优势，与徐工集团、北方重汽等国内大型工程机械企业有着广泛而深入的校企合作，实现了产研、产学的良好融合，为行业培养了大量技术人才。该研究方向的设置既有鲜明行业特色，也符合该行业未来技术发展趋势，围绕着矿山装备的智能化设置的多学科课程群，除原有工程机械领域的专业课程，本校土木工程学院在采矿工程、矿山装备方面课程可为研究生提供矿山开采及运行的行业背景，并通过对5G、大数据、人工智能等新兴技术的学习，实现以矿山行业发展和技术需求为导向的多学科交叉融合课程体系，帮助学生整合碎片化知识，提升学生对知识系统性、深层次的理解，培养其对工程车辆领域的前沿技术问题进行分析与解决问题的实践能力。

2.课程群落体系下课程内容建设

课程群落设置意在培养学生对所关注研究方向的全面理解，为专业学位硕士研究生提供可满足立即就业所需的行业技能；同时，考虑未来技术迭代及行业发展趋势，通过课程群落对既有知识体系进行拓展和延伸，从不同学科使用的技术、工具、设备和方法论来认知所研究的对象^[14]，确保研究生能通过不断工程实践巩固和优化新知识体系，以胜任复杂多变的产业经济环境给固有知识体系带来的挑战。

以“工程车辆集成设计”研究方向为例，其着重在非公路车辆、工程作业装置等设计与研究，课程群落包含专用车辆设计、车辆自动变速系统结构与控制、车辆新型驱动系统、车辆液压传动与控制、车辆传动系统原理与设计，优化理论与方法、车辆振动与控制、工程车辆智能控制、车辆可靠性工程等课程。车辆工程系过去20多年已与多家企业合作成功研制了载重25吨至400吨的多款矿用汽车，对机械式传动、静液压传动、电传动在工程车辆的应用特点有着深刻理解。在各门课程内容建设过程中，教师将车辆工程系与企业合作过的项目作为案例进行分析，以回答行业关心的问题为主体，将通用理论与专业知识结合，为研究生展示了理论知识的场景化应用，引导研究生学会使用新的前沿理论与技术解决本行业发展所遇到的新问题，满足行业创新发展的需求。更进一步，在课程群落架构优化基础上，强调不同课程在整个课程群落体系的地位，课程内容注重与课程群落其他课程之间的有效衔接，以工程车辆为核心，将隶属不同学科的课程基于逻辑关系进行有机融合，面对新的产业结构建立交叉融合的专业学位研究生课程体系。

六、结论

责任编辑：骆四铭‍‍‍‍‍‍‍

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