李宏才，孫瑞鑫，陳經(jīng)緯，步智恒，陳 羿

(1.北京理工大學(xué) 車輛傳動國家重點試驗室，北京 100081；2.北京理工大學(xué) 機械與車輛學(xué)院，北京 100081)

為應(yīng)對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展和“中國制造2025”等一系列國家戰(zhàn)略，教育部積極推進新工科建設(shè)，做未來科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才的前瞻性和戰(zhàn)略性培養(yǎng)，搶占未來發(fā)展先機，著力培養(yǎng)科學(xué)基礎(chǔ)厚、創(chuàng)新能力高和工程實踐能力強的具備國際競爭力的綜合素質(zhì)高的復(fù)合型工程科技人才。國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于進一步支持大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的指導(dǎo)意見》指出，要深化高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育貫穿人才培養(yǎng)全過程，建立以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)為導(dǎo)向的新型人才培養(yǎng)模式。大學(xué)生作為我國未來發(fā)展當(dāng)中的中堅力量，其創(chuàng)新能力對我國的科技發(fā)展及技術(shù)發(fā)明都有著非常大的影響。為了適應(yīng)新工科的培養(yǎng)要求，各高校做了諸多嘗試。世界上車輛行業(yè)發(fā)生了重大變革，正從燃油車向著電動車、智能車方向快速轉(zhuǎn)變。高校車輛工程專業(yè)擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)汽車產(chǎn)業(yè)未來人才的艱巨任務(wù)，創(chuàng)新精神和工程實踐能力是車輛工程專業(yè)人才培養(yǎng)的重要目標(biāo)，而學(xué)科競賽是高校培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生綜合素質(zhì)的有效途徑。

一、能力培養(yǎng)現(xiàn)狀分析

我國傳統(tǒng)工科人才培養(yǎng)模式始于1952 年院系調(diào)整，為我國各行業(yè)培養(yǎng)了數(shù)不盡的工程技術(shù)人才；黨的十七大以來，黨中央、國務(wù)院作出了走中國特色的新型工業(yè)化道路、建設(shè)創(chuàng)新性國家及建設(shè)人才強國的戰(zhàn)略部署。教育部提出了卓越工程師培養(yǎng)計劃。北京理工大學(xué)車輛工程專業(yè)首批入選卓越工程專業(yè)培養(yǎng)計劃。專業(yè)建設(shè)加強實踐教學(xué)，主要加強了專業(yè)認(rèn)知實習(xí)、課程實驗、拆裝實習(xí)、駕駛實習(xí)、生產(chǎn)及工藝創(chuàng)新實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計的學(xué)時和深度，聯(lián)合內(nèi)蒙古第一機械集團有限公司、江麓機電集團有限公司等優(yōu)質(zhì)企業(yè)建設(shè)了一批國家級工程實踐教育教學(xué)基地，成立了地面機動裝備實驗教學(xué)中心、工程訓(xùn)練中心和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)中心等，為學(xué)生的實踐活動提供豐富的教學(xué)資源，取得了豐碩的成果。但是，學(xué)生綜合能力培養(yǎng)方面仍然存在一些不足。

(一)工程實踐作用發(fā)揮不夠

現(xiàn)在車輛工程專業(yè)的實踐課程主要是對理論課程的補充，比如構(gòu)造與原理課程講授車輛構(gòu)造和原理，拆裝實習(xí)通過實物的拆解補充對構(gòu)造與原理的理解和掌握；車輛制造工藝學(xué)講授車輛制造工藝過程、零件表面加工方法和機械加工質(zhì)量等，生產(chǎn)及工藝創(chuàng)新實習(xí)以車輛典型零件為對象，完成零件制造的工藝全過程，主要還是對制造工藝學(xué)的補充；課程實驗普遍為理論課程預(yù)設(shè)的固定的驗證性基礎(chǔ)實驗，自由度低，與學(xué)科前沿跟進不足。因此，現(xiàn)階段工程實踐僅作為理論課程的輔助教學(xué)過程，對于拓展學(xué)生的工程實踐能力，其作用發(fā)揮不足。

(二)學(xué)科交叉融合欠缺

現(xiàn)在電動車、智能車和無人駕駛技術(shù)等發(fā)展非常快，而高校專業(yè)培養(yǎng)方案一般為4 年做1 次修訂，專業(yè)課程設(shè)置滯后，知識體系主要以機械類為基礎(chǔ)，實踐課程也基本圍繞傳統(tǒng)基礎(chǔ)課程開展，與電子、控制、光學(xué)和工業(yè)設(shè)計等其他學(xué)科融合不足?，F(xiàn)在大學(xué)開展了大類培養(yǎng)，強調(diào)基礎(chǔ)，弱化專業(yè)，加強了基礎(chǔ)學(xué)科的交叉融合學(xué)習(xí)。但在師資力量、創(chuàng)新實踐等各方資源融合共享不夠，難以對車輛等新工科專業(yè)人才培養(yǎng)形成有力支撐。

(三)創(chuàng)新能力訓(xùn)練不足

高等院校專業(yè)培養(yǎng)方案，面向社會人才需求，既要滿足理論知識的學(xué)習(xí)，又要開展實踐能力的培養(yǎng)，而對于研究型大學(xué)來說，理論要重于實踐。實踐是創(chuàng)新的源泉。學(xué)生的實踐能力往往并不能得到有效鍛煉。高校的專業(yè)設(shè)置基本以學(xué)科為主，學(xué)生培養(yǎng)方案學(xué)科設(shè)置交叉融合度不足，學(xué)生缺乏創(chuàng)新思維能力的開發(fā)、訓(xùn)練和實踐。“互聯(lián)網(wǎng)+”“一帶一路”為代表的國家創(chuàng)新發(fā)展項目對工程科技人才提出的新要求，以物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和共享經(jīng)濟為代表的新經(jīng)濟也對工程教育的改革和發(fā)展提出了新挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的以觀摩、驗證為主的實踐方式滿足不了創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要求。

(四)忽視業(yè)務(wù)能力培養(yǎng)

大學(xué)，不僅僅是知識的傳授，更重要的是能力的培養(yǎng)。自我學(xué)習(xí)能力、實踐動手能力和創(chuàng)新能力之外，還有重要的業(yè)務(wù)能力。大學(xué)生基本是在象牙塔里三點一線的生活，缺乏社會交往能力、團隊協(xié)作精神和獨立工作能力等的培養(yǎng)，這就是社會普遍認(rèn)為的大學(xué)生缺乏工作經(jīng)驗。雖然，工作經(jīng)驗的缺乏，是大學(xué)生成長過程的必然，但是如果在大學(xué)時期能夠加強業(yè)務(wù)能力的培養(yǎng)，增加步入社會的工作經(jīng)驗，從而提高學(xué)生的綜合能力，就可從容迎接新的技術(shù)變革和未來發(fā)展的挑戰(zhàn)。

二、車輛學(xué)科競賽作用分析

教育部等部門在《關(guān)于加快建設(shè)發(fā)展新工科實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0 的意見》(教高(2018)3 號)中提出：“著力提升學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力”，而學(xué)科競賽不僅能提高學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識和能力方面也具有一定的積極促進作用?！秶鴦?wù)院辦公廳關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》提出，要深化高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育貫穿人才培養(yǎng)全過程，建立以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)為導(dǎo)向的新型人才培養(yǎng)模式。加強大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)，完善中國國際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽可持續(xù)發(fā)展機制，鼓勵各學(xué)段學(xué)生積極參賽。

為鍛煉學(xué)生的綜合能力，國家每年舉辦各種不同行業(yè)、不同類型的大賽，促進培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力、創(chuàng)新思維、學(xué)科交叉融合能力及業(yè)務(wù)能力等綜合能力。如車類比賽有全國大學(xué)生方程式汽車大賽、殼牌汽車環(huán)保馬拉松、Honda 節(jié)能競技大賽和智能汽車競賽等。

下面以北京理工大學(xué)巴哈賽車隊的實踐活動分享學(xué)生綜合能力培養(yǎng)經(jīng)驗。

(一)巴哈賽車簡介

中國汽車工程學(xué)會巴哈大賽Baja SAEChina(簡稱BSC 大賽)是由中國汽車工程學(xué)會(China SAE)主辦，在各院校間開展的小型越野賽車設(shè)計和制作競賽。賽事源于美國，是大學(xué)生方程式汽車大賽前身，適合職業(yè)院校和本科低年級學(xué)生參與，競賽包括多種靜態(tài)與動態(tài)項目測試，靜態(tài)項目包括技術(shù)檢查、賽車設(shè)計、成本與制造和商業(yè)營銷等，動態(tài)項目包括牽引力、繞樁、直線加速、操控性、單圈計時和耐力比賽等。

賽事目標(biāo)是激發(fā)參賽學(xué)生對汽車專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣，促進主動學(xué)習(xí)并深入掌握汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造、裝配、調(diào)教維修和市場營銷等多方面的專業(yè)知識和技能，并提高團隊合作能力。通過職業(yè)院校和本科院校的競技，促進2 類院校汽車專業(yè)改革，提升專業(yè)內(nèi)涵，為汽車產(chǎn)業(yè)輸送更多的復(fù)合型人才。

2015 年8 月26 日中國汽車工程學(xué)會在山東濰坊市成功舉辦了第一屆巴哈大賽，中國成為世界上第6 個舉辦巴哈比賽的國家；2019 年開始舉辦電動巴哈比賽。

北京理工大學(xué)巴哈車隊2015 年組建，由機械與車輛學(xué)院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心負(fù)責(zé)車隊的一切活動，技術(shù)指導(dǎo)工作由車輛工程系經(jīng)驗豐富的教師小組承擔(dān)。車隊面向全校大一至大三年級招收隊員。車隊按技術(shù)分為底盤組、動力與傳動組及車身車架組和運營組。隊長負(fù)責(zé)車隊的總體協(xié)調(diào)工作，各小組負(fù)責(zé)組內(nèi)的技術(shù)工作。車隊一直貫徹著“可靠的性能，精巧的設(shè)計，靈巧的操控”的設(shè)計理念打造巴哈賽車，積極參加歷屆巴哈大賽。2016 年首次參賽獲本科組二等獎，2018、2019 年營銷比賽兩連冠，2019 年獲得了本科組一等獎，2021 年獲得了本科組二等獎。從2016 年開始有10 多名隊員保送研究生。

(二)培養(yǎng)學(xué)科交叉融合自學(xué)能力

中國汽車工程學(xué)會巴哈大賽是一個多學(xué)科、多專業(yè)融合的創(chuàng)新實踐項目，涉及機械、能源、電子、車輛和工業(yè)設(shè)計等專業(yè)的學(xué)科知識。除了牽引力、繞樁、直線加速、操控性、單圈計時和耐力比賽等動態(tài)比賽外，還有技術(shù)檢查、賽車設(shè)計、成本與制造和商業(yè)營銷等靜態(tài)比賽。車輛設(shè)計等技術(shù)工作組主要由車輛專業(yè)學(xué)生聯(lián)合機械、能源、電子和材料等專業(yè)同學(xué)組成，負(fù)責(zé)車輛設(shè)計、制造和調(diào)試等，成本與制造、商業(yè)營銷等主要由工業(yè)設(shè)計、管理等專業(yè)學(xué)生組成，負(fù)責(zé)經(jīng)濟分析、成本控制和宣傳推廣與贊助等工作。每一位隊員不僅僅是自己專業(yè)的A角，同時還是其他一二個專業(yè)工作的B 角。因此，在一個賽期內(nèi)，隊員需要自學(xué)不同學(xué)科相應(yīng)的技術(shù)知識。類似巴哈賽車的大學(xué)生車類競賽，極大地促進了學(xué)生多學(xué)科交叉融合自主學(xué)習(xí)能力的提高。

(三)增強創(chuàng)新思維能力訓(xùn)練

中國汽車工程學(xué)會巴哈大賽，比的是在賽事規(guī)則和制造標(biāo)準(zhǔn)下更輕、更快和更可靠及成本更低，需要不斷優(yōu)化車輛的動力性、經(jīng)濟性和可靠性，隊員們每個賽期內(nèi)，循序漸進不斷優(yōu)化車身、傳動和懸架，需要學(xué)生在掌握相關(guān)專業(yè)知識的基礎(chǔ)上充分發(fā)揮創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。從2020 賽季開始，大賽鼓勵使用四驅(qū)結(jié)構(gòu)，北理工巴哈車隊秉承著創(chuàng)新精神，從設(shè)計思路、傳動形式、材料使用和加工工藝都做出更多嘗試，將賽車的各項性能均比前代車上了一個臺階。賽車采用了精巧的五速序列式的變速器，傳動效率與極速達到首屈一指的水平；動力單元實現(xiàn)模塊化，保養(yǎng)維修更加便利；引入電控后輪轉(zhuǎn)向，使四驅(qū)系統(tǒng)賽車具有低于后驅(qū)賽車的轉(zhuǎn)彎半徑。

(四)業(yè)務(wù)能力的培養(yǎng)

組建巴哈賽車隊參加比賽，涉及方方面面的工作。技術(shù)工作之外，有賽事申報、隊員招募、組織管理、技術(shù)培訓(xùn)、外協(xié)外聯(lián)、場地協(xié)調(diào)、物資管理、活動組織、聯(lián)絡(luò)宣傳、車手訓(xùn)練、賽場協(xié)調(diào)和后勤保障等等，眾多工作基本由隊員完成。在一個賽期內(nèi)，可以鍛煉隊員的人際交往能力、組織協(xié)調(diào)能力、團隊協(xié)作能力和吃苦耐勞精神等。比如，車隊自行聯(lián)系車輛零部件的外協(xié)加工，協(xié)調(diào)車手訓(xùn)練場地，自行聯(lián)系賽車集裝運輸轉(zhuǎn)場；耐力賽中，2 名車手需要在近40 ℃的環(huán)境下，身穿比賽服完成4 小時的耐力賽，極端考驗車手的身體心理素質(zhì)；后勤保障團隊協(xié)調(diào)兄弟車隊保障車隊的賽時搶修；運營組完成營銷比賽和宣傳工作等等。

從隊員的就業(yè)和讀研信息反饋來看，車隊隊員能夠很好地融入到工作崗位，早于其他同學(xué)成為企業(yè)骨干；由于賽車隊的各方面培養(yǎng)，研究生面試脫穎而出；有車隊經(jīng)歷的研究生進入課題快，很快能夠融入導(dǎo)師團隊，成為導(dǎo)師的得力助手。

三、以競賽驅(qū)動的綜合能力培養(yǎng)改革方案

巴哈賽車隊雖然能夠大幅度提高學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力和業(yè)務(wù)能力等綜合能力，但是巴哈賽車車隊主要招募低年級本科生，車隊人數(shù)有限，受眾面小。以創(chuàng)客為中心、以科創(chuàng)為紐帶及以競賽為動力，將多學(xué)科競賽模式惠及到全體學(xué)生的“三全育人”模式是切實可行的改革方案。

(一)以創(chuàng)客為中心，全員育人

為了能夠更好地開展全員育人，國家開展的賽事活動非常多，除文中提到的車類競賽外，機械與車輛學(xué)院各專業(yè)可以參加的其他主要賽事，見表1，從數(shù)學(xué)、物理、機械、電子、宇航到兵器科學(xué)與技術(shù)等學(xué)科，同學(xué)們可以參加的種類繁多，平臺資源豐富。為鼓勵全員參加科創(chuàng)，北京理工大學(xué)機械與車輛學(xué)院成立了創(chuàng)客中心，負(fù)責(zé)大學(xué)生各類科創(chuàng)活動，營造“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的科創(chuàng)氛圍，從物資場地保障、經(jīng)費支持、指導(dǎo)教師激勵和學(xué)生獎勵等各方面提供保障。

表1 適合機械專業(yè)部分學(xué)科競賽名單

(二)以科創(chuàng)為紐帶，全程育人

自2015 年國務(wù)院連續(xù)印發(fā)了一系列“雙創(chuàng)”教育的實施意見和指導(dǎo)意見后，各高校對“雙創(chuàng)”積極響應(yīng)。每年10 月，北京理工大學(xué)面向大一、大二和大三學(xué)生發(fā)布大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃(校級)，從大一開始進行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的培育工作；經(jīng)過對大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃(校級)培育后，大三、大四學(xué)年開展大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃(市級、國家級)，參加各種高水平的競賽。地面機動裝備中心面向大二同學(xué)、大三同學(xué)招收各類機器人賽隊員，進行賽事實驗教學(xué)和培訓(xùn)，年級由低到高，參賽級別也由低到高。每年新生入校，巴哈車隊等社團開始招新，做賽車?yán)碚摶A(chǔ)培訓(xùn)和梯隊建設(shè)，指導(dǎo)教師開設(shè)針對性的賽程設(shè)計、實驗和訓(xùn)練實驗課程；比賽以大三年級隊員為主力，大二年級隊員骨干，大一同學(xué)為后備力量。創(chuàng)客中心以科創(chuàng)為紐帶，保證創(chuàng)新競賽活動、人才培養(yǎng)不斷線，創(chuàng)新人才成長不停歇，實現(xiàn)創(chuàng)新人才全過程培養(yǎng)。

(三)以競賽為動力，全方位育人

各類學(xué)科競賽宗旨不同，對大學(xué)生的各種能力鍛煉側(cè)重不同。數(shù)學(xué)建模不需要制作實物，其是對實際問題的一種數(shù)學(xué)描述，是對一個特定的對象，為了一個特定目標(biāo)，根據(jù)特有的規(guī)律，做必要的假設(shè)，運用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具，得到一個數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)，其培養(yǎng)了邏輯思維能力、創(chuàng)新意識、創(chuàng)造能力以及團隊協(xié)作精神；中國機器人大賽涉及力學(xué)、機械學(xué)、電子學(xué)、控制論和計算機科學(xué)等多學(xué)科，參賽對象是機器人實物，學(xué)生在參加機器人比賽中不僅可以擴展知識面，還能促進學(xué)科交叉、迅速提升動手能力和培養(yǎng)創(chuàng)新意識；車類比賽在設(shè)計、加工、裝配、調(diào)試、訓(xùn)練和比賽的全過程中，鍛煉了學(xué)生的多學(xué)科交叉自學(xué)能力、實踐能力、創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作精神和業(yè)務(wù)能力等綜合能力。機械與車輛學(xué)院創(chuàng)客中心現(xiàn)在組織管理的競賽重點有：全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、工程訓(xùn)練大賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃、中國高校智能機器人競賽(多種類)、大學(xué)生方程式賽車、大學(xué)生無人賽車、大學(xué)生節(jié)能車、大學(xué)生巴哈賽車、大學(xué)生智能車和中國國際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等，以競賽為動力，實現(xiàn)全方位育人。

四、結(jié)束語

為滿足未來具備科學(xué)基礎(chǔ)厚、創(chuàng)新能力高和工程實踐能力強的具備國際競爭力、綜合素質(zhì)高的復(fù)合型工程科技人才培養(yǎng)需求，以北京理工大學(xué)巴哈車隊為例，介紹了車輛學(xué)科競賽對工程實踐能力、交叉學(xué)科融合自學(xué)能力、創(chuàng)新能力和業(yè)務(wù)能力等綜合能力培養(yǎng)的支撐和促進作用。提出以學(xué)科競賽驅(qū)動的綜合能力培養(yǎng)的人才培養(yǎng)改革模式，更好地完成全員育人、全程育人、全方位育人，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。