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结合方程式汽车大赛的车辆专业教学方式探索

2021-12-12孙晓旺王霞王显会

现代职业教育·高职高专 2021年40期
关键词:方程式赛车方程式赛车

孙晓旺 王霞 王显会

[摘           要]  行业和国家发展的趋势,对我国汽车行业人才的质与量提出了新的更高的要求,而车辆专业的传统教学方式无法满足这些要求。针对传统教学方式的不足之处,结合方程式汽车大赛,进行了建立学生实践创新平台、进行专业课程改革、开展科研训练和搭建产学研合作平台等车辆专业教学方式的探索。通过多年实践证明,取得了良好的人才培养效果。

[关    键   词]  方程式汽车大赛;车辆专业;教学方式

[中图分类号]  G642                    [文献标志码]  A                  [文章编号]  2096-0603(2021)40-0124-02

一、引言

汽车制造是国民经济的支柱产业,目前电动化、网联化、智能化、共享化(“新四化”)成为汽车产业发展潮流和趋势。国务院2015年印发的《中国制造2025》中,节能与新能源汽车是十个“大力推送重点领域”之一;工信部2018年印发了《车联网(智能网联汽车)产业发展行动计划》。同时中国要从汽车产业大国向汽车产业强国发展,走自主可控强国之路。这些行业和国家发展的趋势、需求,对我国汽车行业人才的质与量提出了新的更高的要求。

但是目前我国汽车专业人才严重缺乏,无法满足行业发展的需求,主要缺乏这三类人才:技术过硬的一线产业工人、大规模的体系性工程师以及非常尖端的创新型人才,尤其是涵盖汽车设计、制造、营销、先进技术开发等多重领域具有复合专业背景的人才。

人才缺乏的主要原因是汽车专业学生的培养方式无法适应汽车产业发展的形势和速度。目前汽车专业学生的培养方式普遍存在重理论、轻实践,课程体系陈旧,重研究、轻应用等问题,这些问题也普遍存在工程类专业教育中。教育部陆续提出了“卓越工程师教育培养计划”和“卓越工程师教育培养计划2.0”(即“新工科建设”),以培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。

为满足行业和国家发展的需求,结合中国大学生方程式汽车大赛,通过建立学生实践创新平台、进行专业课程改革、开展科研训练和搭建产学研合作平台等手段,对车辆专业的教学方式进行一些有益的探索,培养具有较高实践能力、创新能力和综合素质,能够满足行业发展需要的工程技术人才。

二、传统教学方式的不足

目前汽车专业的教学方式无法满足汽车行业的快速发展和转变带来的新要求,存在的主要问题包括:

首先,重理论、轻实践。目前本科教學中还存在重视理论教学、轻视实践能力培养的现象,培养方式以课堂教学和考试为主,学生亲自动手实验和工程实践不足。这导致毕业生的实践能力和创新能力不足,进入企业后还要接受较长时间的实践能力培养。

其次,课程体系陈旧。“新四化”成为汽车产业发展的潮流和趋势,这要求车辆人才的知识体系能够快速地更新换代。但是目前国内汽车专业课程内容远落后于时代,而且更新慢,缺乏对最新理论、知识和技术的教学。这导致毕业生的知识和技能往往无法满足企业对人才的要求。

再次,重研究、轻应用。目前国内的高校多以研究成果(如论文等)作为教师评价指标,相对工程型和应用型人才,更重视研究型人才的培养。

最后,当前汽车专业教学中还存在教学无法与行业需要紧密结合、实验教学条件不足、师资队伍不足、企业参与不足等问题。

三、中国大学生方程式汽车大赛的介绍

中国大学生方程式汽车大赛(Formula Student China,简称“FSC”)始于2010年,是一项由中国汽车工程学会(SAE-CHINA)主办,由高等院校汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛,被誉为“中国汽车工程师的摇篮”。

FSC要求参赛学生按照赛事规则和赛车制造标准,在一年内自行设计和制造出一辆赛车,并驾驶赛车参加全部或部分赛事环节的比赛。这一年里学生需要独立完成赛车的完整开发流程:总体设计、三维建模、仿真分析、二维图纸、加工装配、出车调试到参加比赛。FSC能够全面提升学生的实践能力,如设计能力、仿真分析能力、制造能力、组织协调能力、领导合作能力等,同时能够很好地培养学生的创新精神、创新意识、团队精神、吃苦耐劳精神、高度的责任感和较强的主观能动性。

通过组织学生参加FSC大赛,可以很好地解决传统教学方式的不足。首先,为了最终制造出赛车,学生需要不断地动手实践,这一过程可以将理论知识应用于工程实践,实现从知识到能力的跨越。其次,FSC的赛制丰富,除了传统油车赛以外,还有电车赛和无人驾驶车赛,很好地反映了“新四化”的趋势。为了在赛事中取得好成绩,学生必须主动学习行业的最新知识和技能,并在实践中将其应用于赛车,学生在这一过程中建立的知识体系能够体现汽车产业发展潮流和趋势。最后,在赛车制造过程中,学生需要不断应用自身知识解决工程问题,这样培养的学生是具有扎实专业知识并能够灵活应用的复合型人才。

四、结合FSC的教学实践

南京理工大学的车队成立于2010年5月,由来自机械、化工、电光、计算机、自动化等多个专业的每年近120名学生组成,从2012年开始连续10年自己造车参加中国大学生方程式汽车系列赛事。这10年,依托学校车队,结合FSC,我校车辆专业在教学方式实践方面开展了一些有益的探索。

(一)结合FSC,建立学生实践创新平台

在学校“X·Space创客空间”计划支撑下,成立了“方程式赛车研发工作室(赛车探索者)”。工作室依托学科专业优势,充分挖掘教学资源,面向全校学生开放,支持学生开展科研训练、学科竞赛、自主创新创业实践及创新创业社团活动。学校为工作室配备了实验室、加工车间和试车场地,每年有固定经费支持,配备指导教师,但实行自我组织管理,车队设队长和经理,分设动力组、车身组、底盘组等不同部门,每组设组长负责组内事务的统筹安排,车队学生自主决策、自我管理、自主实践和自主创新。依托赛车设计制造,教师和学生能够充分沟通交流,形成第二课堂,培养学生的实践能力、创新能力、解决问题的能力、主动学习能力、组织协调能力以及合作能力,实现理论学习、工程实践和科研训练的有机结合和全面提高。

(二)结合FSC,进行专业课程改革

在专业课程设计中结合FSC的实践创新内容,具体来讲包括:在汽车构造、汽车理论等理论课程中适当结合方程式赛车相关知识,在汽车试验学等实践课程中加入方程式赛车的实验测试,开设新的公选课大学生方程式赛车设计等。这些措施一定程度上激发了学生学习的兴趣和动力,增加了学生动手实践的机会。

(三)结合FSC,开展科研训练和毕业设计

学生在方程式赛车设计制造过程中会不断发现新的工程问题,秉着“问题从实践中来,在实践中解决”的精神,每年会从方程式赛车方面提炼数个科研训练题目和毕业设计题目。学生并行开展赛车设计制造和科研训练(毕业设计),能够更好地培养其实践能力、科研能力以及发现问题和解决问题的能力。

(四)联合企业,搭建产学研合作平台

传统教学过程中,企业一般作为旁观者,对人才的要求很难直接影响到教学方式,学生也很难在企业中获得实践机会。结合赛车的设计和制造过程,紧密联系与汽车相关的企业,搭建产学研合作平台。学生可以在本科阶段就与企业进行良好互动,更早地了解企业的工作方式和汽车行业,也锻炼了实践、沟通和合作能力。企业一方面能够将自身对人才的要求直接回溯到教学过程,另一方面可以更早地接触和选拔人才。

五、实践效果

我校车辆专业结合FSC,对教学方式进行的有益探索,有效地提高了学生的实践能力、创新能力和综合素质。通过参加FSC,学生的理论知识得到了实际应用,实践能力得到了有效锻炼,毕业生的实践能力强,理论基础深,知识体系新,综合素质高,具有较强的就业竞争力,得到了社会和企业的认同。

我校车辆专业在结合FSC的教学方式实践方面取得的成果包括:截至目前,南京理工大学车队共开发油车10辆,电车1辆,共参加10届FSC,并在2019年获得全国第4名的好成绩;完成科研训练15项,其中国家级科研训练4项;支撑学生毕业设计20人次,其中两篇获得“优秀毕业论文”称号;申报发明专利5项;培养500名具有深厚理论基础和丰富实践经验的本科毕业生。

2019年由纳人大数据公司对17041份2013—2015届车辆工程专业全国本科毕业生文本简历(其中本校毕业生100份)进行了数据分析。分析结果表明,本校本科毕业生在素养、通识能力、专业知识与技能三个方面的素质均接近或高于一流大学建设高校均值。例如,在素养方面,本校本专业本科生“勇于承担责任”擅长比例为30.00%(一流大学建设高校均值28.23%);本校本专业本科生“吃苦耐劳”擅长比例为15.00%(13.23%)。在通识能力方面,本校本专业本科生“创新能力”擅长比例为21.00%(14.84%)。在专业知识与技能方面,本校本专业本科生“车辆综合设计能力”擅长比例为41.00%(35.16%);本校本专业本科生“汽车车身结构与设计能力”擅长比例为22.00%(13.31%)。

六、结语

汽车制造是国民经济的支柱产业,高素質人才的培养是产业繁荣发展的基础和保障。通过分析传统教学方式的不足之处,结合方程式汽车大赛,对车辆专业的教学方式进行了有益的探索,通过参加FSC赛车的设计、制造和比赛全过程,培养学生的实践能力和创新能力。通过多年实践证明,这些探索取得了良好的人才培养效果,为车辆工程及相关专业的人才培养方式改革提供一定的参考。

参考文献:

朱明荣.中国大学生方程式汽车大赛与汽车大学生培养研究[M].上海:同济大学出版社,2018.

编辑 栗国花

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