車輛學科競賽對大學生綜合能力培養研究
——以北京理工大學巴哈賽車為例

李宏才，孫瑞鑫，陳經緯，步智恒，陳 羿

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

為應對新一輪科技革命和產業變革，支撐服務創新驅動發展和“中國制造2025”等一系列國家戰略，教育部積極推進新工科建設，做未來科技創新領軍人才的前瞻性和戰略性培養，搶占未來發展先機，著力培養科學基礎厚、創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高的復合型工程科技人才。國務院辦公廳印發的《關于進一步支持大學生創新創業的指導意見》指出，要深化高校創新創業教育改革，將創新創業教育貫穿人才培養全過程，建立以創新創業為導向的新型人才培養模式。大學生作為我國未來發展當中的中堅力量，其創新能力對我國的科技發展及技術發明都有著非常大的影響。為了適應新工科的培養要求，各高校做了諸多嘗試。世界上車輛行業發生了重大變革，正從燃油車向著電動車、智能車方向快速轉變。高校車輛工程專業擔負著培養汽車產業未來人才的艱巨任務，創新精神和工程實踐能力是車輛工程專業人才培養的重要目標，而學科競賽是高校培養學生實踐能力和創新能力，提高學生綜合素質的有效途徑。

一、能力培養現狀分析

我國傳統工科人才培養模式始于1952 年院系調整，為我國各行業培養了數不盡的工程技術人才；黨的十七大以來，黨中央、國務院作出了走中國特色的新型工業化道路、建設創新性國家及建設人才強國的戰略部署。教育部提出了卓越工程師培養計劃。北京理工大學車輛工程專業首批入選卓越工程專業培養計劃。專業建設加強實踐教學，主要加強了專業認知實習、課程實驗、拆裝實習、駕駛實習、生產及工藝創新實習和畢業設計的學時和深度，聯合內蒙古第一機械集團有限公司、江麓機電集團有限公司等優質企業建設了一批國家級工程實踐教育教學基地，成立了地面機動裝備實驗教學中心、工程訓練中心和創新創業指導中心等，為學生的實踐活動提供豐富的教學資源，取得了豐碩的成果。但是，學生綜合能力培養方面仍然存在一些不足。

(一)工程實踐作用發揮不夠

現在車輛工程專業的實踐課程主要是對理論課程的補充，比如構造與原理課程講授車輛構造和原理，拆裝實習通過實物的拆解補充對構造與原理的理解和掌握；車輛制造工藝學講授車輛制造工藝過程、零件表面加工方法和機械加工質量等，生產及工藝創新實習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的補充；課程實驗普遍為理論課程預設的固定的驗證性基礎實驗，自由度低，與學科前沿跟進不足。因此，現階段工程實踐僅作為理論課程的輔助教學過程，對于拓展學生的工程實踐能力，其作用發揮不足。

(二)學科交叉融合欠缺

現在電動車、智能車和無人駕駛技術等發展非常快，而高校專業培養方案一般為4 年做1 次修訂，專業課程設置滯后，知識體系主要以機械類為基礎，實踐課程也基本圍繞傳統基礎課程開展，與電子、控制、光學和工業設計等其他學科融合不足。現在大學開展了大類培養，強調基礎，弱化專業，加強了基礎學科的交叉融合學習。但在師資力量、創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人才培養形成有力支撐。

(三)創新能力訓練不足

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

(四)忽視業務能力培養

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

二、車輛學科競賽作用分析

教育部等部門在《關于加快建設發展新工科實施卓越工程師教育培養計劃2.0 的意見》(教高(2018)3 號)中提出：“著力提升學生解決復雜工程問題的能力”，而學科競賽不僅能提高學生解決復雜工程問題的能力，在培養學生創新創業意識和能力方面也具有一定的積極促進作用。《國務院辦公廳關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》提出，要深化高校創新創業教育改革，將創新創業教育貫穿人才培養全過程，建立以創新創業為導向的新型人才培養模式。加強大學生創新創業培訓，完善中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽可持續發展機制，鼓勵各學段學生積極參賽。

為鍛煉學生的綜合能力，國家每年舉辦各種不同行業、不同類型的大賽，促進培養學生工程實踐能力、創新思維、學科交叉融合能力及業務能力等綜合能力。如車類比賽有全國大學生方程式汽車大賽、殼牌汽車環保馬拉松、Honda 節能競技大賽和智能汽車競賽等。

下面以北京理工大學巴哈賽車隊的實踐活動分享學生綜合能力培養經驗。

(一)巴哈賽車簡介

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

賽事目標是激發參賽學生對汽車專業的學習興趣，促進主動學習并深入掌握汽車結構設計、制造、裝配、調教維修和市場營銷等多方面的專業知識和技能，并提高團隊合作能力。通過職業院校和本科院校的競技，促進2 類院校汽車專業改革，提升專業內涵，為汽車產業輸送更多的復合型人才。

2015 年8 月26 日中國汽車工程學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。

北京理工大學巴哈車隊2015 年組建，由機械與車輛學院創新創業中心負責車隊的一切活動，技術指導工作由車輛工程系經驗豐富的教師小組承擔。車隊面向全校大一至大三年級招收隊員。車隊按技術分為底盤組、動力與傳動組及車身車架組和運營組。隊長負責車隊的總體協調工作，各小組負責組內的技術工作。車隊一直貫徹著“可靠的性能，精巧的設計，靈巧的操控”的設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)培養學科交叉融合自學能力

中國汽車工程學會巴哈大賽是一個多學科、多專業融合的創新實踐項目，涉及機械、能源、電子、車輛和工業設計等專業的學科知識。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比賽外，還有技術檢查、賽車設計、成本與制造和商業營銷等靜態比賽。車輛設計等技術工作組主要由車輛專業學生聯合機械、能源、電子和材料等專業同學組成，負責車輛設計、制造和調試等，成本與制造、商業營銷等主要由工業設計、管理等專業學生組成，負責經濟分析、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的A角，同時還是其他一二個專業工作的B 角。因此，在一個賽期內，隊員需要自學不同學科相應的技術知識。類似巴哈賽車的大學生車類競賽，極大地促進了學生多學科交叉融合自主學習能力的提高。

(三)增強創新思維能力訓練

中國汽車工程學會巴哈大賽，比的是在賽事規則和制造標準下更輕、更快和更可靠及成本更低，需要不斷優化車輛的動力性、經濟性和可靠性，隊員們每個賽期內，循序漸進不斷優化車身、傳動和懸架，需要學生在掌握相關專業知識的基礎上充分發揮創新精神和創新能力。從2020 賽季開始，大賽鼓勵使用四驅結構，北理工巴哈車隊秉承著創新精神，從設計思路、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；動力單元實現模塊化，保養維修更加便利；引入電控后輪轉向，使四驅系統賽車具有低于后驅賽車的轉彎半徑。

(四)業務能力的培養

組建巴哈賽車隊參加比賽，涉及方方面面的工作。技術工作之外，有賽事申報、隊員招募、組織管理、技術培訓、外協外聯、場地協調、物資管理、活動組織、聯絡宣傳、車手訓練、賽場協調和后勤保障等等，眾多工作基本由隊員完成。在一個賽期內，可以鍛煉隊員的人際交往能力、組織協調能力、團隊協作能力和吃苦耐勞精神等。比如，車隊自行聯系車輛零部件的外協加工，協調車手訓練場地，自行聯系賽車集裝運輸轉場；耐力賽中，2 名車手需要在近40 ℃的環境下，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；后勤保障團隊協調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，早于其他同學成為企業骨干；由于賽車隊的各方面培養，研究生面試脫穎而出；有車隊經歷的研究生進入課題快，很快能夠融入導師團隊，成為導師的得力助手。

三、以競賽驅動的綜合能力培養改革方案

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

(一)以創客為中心，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，機械與車輛學院各專業可以參加的其他主要賽事，見表1，從數學、物理、機械、電子、宇航到兵器科學與技術等學科，同學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，北京理工大學機械與車輛學院成立了創客中心，負責大學生各類科創活動，營造“大眾創業、萬眾創新”的科創氛圍，從物資場地保障、經費支持、指導教師激勵和學生獎勵等各方面提供保障。

表1 適合機械專業部分學科競賽名單

(二)以科創為紐帶，全程育人

自2015 年國務院連續印發了一系列“雙創”教育的實施意見和指導意見后，各高校對“雙創”積極響應。每年10 月，北京理工大學面向大一、大二和大三學生發布大學生創新創業訓練計劃(校級)，從大一開始進行創新創業的培育工作；經過對大學生創新創業訓練計劃(校級)培育后，大三、大四學年開展大學生創新創業訓練計劃(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、大三同學招收各類機器人賽隊員，進行賽事實驗教學和培訓，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，做賽車理論基礎培訓和梯隊建設，指導教師開設針對性的賽程設計、實驗和訓練實驗課程；比賽以大三年級隊員為主力，大二年級隊員骨干，大一同學為后備力量。創客中心以科創為紐帶，保證創新競賽活動、人才培養不斷線，創新人才成長不停歇，實現創新人才全過程培養。

(三)以競賽為動力，全方位育人

各類學科競賽宗旨不同，對大學生的各種能力鍛煉側重不同。數學建模不需要制作實物，其是對實際問題的一種數學描述，是對一個特定的對象，為了一個特定目標，根據特有的規律，做必要的假設，運用適當的數學工具，得到一個數學結構，其培養了邏輯思維能力、創新意識、創造能力以及團隊協作精神；中國機器人大賽涉及力學、機械學、電子學、控制論和計算機科學等多學科，參賽對象是機器人實物，學生在參加機器人比賽中不僅可以擴展知識面，還能促進學科交叉、迅速提升動手能力和培養創新意識；車類比賽在設計、加工、裝配、調試、訓練和比賽的全過程中，鍛煉了學生的多學科交叉自學能力、實踐能力、創新能力、團隊協作精神和業務能力等綜合能力。機械與車輛學院創客中心現在組織管理的競賽重點有：全國大學生機械創新設計大賽、全國大學生機械創新設計大賽、工程訓練大賽、大學生創新創業訓練計劃、中國高校智能機器人競賽(多種類)、大學生方程式賽車、大學生無人賽車、大學生節能車、大學生巴哈賽車、大學生智能車和中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽等，以競賽為動力，實現全方位育人。

四、結束語

為滿足未來具備科學基礎厚、創新能力高和工程實踐能力強的具備國際競爭力、綜合素質高的復合型工程科技人才培養需求，以北京理工大學巴哈車隊為例，介紹了車輛學科競賽對工程實踐能力、交叉學科融合自學能力、創新能力和業務能力等綜合能力培養的支撐和促進作用。提出以學科競賽驅動的綜合能力培養的人才培養改革模式，更好地完成全員育人、全程育人、全方位育人，全面提高學生的綜合素質。