融合科技競賽的汽車類專業“123”創新實踐模式探究

王 盛，尉慶國*，徐燕茹

融合科技競賽的汽車類專業“123”創新實踐模式探究

王 盛1，尉慶國*1，徐燕茹2

（1.中北大學 能源動力工程學院，山西 太原 030051；2.山西晉中理工學院 智能制造與車輛學院，山西 晉中 030600）

在汽車產業“新四化”和國家工程教育“新工科”背景下，結合工科專業探索創新實踐育人模式，培養科學基礎厚、創新能力高和工程實踐能力強的高素質工程科技人才是推動高校“新工科”建設的重要途徑，是服務汽車產業快速變革的有力保障。為切實有效實施創新實踐教育，中北大學結合現有汽車專業從搭建實踐體系和構建育人模式兩個方面入手，對“新工科”下的創新實踐模式進行探索。首先，整合汽車類專業優質教學資源和學科競賽，以學生興趣社團為抓手，以科技競賽為導向，以開放實驗室為基礎，搭建創新意識培養到創新能力訓練循序漸進的“123”創新實踐體系。其次，為保障該體系高質量運行，結合汽車類專業學生具體學情和學科競賽實踐特點，探索貫穿本科汽車類專業人才培養全過程的創新實踐育人模式。依托該體系學生的創新能力和動手實踐能力均可得到顯著提升，在動手實踐、升學就業、競賽獲獎等方面競爭優勢明顯。經實踐和數據證明該創新實踐體系切實可行，且有較好的實踐育人效果。

車輛工程專業；平臺搭建；創新實踐；工程教育；學科競賽

隨著新一輪科技和產業革命的興起，國家推動創新驅動發展，實施了“中國制造2025”“互聯網+”等重大戰略，以新技術、新業態、新模式、新產業為代表的新經濟蓬勃發展[1]。這也推動著我國汽車工業由傳統的機械時代、電子時代、軟件時代向“電動化、智能化、網聯化、共享化”新四化時代快速變革[2]。

在這種背景下，自2017年以來教育部相繼發布了新工科建設三部曲——“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”，明確了我國高等教育新的時代主題[3-4]。即在服務面向方面，新工科培養出來的人才應該滿足國家戰略實施和產業發展方面的需求；在競爭優勢方面，新工科培養的本科層次工程人才應能夠將專業理論和生產實踐有效融合且具備較強的動手實踐能力；在發展潛力方面，新工科專業培養的各類工程人才應具備優秀的動態適應能力、終身學習能力和創新創業能力[5]。2018年3月15日，教育部辦公廳發布《教育部辦公廳關于公布首批“新工科”研究與實踐項目的通知》（教高廳函〔2018〕17號）將車輛工程、智能車輛工程、新能源汽車工程等汽車類專業列入首批新工科建設專業目錄。

綜上，新工科強調運用所學知識解決現有的問題，同時也將高等教育中的創新實踐教育提上了新的高度。一方面要求高校要融合專業進行切實有效的創新實踐教育，另一方面要求創新實踐教育要面向全體，分類發展，貫穿到人才培養全過程。

近年來，各高校紛紛基于課程教學、導師團隊、學生社團、科研項目以及學科競賽等對創新實踐體系進行多項探索。以車輛工程、新能源汽車工程、汽車服務工程等汽車類專業為例。吉林大學根據學科現狀將現有科技競賽和實踐基地整合分類，以學科競賽為導向搭建實踐育人平臺[6]；燕山大學依托大學生方程式汽車大賽，結合不同階段學生的特點和能力，搭建了貫穿本科教學全過程的三段式創新實踐教育平臺；山東大學探索了基于開放實驗室的實踐教學創新模式，借助本科生導師制和第二課堂，實現了課題開放、時間開放、設備開放、資源開放[7]。綜上，基于學生社團、學科競賽、開放實驗室等的創新實踐模式被多所高校所認可。

1 “123”創新實踐體系構建

為切實有效地實施創新實踐教育，中北大學融合現有汽車專業（車輛工程、汽車服務工程、新能源汽車工程）搭建了以專業社團為抓手、以科技競賽為導向、以開放實驗室為基礎的“123”創新實踐體系（圖1）。

“1”指一個以汽車專業為背景的興趣社團（車迷協會），“2”指兩個創新實踐基地（汽車文化公園，動力賽車創新基地），“3”指三個創新團隊（以參加中國大學生方程式汽車大賽（Formula Student China, FSC）為導向的行知車隊，以參加中國汽車工程學會巴哈大賽（Baja SAE China, BSC）為導向的興晉車隊和以參加Honda中國節能競技大賽為導向的致遠車隊）。

圖1 “123”創新實踐體系

1.1 以專業類興趣社團為抓手

汽車類專業興趣社團是以汽車相關專業為背景，融合現有教學資源而設置的興趣培養類學生社團。社團設立的目的是通過一系列實踐活動（表1）引導學生掌握汽車基礎知識，認識汽車行業，了解汽車專業，培養學生對專業的學習興趣以及激發學生的創新意識，為日后學習專業課程和進行創新實踐準備扎實的基礎和知識條件。中北大學依托車輛工程、汽車服務工程、新能源汽車工程三個汽車相關專業成立了面向全校師生、服務汽車專業的興趣社團：學生車迷協會。該社團的主要任務包括：

（1）服務全校師生，通過舉辦汽車展覽，知識講座等一系列與專業相關的實踐活動，為汽車愛好者搭建興趣交流平臺，豐富學生業余生活，促進學生身心健康發展。中北大學車迷協會經歷了多年的積累和發展形成了較為系統的活動體系，且活動內容豐富，在校內外有較高的知名度（表1）。2004 年10月份車迷協會成功舉辦了中北大學首屆校園車展，與此同時車迷協會也是山西省高校中第一個把車展帶進校園的學生社團。人民網、新華網、山西日報、中國汽車報等知名媒體均對此次活動進行了專題報道；2017年車迷協會聯合太原理工大學、山西大學、太原科技大學等多所高校舉辦了山西省第一屆大學生卡丁車聯賽，首年參與人數100余人，至今已連續舉辦五屆，在高校產生了較大的影響。

（2）服務汽車專業，車迷協會既是學生興趣組織，也是聯合學校、企業、教師和學生四方資源的重要紐帶。學生通過車迷協會走出校園，接觸社會，參與職業見習，了解行業，提升自我。老師借助社團活動高效開展第二課堂，將教學理論和實踐緊密結合，豐富課程內容，提高教學質量。越來越多的企業通過社團平臺實現了校企雙方優質資源的互惠共享。在校企雙方的大力支持下，車迷協會組織學生走進了山西大運、吉利汽車、山西大昌、藍海汽配等一系列汽車制造和售后服務類型的企業參與職業見習，并與之建立長期穩定的關系。現車迷協會已成為汽車專業學生參與社會實踐和職業見習的重要窗口。

表1 車迷協會實踐活動體系

1.2 以開放實驗室為基礎

“123”創新實踐體系通過搭建汽車文化公園（俱樂部）和動力賽車創新基地，為學生創造興趣交流和動手實踐的有利條件。

汽車文化公園（俱樂部）以學生戶外創新實踐場地為基礎，通過構建“未來汽車虛擬展廳”“賽車前世今生文化長廊”“汽車文化咖啡廳”和“小試牛刀賽車拆裝實驗室”等功能單元，為學生營造良好的創新實踐學習氛圍。汽車文化公園（俱樂部）不僅是車迷協會舉辦汽車文化展覽和創新實踐活動的主要陣地，同時也是汽車愛好者溝通交流、相互學習的重要場所。汽車文化公園由車迷協會管理，面向全校師生開放，在管理人員的指導下學生可以隨時進行發動機拆裝和賽車拆裝等一系列實踐活動。

動力賽車創新基地以車輛工程專業實驗室為基礎，整合專業優勢教學資源，以服務學科競賽（FSC、BSC、Honda中國節能競技大賽）為目的，根據三大賽事的主要工作內容設置了三大動力賽車創新實驗室。實驗室具備賽車設計開發、加工制造、測試調教的專業場所和成套完整的儀器設備。實驗室由各車隊自主管理，時間開放、空間開放、設備開放、人員開放，學生可在實驗室自由探索，大膽實踐，沉浸式研究。

汽車文化公園（俱樂部）和動力賽車創新基地不僅是學生進行創新實踐活動的主要陣地，同時也是實驗課程教學的主要場所。教師在教學過程中將創新實踐活動和實驗教學相聯系，既能培養學生的創新實踐意識，也能訓練車隊成員設計和制造賽車的基礎能力。

汽車文化公園（俱樂部）和動力賽車創新基地由車迷協會和創新團隊輔助管理。在管理實驗室的過程中，學生能夠有意無意地接觸和了解大量的科研和創新項目。每年都有較多學生在輔助教師工作的同時接觸并參與了部分科研任務，還不乏有學生針對教具和實驗臺提出優化和改進措施，并獲多項專利授權（車迷協會學生參與的部分科研項目如表2所示）。

表2 車迷協會學生參與的教具改進項目（部分）

1.3 以科技競賽為導向

中北大學動力賽車創新平臺擁有行知車隊、興晉車隊、致遠車隊三支創新團隊，這三大創新團隊分別致力于FSC、BSC和Honda中國節能競技大賽三大學科競賽項目。以上三大項目均具有較強的工程系統性、完整性和綜合實踐性。車迷協會學生可根據興趣自愿加入三個車隊，在專業教師的指導下，利用一年的時間，通過目標車型調研、提出設計目標、制定設計方案、開發設計、協調運營、成本控制、加工制造、測試調教等步驟親手設計制造一輛符合大賽規則的高性能賽車，然后參與競賽。競賽過程中主要通過靜態和動態項目對設計方案的合理性、創新性以及賽車的穩定性進行檢驗。在整個實踐過程中，學生可以大膽地提出創意和想法，利用理論知識和工程經驗將其付諸實踐，然后通過不斷的測試和調教對自己的創意進行驗證，在成果落地的同時達到對自身創新能力、設計能力、分析問題和解決問題能力的同步提升。

中北大學三大創新團隊經過多年的發展，均擁有較為合理的組織結構以及成熟的新人培養模式。創新團隊成員以完成賽車的設計和制造任務為目標，從輔助加工到參與制作再到主導設計，在此過程中學生完成了從“學徒”到“師傅”的身份轉變，同時了解了汽車開發流程，學習了汽車設計方法，鍛煉了動手操作能力，了解了汽車開發各崗位的基本工作內容，明確了職業方向，為學生日后就業、升學指明了方向。中北大學三大創新團隊截至2019年共制作節能賽車12輛，巴哈賽車2輛，方程式賽車5輛，共培養學生200余人，申請并獲授權相關專利15項，借助賽車項目完成的畢業設計131份。

2 “123”創新實踐體系育人模式

“123”創新實踐體系貫穿大學本科汽車類專業人才培養全過程，是一種從“愛汽車”到“學汽車”再到“造汽車”循序漸進的創新實踐人才培養模式。整個實踐過程中，學生收獲的不僅僅是汽車設計開發的全套流程和扎實的專業理論，更多的是敏銳的創新意識和扎實的實踐基礎，以及汽車工程師必備的工程素養。中北大學“123”創新實踐體系的育人模式主要分為創新意識培養和創新能力培養兩個階段。

2.1 創新意識培養階段

車迷協會依托汽車文化公園和校企合作企業，為汽車愛好者和汽車類專業學生搭建興趣交流、知識共享和職業見習的平臺。

大一上學期，新生加入車迷協會在學習公共基礎課程的同時，走出校園參與社團實踐，了解汽車文化，學習汽車知識，為日后專業課程的學習準備基礎。

大一下學期，學生參與車迷協會組織的職業見習，開始接觸汽車企業，了解汽車生產、汽車銷售、汽車維修、二手車買賣等相關汽車行業的運作模式和工作內容，開始對汽車行業有初步的了解。

大二上學期，學生參與社團管理，輔助管理專業實驗室和動力賽車創新基地，開始接觸專業實驗室，輔助教師完成教學和科研項目，在輔助老師的同時初步了解專業學習內容和研究方向，同時借助創新團隊的影響力，激發學生的創新意識和進行專業學習的欲望。

2.2 創新能力培養階段

在創新能力培養階段，“123”體系以三大學科競賽為導向，通過完整的工程實踐項目，鍛煉學生的動手實踐能力、產品設計能力、創新創業能力以及動態適應能力等。

大二下學期，車迷協會成員可以根據意愿加入不同的創新團隊。學生加入創新團隊后在老隊員（拉、幫、帶）的指導和幫助下了解賽事要求、參與賽車制作、學習設計方法、鍛煉動手能力。表現優秀的學員作為觀摩隊員參加當年的比賽。

大三上學期，優秀隊員可以競選項目負責人，主導某一項目的設計加工以及新學員的培訓（拉、幫、帶），項目負責人需要在半年時間內完成該項目的設計加工，完成的項目需要滿足大賽規則的要求。

大三下學期，創新團隊成員攜帶所制作的賽車，赴賽場參與競賽，負責賽車的維護以及該項目的設計答辯和性能測試。賽后對該項目經驗做出總結，并完成項目交接工作。

大四全年，學生依托所參與的實踐項目，總結實踐和參賽經驗，完成畢業設計。

2.3 創新實踐育人成果

中北大學“123”創新實踐體系從2016年開始實施，到2019年共運行四年。期間依托“123”創新實踐平臺完成的教改項目獲校級、省級教學成果獎多項[8]（部分教改成果如表3所示）；參與創新團隊的學生人數從最初的10余人到2019年的90余人，參與創新實踐的人數上升明顯；從2016年開始中北大學汽車類專業學生申請的各級各類大學生創新創業項目數量逐年增加，其中依托“123”創新實踐體系的創新項目占比逐年增大[9]；根據中北大學就業質量報告表和顯示，參與過創新項目的學生在升學考研和工作應聘過程中均具有較強的競爭力[10]。綜上“123”創新實踐體系切實可行，且有較好的實踐育人效果。

表3 依托“123”創新實踐體系的教改項目獲獎情況（部分）

3 總結

本文通過分析在我國汽車工業“新四化”和國家工程教育“新工科”背景下對人才的需求，明確了高校應切實有效的實施創新實踐教育。然后結合具體學情和專業教學資源，以興趣社團為抓手，以科技競賽為導向，以開放實驗室為基礎，搭建了從“愛汽車”到“學汽車”再到“造汽車”循序漸進的“123”創新實踐體系。依托該體系并結合汽車類專業學生具體學情和學科競賽實踐特點探索了貫穿本科汽車類專業人才培養全過程的創新實踐育模式。實踐和數據證明該體系有較好的育人效果。

本文構建的創新實踐體系是以汽車專業為背景，通過整合校內外優質教學資源進行構建，構建方法較為簡單，構建后的體系由淺入深地貫穿于本科培養全部階段，育人效果明顯，對其他工科專業創新實踐體系的構建有較為實用的參考價值。

[1] 謝貴重,鐘玉東,何文斌.新工科地方本科高校機械專業應用能力培養機制研究[J].內燃機與配件,2020 (1):295-296.

[2] 程開原.探索人工智能時代中智能網聯汽車的發展和應用[J].中國戰略新興產業,2021(32):23-24.

[3] 林健.新工科專業課程體系改革和課程建設[J].高等工程教育研究,2020(1):1-13,24.

[4] 張海生.我國高校“新工科”建設的實踐探索與分類發展[J].重慶高教研究,2018,6(1):41-55.

[5] 林健.新工科人才培養質量通用標準研制[J].高等工程教育研究,2020(3):5-16.

[6] 吳昊.高校社團對大學生創新能力的培養[J].中國校外教育,2019(18):34-35.

[7] 張坤,張晉群,柯澤鋒.基于開放實驗的車輛工程專業實踐教學創新模式探究[J].實驗技術與管理,2021,38 (7):227-231.

[8] 尉慶國.動力賽車創新平臺所獲教學成果[EB/OL]. (2019-07-08)[2022-09-28].www.epe.nuc.edu.cn/clgcylzy/index.htm.

[9] 尉慶國.動力賽車創新平臺學生獲獎情況[EB/OL]. (2019-07-08)[2022-10-02].http://epe.nuc.edu.cn/info/1759/4201.htm.

[10] 中北大學.能源動力工程學院2018畢業生就業質量報告[EB/OL].(2019-07-08)[2022-10-01]. http://epe. nuc. edu.cn/info/1750/4158.htm.

Exploring the "123" Innovation Practice Mode of Automotive Majors Integrating Science and Technology Competition

WANG Sheng1, WEI Qingguo*1, XU Yanru2

( 1.School of Energy and Power Engineering, North University of China, Taiyuan 030051, China;2.School of Intelligent Manufacturing and Vehicles, Shanxi Jinzhong Institute of Technology, Jinzhong 030600, China )

Under the background of national engineering education reform and "new four" changes in automobile industry, exploring innovative practice education mode with engineering majors and cultivating high-quality engineering science and technology talents is an important way to promote the construction of "new engineering" in colleges and universities, and it is also a powerful guarantee to serve the rapid changes of automobile industry.In order to effectively implement innovative practical education, North Central University has explored the innovative practice model under the "new engineering" from two aspects: building the practice system and exploring the cultivation mode of the existing automotive majors.Firstly, it integrates the high-quality teaching resources and science and technology competitions of automobile majors to build the "123" innovative practice system with the dual functions of cultivating innovative consciousness and training innovative ability; secondly, it combines the specific learning conditions of automobile majors and the characteristics of discipline competition practice to explore the nurturing mode throughout the whole process of undergraduate talent training. Relying on this system, students' innovation ability and hands-on ability can be significantly improved, and they have obvious competitive advantages in hands-on practice, further education and employment, and competition awards.The innovative practice system has been proved to be practical and feasible by practice and data, and has a good effect of cultivating people in practice.

Vehicle engineering majors; Platform building; Innovation practice; Engineering education; Science and technology competition

G424.28

A

1671-7988(2023)03-174-06

10.16638/j.cnki.1671-7988.2023.03.033

王盛（1994—），男，碩士，助理講師，研究方向為車輛總體設計、動力賽車創新實踐、職業技術教育，E-mail:wangsheng085500@163.com。

尉慶國（1969—），男，正高級實驗師，副教授，工程師，研究方向為教育教學改革、車輛總體設計、大學生方程式賽車研制，E-mail:weiqingguo16@nuc.edu.cn。

山西省高等學校教學改革創新項目：以“中國大學生方程式汽車大賽”為載體，打造具有特色的“FCC型”育人模式（J2021334）；山西省高等學校教學改革創新項目：基于“新工科”背景下，校企合作共建新能源汽車工程專業建設探索與實踐（J20221558）。