融合科技竞赛的汽车类专业“123”创新实践模式探究

王 盛，尉庆国*，徐燕茹

融合科技竞赛的汽车类专业“123”创新实践模式探究

王 盛1，尉庆国*1，徐燕茹2

（1.中北大学 能源动力工程学院，山西 太原 030051；2.山西晋中理工学院 智能制造与车辆学院，山西 晋中 030600）

在汽车产业“新四化”和国家工程教育“新工科”背景下，结合工科专业探索创新实践育人模式，培养科学基础厚、创新能力高和工程实践能力强的高素质工程科技人才是推动高校“新工科”建设的重要途径，是服务汽车产业快速变革的有力保障。为切实有效实施创新实践教育，中北大学结合现有汽车专业从搭建实践体系和构建育人模式两个方面入手，对“新工科”下的创新实践模式进行探索。首先，整合汽车类专业优质教学资源和学科竞赛，以学生兴趣社团为抓手，以科技竞赛为导向，以开放实验室为基础，搭建创新意识培养到创新能力训练循序渐进的“123”创新实践体系。其次，为保障该体系高质量运行，结合汽车类专业学生具体学情和学科竞赛实践特点，探索贯穿本科汽车类专业人才培养全过程的创新实践育人模式。依托该体系学生的创新能力和动手实践能力均可得到显著提升，在动手实践、升学就业、竞赛获奖等方面竞争优势明显。经实践和数据证明该创新实践体系切实可行，且有较好的实践育人效果。

车辆工程专业；平台搭建；创新实践；工程教育；学科竞赛

随着新一轮科技和产业革命的兴起，国家推动创新驱动发展，实施了“中国制造2025”“互联网+”等重大战略，以新技术、新业态、新模式、新产业为代表的新经济蓬勃发展[1]。这也推动着我国汽车工业由传统的机械时代、电子时代、软件时代向“电动化、智能化、网联化、共享化”新四化时代快速变革[2]。

在这种背景下，自2017年以来教育部相继发布了新工科建设三部曲——“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”，明确了我国高等教育新的时代主题[3-4]。即在服务面向方面，新工科培养出来的人才应该满足国家战略实施和产业发展方面的需求；在竞争优势方面，新工科培养的本科层次工程人才应能够将专业理论和生产实践有效融合且具备较强的动手实践能力；在发展潜力方面，新工科专业培养的各类工程人才应具备优秀的动态适应能力、终身学习能力和创新创业能力[5]。2018年3月15日，教育部办公厅发布《教育部办公厅关于公布首批“新工科”研究与实践项目的通知》（教高厅函〔2018〕17号）将车辆工程、智能车辆工程、新能源汽车工程等汽车类专业列入首批新工科建设专业目录。

综上，新工科强调运用所学知识解决现有的问题，同时也将高等教育中的创新实践教育提上了新的高度。一方面要求高校要融合专业进行切实有效的创新实践教育，另一方面要求创新实践教育要面向全体，分类发展，贯穿到人才培养全过程。

近年来，各高校纷纷基于课程教学、导师团队、学生社团、科研项目以及学科竞赛等对创新实践体系进行多项探索。以车辆工程、新能源汽车工程、汽车服务工程等汽车类专业为例。吉林大学根据学科现状将现有科技竞赛和实践基地整合分类，以学科竞赛为导向搭建实践育人平台[6]；燕山大学依托大学生方程式汽车大赛，结合不同阶段学生的特点和能力，搭建了贯穿本科教学全过程的三段式创新实践教育平台；山东大学探索了基于开放实验室的实践教学创新模式，借助本科生导师制和第二课堂，实现了课题开放、时间开放、设备开放、资源开放[7]。综上，基于学生社团、学科竞赛、开放实验室等的创新实践模式被多所高校所认可。

1 “123”创新实践体系构建

为切实有效地实施创新实践教育，中北大学融合现有汽车专业（车辆工程、汽车服务工程、新能源汽车工程）搭建了以专业社团为抓手、以科技竞赛为导向、以开放实验室为基础的“123”创新实践体系（图1）。

“1”指一个以汽车专业为背景的兴趣社团（车迷协会），“2”指两个创新实践基地（汽车文化公园，动力赛车创新基地），“3”指三个创新团队（以参加中国大学生方程式汽车大赛（Formula Student China, FSC）为导向的行知车队，以参加中国汽车工程学会巴哈大赛（Baja SAE China, BSC）为导向的兴晋车队和以参加Honda中国节能竞技大赛为导向的致远车队）。

图1 “123”创新实践体系

1.1 以专业类兴趣社团为抓手

汽车类专业兴趣社团是以汽车相关专业为背景，融合现有教学资源而设置的兴趣培养类学生社团。社团设立的目的是通过一系列实践活动（表1）引导学生掌握汽车基础知识，认识汽车行业，了解汽车专业，培养学生对专业的学习兴趣以及激发学生的创新意识，为日后学习专业课程和进行创新实践准备扎实的基础和知识条件。中北大学依托车辆工程、汽车服务工程、新能源汽车工程三个汽车相关专业成立了面向全校师生、服务汽车专业的兴趣社团：学生车迷协会。该社团的主要任务包括：

（1）服务全校师生，通过举办汽车展览，知识讲座等一系列与专业相关的实践活动，为汽车爱好者搭建兴趣交流平台，丰富学生业余生活，促进学生身心健康发展。中北大学车迷协会经历了多年的积累和发展形成了较为系统的活动体系，且活动内容丰富，在校内外有较高的知名度（表1）。2004 年10月份车迷协会成功举办了中北大学首届校园车展，与此同时车迷协会也是山西省高校中第一个把车展带进校园的学生社团。人民网、新华网、山西日报、中国汽车报等知名媒体均对此次活动进行了专题报道；2017年车迷协会联合太原理工大学、山西大学、太原科技大学等多所高校举办了山西省第一届大学生卡丁车联赛，首年参与人数100余人，至今已连续举办五届，在高校产生了较大的影响。

（2）服务汽车专业，车迷协会既是学生兴趣组织，也是联合学校、企业、教师和学生四方资源的重要纽带。学生通过车迷协会走出校园，接触社会，参与职业见习，了解行业，提升自我。老师借助社团活动高效开展第二课堂，将教学理论和实践紧密结合，丰富课程内容，提高教学质量。越来越多的企业通过社团平台实现了校企双方优质资源的互惠共享。在校企双方的大力支持下，车迷协会组织学生走进了山西大运、吉利汽车、山西大昌、蓝海汽配等一系列汽车制造和售后服务类型的企业参与职业见习，并与之建立长期稳定的关系。现车迷协会已成为汽车专业学生参与社会实践和职业见习的重要窗口。

表1 车迷协会实践活动体系

1.2 以开放实验室为基础

“123”创新实践体系通过搭建汽车文化公园（俱乐部）和动力赛车创新基地，为学生创造兴趣交流和动手实践的有利条件。

汽车文化公园（俱乐部）以学生户外创新实践场地为基础，通过构建“未来汽车虚拟展厅”“赛车前世今生文化长廊”“汽车文化咖啡厅”和“小试牛刀赛车拆装实验室”等功能单元，为学生营造良好的创新实践学习氛围。汽车文化公园（俱乐部）不仅是车迷协会举办汽车文化展览和创新实践活动的主要阵地，同时也是汽车爱好者沟通交流、相互学习的重要场所。汽车文化公园由车迷协会管理，面向全校师生开放，在管理人员的指导下学生可以随时进行发动机拆装和赛车拆装等一系列实践活动。

动力赛车创新基地以车辆工程专业实验室为基础，整合专业优势教学资源，以服务学科竞赛（FSC、BSC、Honda中国节能竞技大赛）为目的，根据三大赛事的主要工作内容设置了三大动力赛车创新实验室。实验室具备赛车设计开发、加工制造、测试调教的专业场所和成套完整的仪器设备。实验室由各车队自主管理，时间开放、空间开放、设备开放、人员开放，学生可在实验室自由探索，大胆实践，沉浸式研究。

汽车文化公园（俱乐部）和动力赛车创新基地不仅是学生进行创新实践活动的主要阵地，同时也是实验课程教学的主要场所。教师在教学过程中将创新实践活动和实验教学相联系，既能培养学生的创新实践意识，也能训练车队成员设计和制造赛车的基础能力。

汽车文化公园（俱乐部）和动力赛车创新基地由车迷协会和创新团队辅助管理。在管理实验室的过程中，学生能够有意无意地接触和了解大量的科研和创新项目。每年都有较多学生在辅助教师工作的同时接触并参与了部分科研任务，还不乏有学生针对教具和实验台提出优化和改进措施，并获多项专利授权（车迷协会学生参与的部分科研项目如表2所示）。

表2 车迷协会学生参与的教具改进项目（部分）

1.3 以科技竞赛为导向

中北大学动力赛车创新平台拥有行知车队、兴晋车队、致远车队三支创新团队，这三大创新团队分别致力于FSC、BSC和Honda中国节能竞技大赛三大学科竞赛项目。以上三大项目均具有较强的工程系统性、完整性和综合实践性。车迷协会学生可根据兴趣自愿加入三个车队，在专业教师的指导下，利用一年的时间，通过目标车型调研、提出设计目标、制定设计方案、开发设计、协调运营、成本控制、加工制造、测试调教等步骤亲手设计制造一辆符合大赛规则的高性能赛车，然后参与竞赛。竞赛过程中主要通过静态和动态项目对设计方案的合理性、创新性以及赛车的稳定性进行检验。在整个实践过程中，学生可以大胆地提出创意和想法，利用理论知识和工程经验将其付诸实践，然后通过不断的测试和调教对自己的创意进行验证，在成果落地的同时达到对自身创新能力、设计能力、分析问题和解决问题能力的同步提升。

中北大学三大创新团队经过多年的发展，均拥有较为合理的组织结构以及成熟的新人培养模式。创新团队成员以完成赛车的设计和制造任务为目标，从辅助加工到参与制作再到主导设计，在此过程中学生完成了从“学徒”到“师傅”的身份转变，同时了解了汽车开发流程，学习了汽车设计方法，锻炼了动手操作能力，了解了汽车开发各岗位的基本工作内容，明确了职业方向，为学生日后就业、升学指明了方向。中北大学三大创新团队截至2019年共制作节能赛车12辆，巴哈赛车2辆，方程式赛车5辆，共培养学生200余人，申请并获授权相关专利15项，借助赛车项目完成的毕业设计131份。

2 “123”创新实践体系育人模式

“123”创新实践体系贯穿大学本科汽车类专业人才培养全过程，是一种从“爱汽车”到“学汽车”再到“造汽车”循序渐进的创新实践人才培养模式。整个实践过程中，学生收获的不仅仅是汽车设计开发的全套流程和扎实的专业理论，更多的是敏锐的创新意识和扎实的实践基础，以及汽车工程师必备的工程素养。中北大学“123”创新实践体系的育人模式主要分为创新意识培养和创新能力培养两个阶段。

2.1 创新意识培养阶段

车迷协会依托汽车文化公园和校企合作企业，为汽车爱好者和汽车类专业学生搭建兴趣交流、知识共享和职业见习的平台。

大一上学期，新生加入车迷协会在学习公共基础课程的同时，走出校园参与社团实践，了解汽车文化，学习汽车知识，为日后专业课程的学习准备基础。

大一下学期，学生参与车迷协会组织的职业见习，开始接触汽车企业，了解汽车生产、汽车销售、汽车维修、二手车买卖等相关汽车行业的运作模式和工作内容，开始对汽车行业有初步的了解。

大二上学期，学生参与社团管理，辅助管理专业实验室和动力赛车创新基地，开始接触专业实验室，辅助教师完成教学和科研项目，在辅助老师的同时初步了解专业学习内容和研究方向，同时借助创新团队的影响力，激发学生的创新意识和进行专业学习的欲望。

2.2 创新能力培养阶段

在创新能力培养阶段，“123”体系以三大学科竞赛为导向，通过完整的工程实践项目，锻炼学生的动手实践能力、产品设计能力、创新创业能力以及动态适应能力等。

大二下学期，车迷协会成员可以根据意愿加入不同的创新团队。学生加入创新团队后在老队员（拉、帮、带）的指导和帮助下了解赛事要求、参与赛车制作、学习设计方法、锻炼动手能力。表现优秀的学员作为观摩队员参加当年的比赛。

大三上学期，优秀队员可以竞选项目负责人，主导某一项目的设计加工以及新学员的培训（拉、帮、带），项目负责人需要在半年时间内完成该项目的设计加工，完成的项目需要满足大赛规则的要求。

大三下学期，创新团队成员携带所制作的赛车，赴赛场参与竞赛，负责赛车的维护以及该项目的设计答辩和性能测试。赛后对该项目经验做出总结，并完成项目交接工作。

大四全年，学生依托所参与的实践项目，总结实践和参赛经验，完成毕业设计。

2.3 创新实践育人成果

中北大学“123”创新实践体系从2016年开始实施，到2019年共运行四年。期间依托“123”创新实践平台完成的教改项目获校级、省级教学成果奖多项[8]（部分教改成果如表3所示）；参与创新团队的学生人数从最初的10余人到2019年的90余人，参与创新实践的人数上升明显；从2016年开始中北大学汽车类专业学生申请的各级各类大学生创新创业项目数量逐年增加，其中依托“123”创新实践体系的创新项目占比逐年增大[9]；根据中北大学就业质量报告表和显示，参与过创新项目的学生在升学考研和工作应聘过程中均具有较强的竞争力[10]。综上“123”创新实践体系切实可行，且有较好的实践育人效果。

表3 依托“123”创新实践体系的教改项目获奖情况（部分）

3 总结

本文通过分析在我国汽车工业“新四化”和国家工程教育“新工科”背景下对人才的需求，明确了高校应切实有效的实施创新实践教育。然后结合具体学情和专业教学资源，以兴趣社团为抓手，以科技竞赛为导向，以开放实验室为基础，搭建了从“爱汽车”到“学汽车”再到“造汽车”循序渐进的“123”创新实践体系。依托该体系并结合汽车类专业学生具体学情和学科竞赛实践特点探索了贯穿本科汽车类专业人才培养全过程的创新实践育模式。实践和数据证明该体系有较好的育人效果。

本文构建的创新实践体系是以汽车专业为背景，通过整合校内外优质教学资源进行构建，构建方法较为简单，构建后的体系由浅入深地贯穿于本科培养全部阶段，育人效果明显，对其他工科专业创新实践体系的构建有较为实用的参考价值。

[1] 谢贵重,钟玉东,何文斌.新工科地方本科高校机械专业应用能力培养机制研究[J].内燃机与配件,2020 (1):295-296.

[2] 程开原.探索人工智能时代中智能网联汽车的发展和应用[J].中国战略新兴产业,2021(32):23-24.

[3] 林健.新工科专业课程体系改革和课程建设[J].高等工程教育研究,2020(1):1-13,24.

[4] 张海生.我国高校“新工科”建设的实践探索与分类发展[J].重庆高教研究,2018,6(1):41-55.

[5] 林健.新工科人才培养质量通用标准研制[J].高等工程教育研究,2020(3):5-16.

[6] 吴昊.高校社团对大学生创新能力的培养[J].中国校外教育,2019(18):34-35.

[7] 张坤,张晋群,柯泽锋.基于开放实验的车辆工程专业实践教学创新模式探究[J].实验技术与管理,2021,38 (7):227-231.

[8] 尉庆国.动力赛车创新平台所获教学成果[EB/OL]. (2019-07-08)[2022-09-28].www.epe.nuc.edu.cn/clgcylzy/index.htm.

[9] 尉庆国.动力赛车创新平台学生获奖情况[EB/OL]. (2019-07-08)[2022-10-02].http://epe.nuc.edu.cn/info/1759/4201.htm.

[10] 中北大学.能源动力工程学院2018毕业生就业质量报告[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，硕士，助理讲师，研究方向为车辆总体设计、动力赛车创新实践、职业技术教育，E-mail:wangsheng085500@163.com。

尉庆国（1969—），男，正高级实验师，副教授，工程师，研究方向为教育教学改革、车辆总体设计、大学生方程式赛车研制，E-mail:weiqingguo16@nuc.edu.cn。

山西省高等学校教学改革创新项目：以“中国大学生方程式汽车大赛”为载体，打造具有特色的“FCC型”育人模式（J2021334）；山西省高等学校教学改革创新项目：基于“新工科”背景下，校企合作共建新能源汽车工程专业建设探索与实践（J20221558）。