基于大学生方程式汽车大赛的车辆工程专业教学模式改革

佟鑫 太中凯 刘海洋 陈智 侯占峰

摘 要：为促进汽车专业人才培养，本校车辆工程专业通过大学生方程式汽车项目进行了一系列的教学改革，本文以大学生方程式车队的实践教学改革为例，将现阶段我校车辆工程专业的理论教学与实践培养情况进行总结。通过贯穿于大学四年的大学生方程式汽车大赛中的实践教学计划的制订和实施，使学生的专业技能与工程素质得到双向提高，在培养创新型、复合型、应用型高素质人才的进程中积累经验。

关键词：人才培养;车辆工程;大学生方程式;教学改革

十三五规划以来，我国产业结构正逐步进行转型升级，由制造业大国向制造业强国迈进。汽车工业作为我国制造业的重要组成部分，也随着国家制造业的转型而转型，这标志着汽车产业人才需求的转变。传统的车辆专业教学模式已经不能适应当今经济社会的发展需要[1]，如何用新型的教学模式培养符合发展需要的高素质的应用型创新性人才成为高校的教学研究重点。本文从现阶段我国在车辆工程专业人才培养上存在的问题出发，结合内蒙古农业大学方程式汽车项目实践教学成果，总结、建立出一种新型车辆工程专业教育教学模式，培养创新、实践型工程师，促进车辆专业人才培养的积极发展。

1 现阶段车辆工程专业的教学现状与问题

全国开设车辆工程专业的大部分高校现阶段主要教授的课程仍以传统汽车设计制造为主。传统课程固然重要，但却造成学生知识储备的单一。其存在的问题主要有两类：（1）教学内容更新迟滞。汽车工业发展飞速，新技术不断更新。很多课程及内容却无法做到及时更新，在学生毕业时掌握到的知识相对陈旧，甚至有些技术已经被淘汰，学生面对工作岗位时无法全面利用所学知识。这不仅是对学生个人的影响，更是对汽车工业发展的影响。（2）课程设计及实践环节薄弱。在进行理论教学的同时，没有与课程设计及实践教学进行良好结合，或者在进行课程设计及实践时，其内容不够新颖，实践不够具体，无法将理论知识进行实践，也极大影响了学生在实践过程中的创新性开发。

2 基于大学生方程式汽车大赛项目的车辆工程专业教学模式

2.1 中国大学生方程式汽车大赛简介

中国大学生方程式汽车大赛是一项由高等院校汽车工程或汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛。各参赛车队按照赛事规则和赛车制造标准，在一年的时间内自行设计和制造出一辆在加速、制动、操控性等方面具有优异表现的小型单人座休闲赛车，能够成功完成全部或部分赛事环节的比赛。

大学生方程式汽车大赛作为一项旨在提高学生创新能力，实践能力的项赛事，其主要参赛人群为以院校为单位的在校大学生[2]。参加比赛的学生能够使个人的设计、制造、实践能力和团队沟通协作能力得到重点培养，提前适应企业需求。同时，大赛为企业提供了挑选适用人才的平台。参加比赛的同时，院校间学术竞争氛围得到提高，学术交流概率加大，推动了学科建设;大赛的举办不仅是对汽车行业院校学生的综合素质的提高和检验，更是为我国汽车工业健康、快速和可持续发展积蓄人才。在汽车行业相关的产、学、研三方的交流与互动合作等方面具有十分广泛的意义。

2.2 大学生方程式汽车大赛的车辆工程专业教学模式

在现阶段的培养模式下，学生的实践能力，创新能力得不到良好的锻炼，而参与大学生方程式赛车项目能够极大地改善学生实践创新能力的不足。在现有的教学基础下，辅以实践平台锻炼，提升学生的整体综合素质，将课堂上所学到理论知识运用到赛车的设计制造之中，比如高等数学、汽车理论、汽车设计等课程。通过互补的教学模式，让学生在汽车研发的实践过程中掌握设计、制造、装配、检测的专业技能，使理论教学与工程实践进行有机结合，让“学以致用”落在实地，为学生今后的工作打下坚实的基础。

3 基于大学生方程式汽车大赛项目的车辆工程专业教学模式的改革

3.1 改革目標

课堂上，学生围绕如何设计制造一辆汽车为目标，所有公共课、专业课都为这一目标服务，这与大学生方程式汽车大赛项目的初衷相吻合。不仅是让学生学会知识，更是让学生会用知识，每一门课程就是一件工具，使用工具是基础，如何利用好工具才是关键。一辆方程式赛车的设计制造与乘用车、商用车大同小异，都需要掌握整车设计制造、零部件设计制造等关键技术。方程式赛车的制造过程包括零部件的理论设计、仿真优化、工程制造及实车装配，最后通过大赛的各项技术要求实进行车测试，并且在试验后进行闭的环设计优化。这样理论与实践的有机结合，是能够实现培养创新实践型人才的目标的重要途径。

3.2 改革内容

基于大学生方程式汽车大赛项目的车辆工程专业教学模式是传统教学与实践项目的有机结合，是培养学生深度学习，提升学生专业素养，锻炼学生实践能力的综合方法。通过项目，使学生将所学的理论知识贯穿于整个赛车设计和制造过程中，学生自己进行零部件的设计、加工、制造和赛车的装配、调试，从而达到理论与实践的有效结合[3]。基于方程式汽车项目的教学模式改革在培养创新型、复合型、应用型高素质人才方面已经取得了一定成效[4]。

（1）理论课程改革。在保留传统课程内容的同时，进一步教授汽车最前沿技术，让学生尽可能地掌握最新的技术，将“老课”与“新课”形成良好互补关系。同时，学生也能将所前沿技术应用到理论的实践中。改变传统的考核方式，不再纸上谈兵，将理论知识与前沿技术有机结合，并进行实践操作，利用课程设计和毕业设计等环节将教学内容纳入考核之中，让学生不仅会学，更会用，真正地达到学以致用的效果。

（2）实践课程改革。在常规的教学安排下，学生的实践能力是通过金工实习、认识实习等相关课程进行实践能力的培养。但这种类型的通识性培养过于单一，针对性较弱，学生只是在不断重复经典实验，缺乏创新性和自主性。在改革过程中，学生可以在完成基础专业课的学习后，通过参加大学生方程式汽车大赛项目，完成整车的设计制造。学生将体验从理论计算分析、三维建模、计算仿真到绘制工程图、零部件的加工、整车装配，最后进行实车测试调教的这个闭环设计，全部过程都需要学生完全的参与其中，由学生本人设计制造一台符合设计要求的方程式赛车，并自己进行驾驶，在全国大学生方程式汽车大赛的平台上进行自我的知识体系检验。

（3）生产实习改革。在常规的“产—学—研”结合过程中，企业往往没有起到良好作用[5]。因为种种原因，大多数的生产实习转变成了参观实习，失去了“实习”的实践意义。参加大学生方程式赛车项目不只给学生增加了锻炼的机会，更引领学生步入设计制造的大门，初步窥探了企业车辆研发的流程，包括理论设计、工艺管理、加工制造等环节。

4 基于大学生方程式汽车大赛项目的车辆工程专业教学模式的改革成效

本文是基于大学生方程式汽车大赛项目的车辆工程专业教学模式的改革，以内蒙古农业大学大学生方程式车队为例，已取得的改革成效主要有以下几点：

4.1 学生的设计制造及实践能力得到了极大提升

内蒙古农业大学方程式车队成立于2014年，至今已成功参加五次中国大学生方程式汽车大赛，成功设计制造出5辆方程式赛车，在内蒙古地区进行了大学生方程式车队实践教学项目的探索。通过对赛车的设计制造以及参加比赛，使学生的设计制造及团队协作能力得到了双向提高。同时，也使学生在运营管理、财务管理等诸多方面得到了锻炼。随着技术的积累，赛车的制造水平及性能正在逐年提高，这对学生综合能力提升起到了积极作用。

4.2 学生的毕业设计质量提高

通过参加大学生方程式赛车项目，学生的专业技能水平得到了极大锻炼。在设计制造赛车的过程中，能够做到统筹赛车整体规划，深度学习、挖掘理论知识，拓展专业技能。即将毕业的同学，利用自己四年所学设计并加工一辆方程式赛车，在毕业设计的水平方面显著提高，同时获得了很高的荣誉感。

4.3 学生的就业质量提高

在毕业时，通过项目培训和锻炼的学生具备更高的能力和勇气选择工作岗位。如今，众多毕业生就职于长城、吉利、大疆无人机等高新技术企业和中铁等大型国有企事业单位的研发部门和管理岗位。

5 结语

从基于大学生方程式汽车大赛的教学改革项目的经验，在培养具有良好的科学素养和较宽厚的业务基础、较强的创造能力、适应能力和发展潜力的新型复合型人才人才方面取得了一定的成果。学生们不仅将理论知识融会贯通，还将其从书本上拿到了实际生产之中，学生的整体专业水平及团队协作能力均得到了锻炼与加强。这种将理论与实践高度结合的新型教学模式为相关专业教学改革提供了范例，为“创新型国家”所需人才的培养提供了宝贵经验。

参考文献：

[1]徐斌，郗建国，牛毅，等.基于大学生方程式汽车大赛车辆工程专业一体化教学模式改革[J].中国现代教育装备，2013，000（009）：4244.

[2]张圣东，乐海文，李加星.车辆工程专业创新能力培养探究——基于方程式汽车大赛[J].教育現代化，2018，5（32）：1213+22.

[3]林继铭，张勇，杨建红，等.基于大学生方程式汽车大赛的车辆专业教学模式改革[J].教育教学论坛，2019，406（12）：4345.

[4]朱建军，张翠平，李国兴.依托科技竞赛的车辆工程专业创新人才培养[J].高教学刊，2020，128（06）：2829+32.

[5]倪彰，贝绍轶，张兰春，等.浅析学科竞赛促进汽车类专业实践教学模式改革——以大学生方程式汽车大赛为例[J].高教学刊，2017.

基金项目：内蒙古自治区高等院校质量与改革汽车构造课程教学团队;内蒙古农业大学引进优秀博士人才项目（NDYB201632）;内蒙古自治区高等学校科学研究项目（NJZY19051）;内蒙古农业大学2020年教育教学改革研究项目（SJJX202008）

作者简介：佟鑫（1987— ），男，内蒙古族，内蒙古呼和浩特人，硕士，讲师，从事测试控制技术与装备智能化研究。

*通讯作者：侯占峰（1980— ），男，内蒙古呼和浩特人，硕士，副教授，硕士生导师，主要从事测试控制技术与装备智能化研究。