车辆学科竞赛对大学生综合能力培养研究——以北京理工大学巴哈赛车为例

李宏才，孙瑞鑫，陈经纬，步智恒，陈 羿

(1.北京理工大学 车辆传动国家重点试验室，北京 100081；2.北京理工大学 机械与车辆学院，北京 100081)

为应对新一轮科技革命和产业变革，支撑服务创新驱动发展和“中国制造2025”等一系列国家战略，教育部积极推进新工科建设，做未来科技创新领军人才的前瞻性和战略性培养，抢占未来发展先机，着力培养科学基础厚、创新能力高和工程实践能力强的具备国际竞争力的综合素质高的复合型工程科技人才。国务院办公厅印发的《关于进一步支持大学生创新创业的指导意见》指出，要深化高校创新创业教育改革，将创新创业教育贯穿人才培养全过程，建立以创新创业为导向的新型人才培养模式。大学生作为我国未来发展当中的中坚力量，其创新能力对我国的科技发展及技术发明都有着非常大的影响。为了适应新工科的培养要求，各高校做了诸多尝试。世界上车辆行业发生了重大变革，正从燃油车向着电动车、智能车方向快速转变。高校车辆工程专业担负着培养汽车产业未来人才的艰巨任务，创新精神和工程实践能力是车辆工程专业人才培养的重要目标，而学科竞赛是高校培养学生实践能力和创新能力，提高学生综合素质的有效途径。

一、能力培养现状分析

我国传统工科人才培养模式始于1952 年院系调整，为我国各行业培养了数不尽的工程技术人才；党的十七大以来，党中央、国务院作出了走中国特色的新型工业化道路、建设创新性国家及建设人才强国的战略部署。教育部提出了卓越工程师培养计划。北京理工大学车辆工程专业首批入选卓越工程专业培养计划。专业建设加强实践教学，主要加强了专业认知实习、课程实验、拆装实习、驾驶实习、生产及工艺创新实习和毕业设计的学时和深度，联合内蒙古第一机械集团有限公司、江麓机电集团有限公司等优质企业建设了一批国家级工程实践教育教学基地，成立了地面机动装备实验教学中心、工程训练中心和创新创业指导中心等，为学生的实践活动提供丰富的教学资源，取得了丰硕的成果。但是，学生综合能力培养方面仍然存在一些不足。

(一)工程实践作用发挥不够

现在车辆工程专业的实践课程主要是对理论课程的补充，比如构造与原理课程讲授车辆构造和原理，拆装实习通过实物的拆解补充对构造与原理的理解和掌握；车辆制造工艺学讲授车辆制造工艺过程、零件表面加工方法和机械加工质量等，生产及工艺创新实习以车辆典型零件为对象，完成零件制造的工艺全过程，主要还是对制造工艺学的补充；课程实验普遍为理论课程预设的固定的验证性基础实验，自由度低，与学科前沿跟进不足。因此，现阶段工程实践仅作为理论课程的辅助教学过程，对于拓展学生的工程实践能力，其作用发挥不足。

(二)学科交叉融合欠缺

现在电动车、智能车和无人驾驶技术等发展非常快，而高校专业培养方案一般为4 年做1 次修订，专业课程设置滞后，知识体系主要以机械类为基础，实践课程也基本围绕传统基础课程开展，与电子、控制、光学和工业设计等其他学科融合不足。现在大学开展了大类培养，强调基础，弱化专业，加强了基础学科的交叉融合学习。但在师资力量、创新实践等各方资源融合共享不够，难以对车辆等新工科专业人才培养形成有力支撑。

(三)创新能力训练不足

高等院校专业培养方案，面向社会人才需求，既要满足理论知识的学习，又要开展实践能力的培养，而对于研究型大学来说，理论要重于实践。实践是创新的源泉。学生的实践能力往往并不能得到有效锻炼。高校的专业设置基本以学科为主，学生培养方案学科设置交叉融合度不足，学生缺乏创新思维能力的开发、训练和实践。“互联网+”“一带一路”为代表的国家创新发展项目对工程科技人才提出的新要求，以物联网、人工智能和共享经济为代表的新经济也对工程教育的改革和发展提出了新挑战。传统的以观摩、验证为主的实践方式满足不了创新能力的培养要求。

(四)忽视业务能力培养

大学，不仅仅是知识的传授，更重要的是能力的培养。自我学习能力、实践动手能力和创新能力之外，还有重要的业务能力。大学生基本是在象牙塔里三点一线的生活，缺乏社会交往能力、团队协作精神和独立工作能力等的培养，这就是社会普遍认为的大学生缺乏工作经验。虽然，工作经验的缺乏，是大学生成长过程的必然，但是如果在大学时期能够加强业务能力的培养，增加步入社会的工作经验，从而提高学生的综合能力，就可从容迎接新的技术变革和未来发展的挑战。

二、车辆学科竞赛作用分析

教育部等部门在《关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0 的意见》(教高(2018)3 号)中提出：“着力提升学生解决复杂工程问题的能力”，而学科竞赛不仅能提高学生解决复杂工程问题的能力，在培养学生创新创业意识和能力方面也具有一定的积极促进作用。《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》提出，要深化高校创新创业教育改革，将创新创业教育贯穿人才培养全过程，建立以创新创业为导向的新型人才培养模式。加强大学生创新创业培训，完善中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛可持续发展机制，鼓励各学段学生积极参赛。

为锻炼学生的综合能力，国家每年举办各种不同行业、不同类型的大赛，促进培养学生工程实践能力、创新思维、学科交叉融合能力及业务能力等综合能力。如车类比赛有全国大学生方程式汽车大赛、壳牌汽车环保马拉松、Honda 节能竞技大赛和智能汽车竞赛等。

下面以北京理工大学巴哈赛车队的实践活动分享学生综合能力培养经验。

(一)巴哈赛车简介

中国汽车工程学会巴哈大赛Baja SAEChina(简称BSC 大赛)是由中国汽车工程学会(China SAE)主办，在各院校间开展的小型越野赛车设计和制作竞赛。赛事源于美国，是大学生方程式汽车大赛前身，适合职业院校和本科低年级学生参与，竞赛包括多种静态与动态项目测试，静态项目包括技术检查、赛车设计、成本与制造和商业营销等，动态项目包括牵引力、绕桩、直线加速、操控性、单圈计时和耐力比赛等。

赛事目标是激发参赛学生对汽车专业的学习兴趣，促进主动学习并深入掌握汽车结构设计、制造、装配、调教维修和市场营销等多方面的专业知识和技能，并提高团队合作能力。通过职业院校和本科院校的竞技，促进2 类院校汽车专业改革，提升专业内涵，为汽车产业输送更多的复合型人才。

2015 年8 月26 日中国汽车工程学会在山东潍坊市成功举办了第一届巴哈大赛，中国成为世界上第6 个举办巴哈比赛的国家；2019 年开始举办电动巴哈比赛。

北京理工大学巴哈车队2015 年组建，由机械与车辆学院创新创业中心负责车队的一切活动，技术指导工作由车辆工程系经验丰富的教师小组承担。车队面向全校大一至大三年级招收队员。车队按技术分为底盘组、动力与传动组及车身车架组和运营组。队长负责车队的总体协调工作，各小组负责组内的技术工作。车队一直贯彻着“可靠的性能，精巧的设计，灵巧的操控”的设计理念打造巴哈赛车，积极参加历届巴哈大赛。2016 年首次参赛获本科组二等奖，2018、2019 年营销比赛两连冠，2019 年获得了本科组一等奖，2021 年获得了本科组二等奖。从2016 年开始有10 多名队员保送研究生。

(二)培养学科交叉融合自学能力

中国汽车工程学会巴哈大赛是一个多学科、多专业融合的创新实践项目，涉及机械、能源、电子、车辆和工业设计等专业的学科知识。除了牵引力、绕桩、直线加速、操控性、单圈计时和耐力比赛等动态比赛外，还有技术检查、赛车设计、成本与制造和商业营销等静态比赛。车辆设计等技术工作组主要由车辆专业学生联合机械、能源、电子和材料等专业同学组成，负责车辆设计、制造和调试等，成本与制造、商业营销等主要由工业设计、管理等专业学生组成，负责经济分析、成本控制和宣传推广与赞助等工作。每一位队员不仅仅是自己专业的A角，同时还是其他一二个专业工作的B 角。因此，在一个赛期内，队员需要自学不同学科相应的技术知识。类似巴哈赛车的大学生车类竞赛，极大地促进了学生多学科交叉融合自主学习能力的提高。

(三)增强创新思维能力训练

中国汽车工程学会巴哈大赛，比的是在赛事规则和制造标准下更轻、更快和更可靠及成本更低，需要不断优化车辆的动力性、经济性和可靠性，队员们每个赛期内，循序渐进不断优化车身、传动和悬架，需要学生在掌握相关专业知识的基础上充分发挥创新精神和创新能力。从2020 赛季开始，大赛鼓励使用四驱结构，北理工巴哈车队秉承着创新精神，从设计思路、传动形式、材料使用和加工工艺都做出更多尝试，将赛车的各项性能均比前代车上了一个台阶。赛车采用了精巧的五速序列式的变速器，传动效率与极速达到首屈一指的水平；动力单元实现模块化，保养维修更加便利；引入电控后轮转向，使四驱系统赛车具有低于后驱赛车的转弯半径。

(四)业务能力的培养

组建巴哈赛车队参加比赛，涉及方方面面的工作。技术工作之外，有赛事申报、队员招募、组织管理、技术培训、外协外联、场地协调、物资管理、活动组织、联络宣传、车手训练、赛场协调和后勤保障等等，众多工作基本由队员完成。在一个赛期内，可以锻炼队员的人际交往能力、组织协调能力、团队协作能力和吃苦耐劳精神等。比如，车队自行联系车辆零部件的外协加工，协调车手训练场地，自行联系赛车集装运输转场；耐力赛中，2 名车手需要在近40 ℃的环境下，身穿比赛服完成4 小时的耐力赛，极端考验车手的身体心理素质；后勤保障团队协调兄弟车队保障车队的赛时抢修；运营组完成营销比赛和宣传工作等等。

从队员的就业和读研信息反馈来看，车队队员能够很好地融入到工作岗位，早于其他同学成为企业骨干；由于赛车队的各方面培养，研究生面试脱颖而出；有车队经历的研究生进入课题快，很快能够融入导师团队，成为导师的得力助手。

三、以竞赛驱动的综合能力培养改革方案

巴哈赛车队虽然能够大幅度提高学生的实践能力、创新能力和业务能力等综合能力，但是巴哈赛车车队主要招募低年级本科生，车队人数有限，受众面小。以创客为中心、以科创为纽带及以竞赛为动力，将多学科竞赛模式惠及到全体学生的“三全育人”模式是切实可行的改革方案。

(一)以创客为中心，全员育人

为了能够更好地开展全员育人，国家开展的赛事活动非常多，除文中提到的车类竞赛外，机械与车辆学院各专业可以参加的其他主要赛事，见表1，从数学、物理、机械、电子、宇航到兵器科学与技术等学科，同学们可以参加的种类繁多，平台资源丰富。为鼓励全员参加科创，北京理工大学机械与车辆学院成立了创客中心，负责大学生各类科创活动，营造“大众创业、万众创新”的科创氛围，从物资场地保障、经费支持、指导教师激励和学生奖励等各方面提供保障。

表1 适合机械专业部分学科竞赛名单

(二)以科创为纽带，全程育人

自2015 年国务院连续印发了一系列“双创”教育的实施意见和指导意见后，各高校对“双创”积极响应。每年10 月，北京理工大学面向大一、大二和大三学生发布大学生创新创业训练计划(校级)，从大一开始进行创新创业的培育工作；经过对大学生创新创业训练计划(校级)培育后，大三、大四学年开展大学生创新创业训练计划(市级、国家级)，参加各种高水平的竞赛。地面机动装备中心面向大二同学、大三同学招收各类机器人赛队员，进行赛事实验教学和培训，年级由低到高，参赛级别也由低到高。每年新生入校，巴哈车队等社团开始招新，做赛车理论基础培训和梯队建设，指导教师开设针对性的赛程设计、实验和训练实验课程；比赛以大三年级队员为主力，大二年级队员骨干，大一同学为后备力量。创客中心以科创为纽带，保证创新竞赛活动、人才培养不断线，创新人才成长不停歇，实现创新人才全过程培养。

(三)以竞赛为动力，全方位育人

各类学科竞赛宗旨不同，对大学生的各种能力锻炼侧重不同。数学建模不需要制作实物，其是对实际问题的一种数学描述，是对一个特定的对象，为了一个特定目标，根据特有的规律，做必要的假设，运用适当的数学工具，得到一个数学结构，其培养了逻辑思维能力、创新意识、创造能力以及团队协作精神；中国机器人大赛涉及力学、机械学、电子学、控制论和计算机科学等多学科，参赛对象是机器人实物，学生在参加机器人比赛中不仅可以扩展知识面，还能促进学科交叉、迅速提升动手能力和培养创新意识；车类比赛在设计、加工、装配、调试、训练和比赛的全过程中，锻炼了学生的多学科交叉自学能力、实践能力、创新能力、团队协作精神和业务能力等综合能力。机械与车辆学院创客中心现在组织管理的竞赛重点有：全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生机械创新设计大赛、工程训练大赛、大学生创新创业训练计划、中国高校智能机器人竞赛(多种类)、大学生方程式赛车、大学生无人赛车、大学生节能车、大学生巴哈赛车、大学生智能车和中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛等，以竞赛为动力，实现全方位育人。

四、结束语

为满足未来具备科学基础厚、创新能力高和工程实践能力强的具备国际竞争力、综合素质高的复合型工程科技人才培养需求，以北京理工大学巴哈车队为例，介绍了车辆学科竞赛对工程实践能力、交叉学科融合自学能力、创新能力和业务能力等综合能力培养的支撑和促进作用。提出以学科竞赛驱动的综合能力培养的人才培养改革模式，更好地完成全员育人、全程育人、全方位育人，全面提高学生的综合素质。