梁毅 陳元華 王國富

【摘要】針對傳統(tǒng)教育的模式很難培養(yǎng)跨學科多專業(yè)學生的實踐動手和創(chuàng)新能力的問題，文章提出了以中國大學生方程式汽車大賽為平臺，以設計、制作賽車為載體，創(chuàng)新實踐教育人才培養(yǎng)的新模式，以提高學生解決工程實際問題的能力。實踐證明，這種模式可以滿足高校培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力的要求。

【關鍵詞】大學生方程式汽車大賽;工程實踐;創(chuàng)新實踐教育;人才培養(yǎng)模式

【基金項目】桂林航天工業(yè)學院教學改革研究項目（2016JA03）。

多年的實踐證明，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育已經成為中國高等院校人才培養(yǎng)的一條重要途徑[1-3]。大學生是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的實施主體，也是當前萬眾創(chuàng)業(yè)熱潮的中堅力量，大學生的創(chuàng)業(yè)若能把科技成果與社會的實際需求更好地貼近、結合，走上創(chuàng)新驅動創(chuàng)業(yè)的道路，科技成果就可以更加順利地轉化并應用于解決工程實際問題[4]。高等學校的主要任務是培養(yǎng)高層次人才，為經濟的發(fā)展提供原動力，因此高等教育應該把教學活動的內容與社會發(fā)展中的實際需求更好地對接起來。為適應社會發(fā)展需要，高等院校近年來開展了各種各樣的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育來滿足社會對創(chuàng)新型高質量人才的需求，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育活動在高等院校的人才培養(yǎng)模式中占據著越來越重要的地位。

傳統(tǒng)的高校教學模式一般采用的是理論教學為主，實驗教學為輔，理論課和實驗課教材大都使用出版多年的經典教材，內容很少包含當前汽車行業(yè)的最新技術。而且實驗課由教師進行演示或由學生按照課程預定好的流程完成，學生的實踐能力很難得到提升，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)更是無從談起[5]。由于傳統(tǒng)教育的模式在培養(yǎng)學生的實踐動手和創(chuàng)新能力等方面存在不足，桂林航天工業(yè)學院汽車與交通工程學院在理論教學之外大力發(fā)展了多個創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育平臺，其中就包括中國大學生方程式汽車大賽這個平臺，該項目每年可培養(yǎng)近百名跨學科多專業(yè)學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力[6]。

中國大學生方程式汽車大賽（簡稱FSC）是一項由高等院校在校大學生組隊參加的汽車設計、制造和營銷的全國性比賽。按照比賽規(guī)則要求，每年每支在校大學生隊伍需要用半年左右的時間設計并制造出一輛電機驅動或者汽油機驅動的方程式賽車，根據比賽規(guī)則進行比賽，然后打分評定出各支隊伍設計的賽車在設計報告、成本報告、營銷推廣方案和動態(tài)實車比賽等方面成績的排名[7]。在為期半年的比賽準備階段，一支車隊相當于一個汽車公司，車隊的運營方式也參照汽車公司完成。這其中包括各類營銷推廣方案的策劃、人員招募、項目管理、零部件方案以及整車方案的評審，通用零部件的采購，專用零部件的設計、優(yōu)化、校核、驗證及加工，然后按期完成整輛賽車裝配與調試、設計，成本和營銷報告的撰寫及訓練，最后攜帶賽車、靜態(tài)比賽材料奔赴指定賽場參加賽車的動態(tài)項目比賽和各類靜態(tài)項目報告的答辯比賽[8]。車隊學生通過參與該項目可以作為一名實施者全方位地了解并參與一家中小型企業(yè)的運營模式，在各自負責的方向上得到貼合實際的訓練，了解企業(yè)中各個部門的運作方式，在提高各自解決問題能力和協(xié)調管理能力的同時，也為以后的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動積累了經驗，為未來的發(fā)展方向明確了努力的目標[6]。

以中國大學生方程式汽車大賽為平臺，學生可以得到系統(tǒng)且接近社會實際的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育。每一屆的車隊模擬著一個個小型設計制造性質的汽車生產企業(yè)，以賽車上市為目標，參賽的學生經歷了一次完整的項目實施過程，學生對賽車的設計制造營銷推廣過程產生直觀認識[6]。

學生在平時的理論課程中學習了關于各系統(tǒng)的參數設計、3D數模模型建立、2D圖紙繪制和汽車各系統(tǒng)理論等專業(yè)知識，在參加車隊的賽車設計、制造過程中就可以把所學到的知識串聯(lián)起來運用到其中，并能了解到汽車前沿技術，既鞏固了理論性的專業(yè)知識，也鍛煉了工程實際問題總結、實際動手與團隊成員協(xié)作解決問題的能力，為培養(yǎng)高層次高素質人才創(chuàng)造了條件。

一、項目實施過程

下面以桂林航天工業(yè)學院的航V車隊為例，說明以中國大學生方程式汽車大賽為平臺的車隊在各個環(huán)節(jié)培養(yǎng)人才的情況。

（一）人員構成

以該校車輛工程專業(yè)的學生為主，在招收相關專業(yè)學生的基礎上，于2015年成立了桂林航天工業(yè)學院航V車隊，由車隊成員以及指導老師共同推選具有一定組織能力的學生擔任隊長、副隊長、技術總監(jiān)、經理等管理職務，然后由管理職務人員組織帶領車隊開展工作。車隊由運營組、發(fā)動機組、電控制、電池組、整控組、傳動組、車身組、車架組、懸架組、轉向組和制動組共11個組別組成，其中由運營組完成運營宣傳資料制作和商業(yè)營銷方案，其余各組分別完成賽車相應零部件的3D數模設計、2D圖紙繪制和加工制作，然后共同完成賽車的裝配、調試工作。

（二）人員的培訓與傳承

剛進入車隊時主要是在校一年級、二年級的學生，很多學生還沒有學習專業(yè)課程，甚至對汽車構造都沒有概念。車隊每年招募新成員過后，定期舉辦基本的科普性講座，主要由大三、大四的老隊員對新成員的認知層面進行指導，在進入車隊積累一定的基礎知識后，在上一年度的比賽完畢時，車隊就邀請各個系統(tǒng)相關的多名專業(yè)課教師為學生系統(tǒng)地講解汽車各個系統(tǒng)的設計、調試等知識，主要是把理論課上所學到的專業(yè)知識串聯(lián)起來并應用于實踐工作中。此外拓展了很多課堂上沒有的而在工程實踐中又會應用的專業(yè)知識。例如在賽車零部件設計完成后需要通過仿真模擬軟件對零部件進行剛度和強度校核，車隊邀請專業(yè)教師在專門的電教室進行ANSYS培訓甚至派部分隊員代表去參加汽車大賽組委會組織的ANSYS培訓。

（三）賽車總布置和零部件設計

車隊學生在入隊的培訓過后對汽車構造有了一定的認識，新賽季開始時在老隊員帶領下制定本賽季該組的工作計劃，并分配好各自承擔的任務。老隊員主要承擔總體布置設計，進隊未到一年的新隊員只能輔助老隊員進行一些重要程度并不太高的零部件設計。首先是概念設計階段，各組學生按照比賽規(guī)則確定本賽季賽車的軸距、輪距、最小離地間隙等主要參數。其次是性能開發(fā)階段，在確定賽車的各項性能指標后，再確定發(fā)動機、差速器、輪胎、控制器等零部件的選型和實施采購。同時做好賽季預算，在預定的成本下按期推出該賽季的賽車，盡可能地模擬汽車企業(yè)的運行思路。

（四）零部件的設計和制造

賽車除了發(fā)動機、差速器、輪胎和控制器等外購件，還有大量的自制件，自制件主要分布在車架、車身、發(fā)動機附件等系統(tǒng)中。

發(fā)動機組學生按照賽事規(guī)則對發(fā)動機的進排氣系統(tǒng)進行自主設計，使用三維建模UG軟件進行3D數模的建立，使用一維GT power和三維Fluent仿真軟件完成了流場的校核，然后采用3D打印技術對進氣管路進行加工，完成進排氣管道的加工后安裝于發(fā)動機性能實驗室進行實驗，調試出最佳點火角和噴油量。

車架組學生按照賽事規(guī)則對車架進行設計，從性價比、輕量化等方面考慮選用多種壁厚的AISI4130無縫鋼管，由于賽車隊車架的強度、剛度要求較高，因此學生又使用ANSYS對車架的剛度、強度進行校核，合格后再繪制2D加工圖紙，最后通過激光水平儀配合夾具進行高精度的定位后自主焊接車架。

車身組學生對車身外形、前翼尾翼以及座椅進行了設計，繪制車身的設計圖，然后采用獨立自主的加工方式完成車身加工、噴涂。

（五）賽車裝配與調試

當采購件和自制件到貨后，學生根據設計出來的3D數模把零部件裝配好，就下地測試制動性能、發(fā)動機性能、懸架性能等。

（六）參賽成績

基于桂林航天工業(yè)學院航V車隊2015開始建隊兩年的積累，在2017賽季學生用自己動手設計、制作和調試的賽車參加了中國大學生方程式汽車大賽，賽車的設計效果、制作水平和比賽成績都較2016年有明顯提高。比賽總成績、四項動態(tài)比賽（耐久賽、高速避障、直線加速、8字繞環(huán)）和三項靜態(tài)比賽（成本分析報告、技術報告、營銷報告）結果均有明顯進步。在油車的83支隊伍中，動態(tài)耐久賽獲得第3名，總成績排第8名，并獲得了大賽一等獎。2018賽季，航V車隊學生借鑒多年的燃油車設計、制造經驗把電動方程式賽車開發(fā)出來并首次注冊參加中國大學生電動方程式大賽，拿到了第11名，證明在該平臺上參加訓練的學生具有極大的潛力可以做好類似的工作。

二、人才培養(yǎng)成果

首先，學生通過完成賽車零部件的設計，學會了使用3D建模軟件完成零部件的設計和基本的力學分析軟件完成零部件的校核工作，能夠繪制達到加工標準的2D圖紙。通過賽車零部件的加工制造，學生的動手實踐能力得到了訓練。學生在整個項目實施過程中運用理論知識分析解決工程實際問題的能力有較顯著的提高，同時也強化了團隊合作意識，為他們畢業(yè)后的職業(yè)發(fā)展打下了堅實基礎。

經過四年的實踐，桂林航天工業(yè)學院汽車與交通工程學院的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育取得了很大進展。以航V車隊為代表，在2017年大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目中，航V車隊申請項目為9項，獲得自治區(qū)級為3項;在2018年大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目中，航V車隊申請并立項的有11項，其中3項為國家級、8項為自治區(qū)級。2013級航V車隊的參賽隊員中考研錄取成功率占院系的33%，2014級航V車隊的參賽隊員中考研錄取成功率占院系的50%，部分考取了重慶大學和武漢理工大學等院校。在2013、2014級航V車隊的畢業(yè)生中，就業(yè)率為100%，有多人在廣西玉柴動力股份有限公司、成都西汽研發(fā)車輛技術開發(fā)有限公司、深圳市比克動力電池有限公司、廣西艾盛創(chuàng)制科技有限公司等多個汽車設計公司就職。

三、結語

桂林航天工業(yè)學院航V車隊經過四年的積累，在車輛工程與汽車服務工程等專業(yè)學生的培養(yǎng)中做出了巨大的貢獻。經過賽車的設計、制作、營銷與推廣團隊四個賽季，學生的主動學習能力、動手能力、解決工程問題能力、組織協(xié)調能力等得到了完善和鍛煉。在畢業(yè)生中對比了參加過方程式賽車的學生和沒有參加過車隊的學生，無論是本科畢業(yè)后直接進入企業(yè)工作還是進行研究生深造，在工程能力和工程思維上，前者都有明顯優(yōu)勢。從畢業(yè)生的論文質量看，前者可以完成更具深度的研究探索，畢業(yè)后在工作崗位上的表現(xiàn)也有明顯的優(yōu)勢。學校層面從校長、教務處、學工處等部門領導也越來越重視該項活動，投入的精力、經費逐年增加，2018年燃油車和電動車的同時參賽，也提供了更多的崗位給學生進行鍛煉。因此，實踐證明，通過賽車建立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺的模式可以滿足高校培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力的要求，而且桂林航天工業(yè)學院航V車隊也建成了一個培養(yǎng)學生工程技術能力、社會實踐能力的重要基地。

【參考文獻】

[1]李家華， 盧旭東.把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入高校人才培養(yǎng)體系[J].中國高等教育， 2010（12）：9-11.

[2]陳希.將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育貫穿于高校人才培養(yǎng)全過程[J].中國高等教育， 2010（12）：4-6.

[3]劉東菊.創(chuàng)業(yè)教育與大學生就業(yè)[J].東北大學學報：社會科學版， 2006（04）：292-296.

[4]滕桂法，張昱婷，劉小利，等.以“互聯(lián)網+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽成功項目論高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系[J].河北農業(yè)大學學報：農林教育版， 2017（06）：18-23.

[5]葉磊，陽林，田碩，等.依托大學生方程式汽車大賽，培養(yǎng)汽車創(chuàng)新型人才[J].時代教育，2016（01）：14-15.

[6]劉偉，耿聰.依托大學生方程式汽車大賽開展高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育[J].科技創(chuàng)新導報，2016（19）：146-147.

[7]徐斌，郗建國，牛毅，等.基于大學生方程式汽車大賽車輛工程專業(yè)一體化教學模式改革[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2013（09）：42-44.

[8]中國FSAE委員會.中國大學生方程式汽車大賽綜述[R].中國大學生方程式汽車大賽項目報告，2004：5-9.