唐山學院 高 欣,湯生安,齊雪玉
中國汽車工業(yè)的快速發(fā)展對車輛工程領域的人才提出了更高要求,對專業(yè)人員的工程實踐能力愈發(fā)重視,新工科建設作為目前高校工程教育教改的重要方向,要求學校教育能適應企業(yè)對專業(yè)人才工程實踐能力的需求。本文主要探討了新工科對車輛工程專業(yè)人才培養(yǎng)的新要求,對BSC(中國汽車工程學會巴哈大賽)與工程實踐能力培養(yǎng)之間的關系進行了分析,并探索了基于BSC進行教學改革的相關途徑,通過BSC的教學改革實踐提高學生的工程實踐能力,培養(yǎng)汽車專業(yè)新工科人才。
2016年高等教育新工科建設首次被提出,得到眾多高校的重視與推廣,已取得了初步成果。新工科以專業(yè)的交叉與融合、協(xié)調與共享為主要形式,其內(nèi)涵是基于國家戰(zhàn)略發(fā)展的新需求。新工科建設將以把握學與教、實踐與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、本土化與國際化為主要任務。在新一輪的新工科建設中,“讓工程教育回歸工程本質”“創(chuàng)新與共享”“交叉與融合”漸成主流,新工科改革多點開花,讓傳統(tǒng)工科煥發(fā)新的青春。
汽車工業(yè)是國家經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè),汽車屬于高度技術密集型產(chǎn)品,其中涉及新材料、新設備、新設計、新工藝和新技術等,行業(yè)又涉及營銷、金融等眾多領域。BSC的競賽以造車和競賽為主體,涉及高校的車輛工程專業(yè)、機械設計、機械制造、營銷、汽車服務、管理、媒體等多學科內(nèi)容,綜合實力決定了車隊的競賽成績。BSC的競賽內(nèi)容與過程評價和新工科的要求高度貼合,“造車”是一個典型的復雜工程,造車競賽的過程也正是學生創(chuàng)新的過程、實踐的過程、回歸工程的過程。
BSC是中國汽車工程學會巴哈大賽英文字母簡稱,高校多稱為“全國大學生巴哈大賽”,為一項國際汽車賽事,由中國汽車工程學會于2015年引入國內(nèi)。BSC大賽要求在校大學生團隊親自動手完整地設計制作一輛整車,對于高校教育來說,更看中它的教學價值,工程學會、業(yè)內(nèi)工程專家和相關院校也認為它更是一種全新的工程教育和工程實踐過程。賽事要求以每年4 000臺的產(chǎn)能為設計目標,進行全地形越野汽車結構設計、制造、裝配、調教、維修、營銷、越野場地競技等環(huán)節(jié)。BSC旨在國內(nèi)打造一個全新的工程技術人才培養(yǎng)平臺,參與高校、車隊、人數(shù)逐年增多。競賽的全過程為一個典型的工程項目,涉及工科多學科協(xié)作,每年的賽事對各車隊的創(chuàng)新內(nèi)容重點評價。以BSC為載體,相關高校已經(jīng)在教學改革和科研創(chuàng)新方面取得對應成果。
工程實踐與訓練是應用型高等教育的重要環(huán)節(jié),工程知識和工程技術并舉,理論聯(lián)系工程實際、課堂教學聯(lián)系生產(chǎn)實踐,培養(yǎng)提高學生工程素質、創(chuàng)新潛質和實踐能力。重視工程實踐與訓練,讓工程專業(yè)學生工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力得到提升與發(fā)展,是當代高等教育培養(yǎng)適應社會發(fā)展需要的復合型、應用型創(chuàng)新人才的主要目標。這樣的工程實踐大大超出了高等工程教育中工程實踐課程的范圍,跟新工科建設一致,旨在培養(yǎng)和選拔汽車工程教育的優(yōu)秀人才。對于參與競賽的本科生要能夠成為精通設計工程、掌握制造試驗技術、完成裝配維修工作、熟練掌握駕駛技能的多面手。
工程實踐教學屬于本科工程教育范疇,工程實踐能力不再是簡單的動手能力,而是集分析、設計、開發(fā)為一體的綜合能力。車輛工程專業(yè)培養(yǎng)方案已由知識為主、強調動手能力轉變?yōu)橹R與能力并重,即“合理的知識結構+工程實踐能力”,工程實踐能力成為機械工程專業(yè)教學計劃中與理論知識等量齊觀的重要培養(yǎng)內(nèi)容,理論與實踐結合是機械工程專業(yè)教育的重要特點。中國汽車工程學會張宏慶理事長提出要研究工程實踐教學與巴哈越野汽車競賽的關系,把競賽打造成平臺、工具、教改的突破口,并提出了本科的工程實踐在汽車設計的基礎上向汽車制造與裝配調試和駕駛維修方向重點推進,強化本科生的動手能力。
新工科建設的理念是“問產(chǎn)業(yè)需求建專業(yè)”“問技術發(fā)展改內(nèi)容”,這也是企業(yè)對新時代工程人才知識體系的新要求。以此作為培養(yǎng)學生創(chuàng)新工程能力的切入點。學生對研究型學習有興趣,教師授課更加言之有物。教學團隊深入分析和發(fā)掘BSC的教學價值,并以此為模型推廣到其他的諸如節(jié)能車、智能車競賽等汽車領域的競賽中,形成以賽促教、以賽促改的新局面,并將賽事的內(nèi)容與教學融合利用。
BSC涉及汽車產(chǎn)業(yè)工程實踐全過程,團隊研討劃分汽車領域對人才需求的各個技術領域和工程實踐子能力,分析對應理論課程支撐作用(表1)。完善學生研修的學習方式并通過網(wǎng)絡資源、網(wǎng)絡精品課程、教師工作室、賽車協(xié)會等形式共享學習資源,讓學生的學習不拘泥于有限的課堂形式,在理論與實踐的“閉環(huán)”中成長。
(1)BSC賽事引領的現(xiàn)場授課。BSC賽車作為教學模型,便于學生認識汽車構造、設計內(nèi)容、設計任務、試驗任務等,并能理解本專業(yè)未來的工作內(nèi)容,學習形象而具體,將理論與和工程實踐項目融合進行。結合BSC賽車與商用車的型式、技術、工藝、性能等差異,在后續(xù)的課程設計、畢業(yè)設計和雙創(chuàng)項目中進行具體實施。
(2)BSC與課內(nèi)實驗、課程設計和集中實踐環(huán)節(jié)內(nèi)容的對接與融合。利用教研活動集體研討分析專業(yè)人才培養(yǎng)方案中的課程設置和課程大綱,分析理論課程、課程設計、集中實訓等教學環(huán)節(jié)對汽車工程實踐能力培養(yǎng)的支持關系,并提出課程內(nèi)容、教學模式、課程案例、實踐教學體系等方面的改革方案。鼓勵車輛工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中相關課程案例和課內(nèi)試驗設備適當結合BSC賽車進行;課程設計類課程基于BSC整車、變速器、轉向器、車架、制動系、轉向節(jié)等影響競賽成績的機構進行開發(fā)設計等;畢業(yè)設計題目適當選擇BSC賽車類的性能優(yōu)化題目等。對照企業(yè)運行模式,把自己的賽車作為學校的一款產(chǎn)品車型,不斷地進行研究、優(yōu)化、實踐、迭代,實習企業(yè)級汽車產(chǎn)品的整個實踐流程,形成自己特色的“企業(yè)文化”和“品牌形象”,讓工程的理念貫穿于學生的整個學習過程。
表1 工程實踐子能力、領域與專業(yè)課程的對照分析(部分)
(3)基于BSC進行創(chuàng)新試驗、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和科研項目。鼓勵專業(yè)教師開出基于BSC的創(chuàng)新實驗,基于BSC賽車制作提供創(chuàng)新實驗場地、設備等支持,試驗對接車隊(甲方)的具體需求,為車隊提夠實驗數(shù)據(jù)等資源?;贐SC進行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目的研究,2017年我校巴哈車隊就立項“巴哈工坊”在孵化器進行孵化。車隊模擬企業(yè)常態(tài)化運行,分組立項電動巴哈、電動清掃車等學生科研項目產(chǎn)品。實習造車、創(chuàng)新與科研相互融合,推動學生的自學能力,也體現(xiàn)工程實踐的本質。
BSC貫穿于每個學年,也實現(xiàn)了高低年級、不同學科、不同專業(yè)的團隊協(xié)作與互幫互學,共同服務于BSC賽事,學生在實踐中驗證理論學習。基于BSC的教學改革實現(xiàn)了賽車設計能力培養(yǎng)、汽車制造工藝能力培養(yǎng)、車輛成本控制能力培養(yǎng)、車輛裝配調試能力培養(yǎng)、車輛檢測能力培養(yǎng)、整車營銷能力的培養(yǎng)。同時,大賽也是教學考核評價的重要形式,通過記錄、總結、分析大賽的全過程,反思教學過程的不足之處,把BSC賽事作為促進實踐教學體系改革的突破口,形成具有基于BSC特色的實踐教學體系。觀測結果顯示學生的自學能力、產(chǎn)品開發(fā)能力、三維設計能力、仿真能力、汽車制造選擇優(yōu)化、工序制定優(yōu)化、成本控制能力、組裝調試能力、整車性能檢測試驗能力、營銷能力、汽車技術服務能力等提高效果明顯,這既是新工科也是企業(yè)需要的培養(yǎng)目標。