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摘要:随着我国汽车行业结构调整与产业升级的不断进行,传统的汽车工程人才培养实践平台已经不能满足新工科背景下的工程人才教育体系。通过分析传统汽车创新实践教育所面临的问题,以中国大学生方程式大赛(FSAE)为基础,构建FSEC+FSAC创新实践双平台,优化传统创新实践教育体系,引导培养智能网联汽车产业发展急需的新工科创新型、应用型人才。经过近年来的实践,取得了良好的培养效果。
关键词:创新实践双平台;FSAE大赛;新工科
本文引用格式:陈日东,等.依托FSAE大赛构建FSEC+FSAC创新实践双平台[J].教育现代化,2020,7(44):33-35.
Building FSEC+FSAC Innovation Practice Double Platform Relying on FSAE Competition
CHEN Ri-dong,YANG Lin,LIU Gao-hui,LIANG Shao-zhen
(Guangdong University of Technology,Guangzhou Guangdong)
Abstract:With the structural adjustment and industrial upgrading of China’s automobile industry,the traditional automobile engineering talent training practice platform has been unable to meet the engineering talent education system under the new engineering background.Based on the analysis of the problems faced by the traditional automobile innovation and practice education,based on the China university student formula contest(FSAE),a double platform of FSEC+FSAC innovation and practice is constructed to optimize the traditional innovation and practice education system and guide the training of innovative and applied talents of new engineering urgently needed for the development of intelligent network automobile industry.Through the practice in recent years,good results have been obtained.
Key words:Innovation practice double platform;FSAE competition;New engineering
一 引言
当前,我国汽车产业正处于飞速发展的阶段,人工智能与智能网联汽车在新时代背景下被赋予了重要的历史使命,我国要从汽车大国迈向汽车强国,急需大量智能化知识基础牢固的新工科创新型、研究型、应用型人才。习近平主席在十九大报告中指出,要坚持全面深化改革,而深化科技体制改革是全面深化改革的重要内容,是实施创新驱动发展战略、建设创新型国家的根本要求。汽车产业正是推动新一轮科技革命和产业变革的重要力量,是建设制造强国的重要支撑。对于智能网联型新工科的人才培养,不仅是国家的需求,更是时代的召唤。为了响应国家战略需求,推动新工科背景下车辆工程专业教育的改革创新,加快探索高校新工科人才培养的新常态,培养无人驾驶模块知识结构过硬的创新实践型新工科人才。
提出以中国大学生方程式汽车大赛(FSAE)中的中国大学生电动方程式大赛(FSEC)及“爱驰杯”中国大学生无人驾驶方程式大赛(FSAC)为基础,构建以电动赛车和无人驾驶技术培养为主要目标的创新实践双平台,组建智能驾驶电动方程式赛车团队,打造校企合作联合培养的新风范等改革举措,可有效提高汽车类专业大学生在智能互联电动汽车生产制造方面的知识水平以及综合实践能力,为国家汽车产业改革提供充沛的发展动力[1]。
二传统汽车创新实践教育的不足
如今,我国汽车行业在近十年来发展迅猛,各大汽车企业在招聘人才的时候不仅注重坚实的理论基础,也非常重视学生的实际操作能力。在2018年我国发布的《中国汽车产业中长期人才发展研究》中明确指出,我国目前汽车人才结构还远远不能满足当前汽车产业发展的需要,不仅缺乏专业的技术人才,也缺乏懂管理的综合型人才,更缺乏能将互联网、计算机、电子技术综合运用到汽车设计与制造上来的复合型人才。也就是说,我国传统的汽车创新实践教育体系已经难以适应社会的需求。传统的汽车教育模式中,高校大学生普遍对创新实践的认知存在一定的偏差,不专注于基础理论知识的学习,而是急功近利,往往以参加比赛,赢取奖项,获取加分为主要目的,一个项目失败后马上短期内组建新的项目或参加新的竞赛项目,导致知识孵化质量不高,个人主观因素较多,比赛参与的现实意义不大[2]。
另一方面,高校的创新实践教育课程体系还不够完善,理论课程内容多,学生多数以应对考试为目标,再加上实操课程授课时间仓促,落实到每个人的动手机会有限,实验教学多偏向于流程化,使得学生难以做到真正的学而时习之,学生不能从博学、笃行中完整地掌握好一门课程或一项技能,导致在找工作时因知识基础不够扎实而屡屡碰壁[3,4]。
三 构建FSEC+FSAC创新实践双平台
中国大学生方程式汽车大赛(FSAE)是一项由高等院校汽车工程或汽车相关专业在校大学生组队参加的汽车设计与制造比赛,自2010年首届赛事发展至今,大赛含括了三项子赛事,分别为油车赛(FSCC)、电车赛(FSEC)及无人车赛(FSAC),旨在为高等院校汽车相关专业的大学生提供实践和磨炼的机会,并希望能通过该赛事发现、挖掘、培养中国汽车未来的人才,被誉为中国汽车未来人才的“黄埔军校”。
FSEC赛事是FSAE大赛中分离出来的只有纯电动赛车参赛的一项赛事,由高校汽车相关专业的大学生自行制造出符合规则,性能优良的纯电动赛车,并最终能够完成部分或所有比赛项目。FSAC赛事是在电车赛的基础上进一步优化赛车,保留电动赛车的机构和功能,加装无人驾驶智能控制系统,使赛车能够自主完成相应的比赛项目。依托FSEC与FSAC两项赛事,分别打造基于纯电赛车设计制造的培养创新平台和基于无人赛车研发的教育实践平台,让学生首先学懂纯电动赛车的设计开发与具备开拓创新能力,然后在电动赛车的基础上再进行赛车的机构创新和实践,引领学生探索未来无人驾驶汽车的无限魅力,进一步提高学生的专业能力素养与就业核心竞争力。与传统的汽车类学科竞赛相比,FSEC与FSAC赛事所涵盖的技术领域相较于传统油车赛的要更加前卫丰富,且其涉及面更加具有科技前沿性。其不仅含括了传统油车中的车架、车身、悬架、制动等赛车系统的设计制造,同时还涉及到电池制造、电机匹配等电车制造技术,以及无人驾驶控制技术,如环境感知、定位导航、路径规划与赛车运动控制等当今热门的汽车智能互联技术。从设计加工、调试优化赛车方面来看,学生面临的挑战增大了,但学生也获得了更多的机会在赛车的基础上进行创新优化,通过实践摸索和参与比赛来验证其改进的思路和方法,让学生学到充足实用的技能知识,提升学生发现问题,解决问题的综合能力素质。
所以,以FSEC和FSAC赛事为依托,根据竞赛项目需要,打造师资队伍完善,先进设备齐全,教学体系完备的汽车人才培养创新实践双平台,是加快新工科建设、大批量培养具有创新意识和创新创业能力的新工科学生的一条特色道路,也是实现我国从汽车大国走向汽车强国的必经之路。
四 创新实践双平台的优化与举措
FSAE大赛不仅仅是一项技术性赛事,它更是一项集合了产品调研、设计优化、制造加工,营销推广等广泛丰富大学生知识面内容的综合类大赛,从造车,参赛到完赛,都需要一支人才结构完整的队伍和一群能吃苦耐劳的队员全程参与,每一个环节对于学生自我的学习、操作及抗压能力都具有一定的挑战性,把握不好,这可能使得FSEC+FSAC创新实践双平台达不到原先设定的目标要求。对此,为了让学生充分地全身心投入到赛事当中,最大化地发挥创新实践双平台的教学效益,提出以下三项教学举措,优化校内汽车工程教学体系,提升学生的学习效率和兴趣,让学生真正做到学以致用。
(一)成立智能电动赛车教学实验室
基于FSEC及FSAC赛事的规则要求,引进汽车智能化与电动化的相关教学设备,配合完善的实训课程,充分发挥理论知识的实际作用,增强学生的动手能力,培养专业兴趣,极大地提升学生的综合能力。
(二)组建智能驾驶电动方程式赛车团队
在校内组建智能驾驶电动方程式赛车团队,依照赛事规则,面向全校本科生及研究生招收成为车队成员,让在校学生在1年的时间内设计、制造出符合赛车规则要求的纯电动赛车和无人驾驶赛车各一辆,并保证能完赛或参与部分赛事项目。智能驾驶电动赛车团队可以为学生提供先进的制造设备和适当的经费,加上老师的指导,可以激发学生的创造性思维,结合扎实的理论知识,发挥多学科融合的创新实践优势,激励学生勇于探索未来的电池技术和无人驾驶最前沿的感知控制技术,以此来激发学生的创新思维,开拓学生的科研视野,延伸课本的理论知识,从根本上培养学生打破固化思维的创新实践思维方式。下图为我校车队参加2019年中国大学生电动方程式大赛的合照。
(三)打造校企合作平台
校企合作是学校方与企业方共同培养学生的合作方式,其核心是教育,主体是学生,目的是提高学生对工程领域实际生产实践的适应能力。校企合作可以进一步填补高校在智能电动汽车领域知识内容相对单一,教学形式不新颖,实践与理论脱节的空洞。
五实践效果
近年来,鉴于油车制造技术相对传统及制造成本等因素的考虑,我校电动方程式赛车团队选择制造更为高端具有前沿性的电车和无人赛车。在2012年,我校车队便成功打造出华南地区首辆纯电动赛车。2013年正式参加FSEC赛事,且逐步开始考虑开展以车辆工程专业为核心的新工科人才培养模式的探索。2017年组建无人赛车团队,开展智能驾驶技术培训,于今年制造出广东工业大学首辆无人驾驶方程式赛车,并参加2019年中国大学生无人驾驶方程式大赛。截止目前,我校基于FSAE赛事的新工科人才培养体系在汽车及相关专业的教学改革中取得了显著效果,其中申报国家专利28项,获专利授权21项,其中2项发明专利,19项实用新型专利。发表期刊论文33篇,其中教改期刊11篇,专业期刊22篇。自主研发纯电动赛车6辆,连续4年参加中国大学生方程式汽车大赛,获全国大赛大奖9项,图2为我校方程式车队无人车赛事获得的奖项。申报大学生创新创业训练项目18项,其中3项为国家级。同时,通过参加大学生方程式大赛培养工程实践基础牢固的本科学生300多人,将相关的赛车技术写进毕业设计,其中4人获优秀毕业设计创新奖。
基于FSAE大赛,构建FSEC+FSAC创新实践双平台,组建智能驾驶电动赛车团队,打造校企合作联合培养的新风范,在基于智能驾驶电动赛车技术的新工科人才培养模式的探索与实践中,学生的专业理论知识得到了强化,工程实践能力也得到了锻炼。车辆工程及其相关专业的毕业生开创性思维逻辑紧密,创新实践能力强,理论基础扎实,受到了学校和企业的一致认可,极大提升了学生的核心竞争力,为新工科人才培养积累了成功经验。
六 结束语
为了满足我国汽车行业结构调整及产业变革的战略需求,以FSAE大赛为载体,构建基于智能电动赛车技术的FSEC+FSAC创新实践双平台,优化校内创新实践教育课程体系,并通过不断实践,为车辆工程及其相关专业提供了成功的教学典范。今年是我校智能电动赛车团队自主造出无人电动赛车的第一年,我校在智能驾驶创新实践人才培养体系方面还有很大的提升空间,在今后的教育改革工作中仍需进一步发现问题,探究解决办法,充分发挥学生的主观能动性,不断完善对汽车人才创新实践能力的培养教育。
参考文献
[1]钟兴华,阳林,万婷婷,等.依托方程式汽车大赛构建多学科融合创新平台[J].教育现代化,2017,4(33):33-34+38.
[2]汪选要,陈清华,喻曹丰.工程教育专业认证标准下的地方高校车辆工程专业人才培养方案探索[J].科教文汇(上旬刊),2019(09):58-61.
[3]杨成林,邬静,王乃东,等.高校创新创业教育的突出问题与发展策略研究[J].大学教育,2019(10):180-182.
[4]尉民.高校创新创业教育中人才培养体系的构建[J].智库时代,2019(39):85-86.
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