罗可成
武汉软件工程职业学院
摘要：中国大学生方程式汽车大赛是培养学生创新应用能力、设计制造能力和动手实践能力的平台，我校以此大赛为契机，紧扣高职院校汽车制造与装配技术专业课程教学内容，阐述了赛车的悬架系统、动力系统、底盘系统和转向系统等，在设计、制作和装配过程中的注意事项和要领，运用启发式和讨论式等教学手段，积极鼓励学生多方案多思路解决问题，培养队员学习能力和独立思考能力。
关键词：大学生方程式汽车大赛 创新创业 实践能力
创新创业教育作为高校人才培养的重要途径，受到了社会各界的广泛关注。《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》指出，深化高等学校创新创业教育改革，是国家实施创新驱动发展战略、促进经济提质增效升级的迫切需要，是推进高等教育综合改革、促进高校毕业生更高质量创业就业的重要举措。要广泛开展创新创业实践活动，高等学校要把创新创业实践作为创新创业教育的重要延伸，通过举办创新创业大赛、讲座、论坛、模拟实践等方式，丰富学生的创新创业知识和体验，提升学生的创新精神和创业能力。鉴于课堂教学中偏重理论，所采用的示例多是单一模块的应用，与毕业设计和学生未来的工作内容有脱节，而大学生方程式汽车大赛通过引导学生参与方程式赛车竞赛，有利于学生提高基础知识的熟练程度、综合应用能力、团队协作精神、临场应变能力和较强的心理素质，对培养学生的创新思维能力非常有利于。本文结合武汉软件工程职业学院"光谷之翼"在四年的造车与参赛经验，阐述如何提高高职学生实践动手和创新创业能力。
一、高校大学方程式汽车大赛项目实施过程
中国大学生方程式汽车大赛（Formula Student China，简称FSC）是一项由中国汽车工程学会组织的在校大学生组队参加的汽车设计与制造比赛，比赛要求学生按照比赛规则用大约两百多天的时间制造完成一辆赛车，并通过比赛评价赛车的设计、制造和性能。在参与比赛的过程中，学生要按照汽车商业公司的运营方式完成项目的人员招募、组织管理、对外宣传、营销报告、特殊零部件的设计、校核及委托加工、通用零部件的采购并完成赛车装配，然后携带赛车参加比赛。通过与这个项目可以使学生全方位了解一家公司的运营方式，并培养他们的动手实践能力，为他们以后的创新创业实践活动积累经验，我校的方程式汽车大赛筹备工作主要由以下几个环节：
1、人员招募
在人员组成上以我校汽车类专业的学生和爱好者为主，在吸收相关专业部分学生的基础上，成立车队，推选车队成员中具有一定组织能力的人担任队长，然后由队长完成了车队的组织。车队下设管理组、车身车架组、悬架组、转向组、制动组、发动机组，其中管理组负责车队的管理、宣传、对外联络等工作，其余各组分别完成赛车相应部件的设计、绘图和加工制作，然后共同完成赛车的装配工作。
2、人员培训
由于车队队员主要为大二和大三的学生，很多学生对汽车构造没有概念，所以在车队成立之初，定期举办讲座，邀请有参赛经验教师为车队学生讲解汽车的结构和组成。零部件设计完成后需要用软件对零部件进行刚度和强度校核，车队出面向学校申请了相关软件的培训教室并参加了汽车大赛组委会组织的培训。
3、赛车的零部件选型和设计制造
通过前期的培训，车队学生对汽车构造有了一定的认识，在此基础上车队各小组学生制定了该组的工作计划。各组学生按照往年的比赛规则确定了赛车的轴距、轮距、最小离地间隙等主要参数，在此基础上完成了发动机、差速器、轮胎、方向盘等零部件的选型和采购。车身车架组学生对车架进行了设计，决定选用AISI 4130钢管，并用ANSYS软件对车架进行了刚度、强度校核，绘制了加工图纸，完成了车架的加工。车身车架组学生对车身、座椅进行设计，决定采用碳纤维材料进行制造，绘制车身的设计图，选择了加工企业并完成了加工工作。发动机组的同学使用Soliworks软件按照组委会的要求对发动机的进气管进行了重新设计，使用Fluent软件完成了流场的校核，采用3D打印技术实现了进气管的加工。
4、赛车制作
当采购和加工的零部件到货后，车队队员根据大赛的规则确定了发动机的安装位置、制作了传动系统保护罩、完成了赛车的装配和测试。
通过赛车设计，学生们学会使用软件并完成零部件的设计和校核工作，能够绘制符合标准的加工图纸。通过赛车制造，训练了学生的实践动手能力、综合运用各学科知识分析解决复杂问题的能力，强化了团队合作意识，为他们以后的发展打下了坚实基矗
二、以中国大学生方程式汽车大赛为平台探索高职院校创新创业教育
传统的高校教学模式采用理论教学加实验的方式，教材都是出版多年的教材，内容很难反映当前的最新技术，实验由教师进行演示或由一组同学按照预定的流程共同完成，学生的实践能力很难得到培养，创新创业能力的培养更无从谈起。为了响应国务院和教育部的号召，计划在理论教学之外开发一个新的教学项目，通过该项目的实施，培养学生的创新创业能力。经过广泛调研，我们最终选择了中国大学生方程式汽车大赛。
通过四年的参赛经验，我们发现，以大学生方程式汽车大赛为平台，可以使学生得到一次真正的创新创业教育，以赛车上市为目标，经历一次项目实施过程，学生可以对创业活动产生直观认识。在赛车制作过程中，学生就需要学习关于设计、绘图、汽车结构等专业知识并了解汽车技术的最新动态，不但巩固了课堂上学到的理论知识，还锻炼了动手能力、解决工程实践问题的能力，为培养高素质人才创造了条件。
在学校职能部门和学院的大力支持下 ，2016年首次组织学生成功参加中国大学生汽车方程式大赛就取得了优异成绩，并在2018赛季夺得全国大学生巴哈大赛总冠军。在研制方程式赛车（Formulas Student China ，FSC）这一科技创新平台上，不仅锻炼了学生的设计制造能力和实践动手能力 ，也丰富了汽车制造与装配技术专业的教学内容 ，尤其是汽车构造和汽车设计等课程。本研究结合车辆工程专业课程内容，阐述了方程式赛车的总布置、动力、底盘等核心部分，重点涉及设计、制造、装配和试车等关键环节，采用启发式和讨论式相结合的教学模式，让学生提供多种设计解决方案，及时分析归纳总结，调动学生的主动参与意识，激发学生的科技创新热情，力争寻求最优解决途径，从而培养学生的学习能力和独立思考能力。实践创新能力是衡量人才的重要标准，我校以方程式汽车大赛为平台加强培养实践创新人才。方程式汽车大赛是增强学习的兴趣，提高学生进行研究的主观能动性和课外实践的积极性，通过竞赛的方法培养学生综合能力，引导学生通过完成竞赛任务来发现问题、分析问题、解决问题，培养学生的团队协作意识和创新精神的系列化活动。
三、以大学生方程式赛车为依托提高学生实践创新能力
大学生方程式赛车重点考察大学生实际分析、解决问题的能力，强调学生的创新意识和思维，注重学生实践能力的培养和锻炼。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆学生准备竞赛的过程就是对创新思维以及实践能力培养锻炼的过程；就是对知识深入理解、灵活运用的过程；同时，实际的参赛过程还是对学生心理素质和团结协作精神考验和培养的过程。因此，竞赛成为提高大学生实践创新能力的一个有效的途径。实践证明，我校的大学生方程式赛车对学生创新能力的培养具有重要的引导性作用，也是学生成长为社会所需人才的有效途径。该竞赛是以赛车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性的工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。该竞赛以"立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越"为指导思想，旨在促进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为优秀人才的脱颖而出创造条件。
经过一系列科技活动或者科技项目的培养锻炼后，学生的水平和能力相对进入一个高峰期。我们根据学生的兴趣好爱、所学特长，从中挑选学生分组参加全国大学生方程式赛车。由于该竞赛涉及自动控制、模式识别、图像识别、传感技术、电子技术、软件编程、机械与汽车等多学科专业，不同专业背景组队效果更好，所以一般在自愿原则下实行跨专业组队。组队之后就进入了正式的竞赛筹备阶段。在该阶段，团队成员通过各司其职、分工协作来完成车模组装（按照组委会要求组装A、B、C三类车模）、软件编程、传感器控制（通过激光、RL电路、摄像头识别道路路径）、电机驱动（直流电机控制速度、舵机控制转角）等工作。这些团队定期地进行交流和探讨，可以相互促进、启发，集思广益。
在竞赛中学生的心理素质的锻炼是一个非常重要的环节，在竞赛的准备过程中，总会有赛车参数调不好、速度上不去的情况，这都是很正常的现象。如果学生不能进行自我调控和心理调节，一味地着急蛮干，反而会适得其反，赛车越调越慢，甚至在真正的竞赛中，在激烈的竞争气氛下，由于紧张或疏忽大意而自乱阵脚，最后造成操作失误等，所以在日常的训练中还要加强学生心理品质的培养。通过定期举办校内竞赛，不但有助于学生发现问题，提高竞争意识，还可以使学生通过模拟比赛场景，感受紧张而激烈的大赛气氛，从而提高学生的心理素质。同时，团队成员之间的团结协作也是一个非常重要的环节。竞赛的准备过程是一个非常繁琐的流程，不可能一个人大包大揽，每个成员都应承担相应的任务和职责，成员之间也应保持交流沟通、相互配合和相互信任。只有这样，才有可能合作开发出有竞争力的赛车。因此，在日常培训中要引导学生深入理解团队合作的重要性，营造成员之间分工合作、相互配合、相互尊重的良好团队氛围，培养学生的责任感、体现集体荣誉感，形成团队的合作精神。当学生在实践创新基地相互组队进行备战时，遇到不同的参赛队伍，更多高水平的对手，通过彼此的竞争、交流，学生的实战能力会在短时间内迅速提高。同时，当他们站在真正的竞赛现场，学生比拼的不仅仅是理论和实践能力，更多的时候是临场应变能力、心理调控能力等。每当一轮完整的智能车竞赛周期准备下来，参赛学生的综合能力就会实现从量变到质变的跨越，而这种跨越更会使他们在将来的工作中受益匪浅。
四、对创新人才培养的启示
从我校"光谷之翼"车队成员在汽车大赛的组织和培训工作来看，创新人才的培养上是有积极意义的。
其一，指导教师队伍建设与比赛相辅相成。指导教师是推动大学生开展科技创新活动的主要力量，认真负责的指导教师为学生科技创新活动各环节的指导和把关是抬高学生科技创新活动起点、提高作品成果水平的重要因素。不能将面向全体学生的教学与竞赛割裂，可以将分层次的教学指导作为竞赛的基础，从课堂教学中层层选拔优秀的、有潜力的学生组织比赛队伍，实现竞赛"融入教学、高于教学"的目标。教学的目的并非仅仅为了竞赛，但学生只要感兴趣，只要努力，人人皆可参与到竞赛中来。学校应制定更多、更细致的奖励政策和办法，进一步调动教师指导学生科技创新活动的积极性，鼓励更多的高水平教师积极参加竞赛的指导工作，培养更多的实践型创新人才。
其二是教学评价模式的改革。对学生的评价形式要多样化，课外竞赛、上机操作、创新思维对课堂教学的促进作用也可以体现在相关课程的考查成绩中，以全面反应教学效果。重视学生实践能力培养，将实践教学作为培养学生创新精神和实践能力的重要途径，目前我院已经构建成一套完整的实践教学体系。努力构建实验、实践教学平台，将理论教学与实践教学的有机结合，学生可依据自己的兴趣爱好自由发展，在校内校外积极建设创新和实习实训基地，为学生参与科技创新活动创造了良好条件。
三是注重训练与专业培养相结合。在竞赛中，围绕本专业选择比赛方向显然更有优势，而且竞赛对参赛者综合知识和能力要求比较高，竞赛与本专业相结合，可以与各门专业课有效沟通和衔接，防止出现学生"不务正业"的情况。为激励学生的创新动力，我校还专门划拨经费用于相关的创新教育活动，对部分创新实验、个性化实验和创新比赛给予创新学分，对创新活动成绩突出的学生给予相应优先待遇，这一举措吸引了大量学生参与训练，成效比较突出。
四是鼓励大学生的研究生性学习活动。充分发挥其内涵的深层次作用，使之延伸到学风建设、课程建设、实践教学、学生就业、教师职业技能提高等方面。我校依托现有资源，积极引导学生在研究中学习，提倡把科学研究的成果和方法引入课堂，鼓励各级精品课程积极进行探索性教学实验，鼓励教师在教学中逐步提高研究型作业的比重，激发学生的创新欲望，努力为大学生开展科研训练和科技创新活动提供了有力的保障，积极组织学生开展课外科技作品竞赛，构建系列化的科创活动阵地，为学生提供了良好的科技创新环境与平台。
结束语：
实践证明，参加以提升动手操作能力为核心的大学生方程式赛车大赛，可以有效为学生搭建科技创新舞台，充分展示汽车制造与装配技术专业特色，拓展汽车类专业学生的专业技能，尤其是培养学生的团队意识和心理素质等职业素养有着非常大的意义，为学生今后的就业与创业打下坚实的基矗
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论文作者:罗可成
论文发表刊物:《中国教工》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/26
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