教学理念

发布日期:2014-04-28 浏览次数:

地面机动装备实验教学中心的建设目标是以服务国防现代化建设为特色,以大工程、大制造为背景,立足国防、面向全国、服务地方,以满足国家战略需求,支撑新能源车辆、高端装备制造战略性新兴产业为导向,为国家、国防和区域经济建设发展培养具有创新精神的高素质复合型、创新型人才。

多年来,中心一直秉承以学生为本,以满足国家战略需求为动力,以培养具备独立科研研究能力、实践能力、善于创新、具有开拓精神和国际化视野的国家栋梁人才为目标,在教学育人上锐意改革,逐步形成了七项独具特色或优势的教学育人、科研育人、实践育人的方法和途径(如图1所示),并且成果显著。


1.强化地面机动装备育人与研发的核心地位,支撑国家高端装备研制

中心所在的北京理工大学机械与车辆学院是国内最主要的地面机动装备(坦克、装甲车、自行火炮等地面武器机动平台)研发与人才培养的学院,在该领域有不可动摇的核心地位。中心建有车辆传动国家级重点实验室军用车辆动力系统技术国防重点学科实验室先进制造技术国防重点实验室等多个国家及国防重点实验室,与该领域内的各大型企业与研发单位都建有科研合作关系,以及配套的学生实习基地,使学生不仅从课堂教学、校内实习中熟悉该领域的知识与技能,而且通过企业项目研究、企业技术人员直接授课、到企业进行课程设计研究、生产实习、武器装备平台的应用实习以及毕业设计,进一步全面提高学生的综合素质,为学生成长为该领域的研究型和管理型人才奠定了坚实的基础。

在通过教学和实践培养人才的同时,中心还带领学生参与甚至主持了几乎所有我国新型坦克、装甲运兵车、自行火炮底盘中动力、传动等核心部件及动力总成的研发,不仅在技术上支撑了高端地面武器装备的研发,也在研发过程中为各大企业及研发单位培养了大量技术骨干和管理人员。目前该行业的中国北方车辆研究所、中国北方发动机研究所、内蒙古第一机械制造集团有限公司、湖北天雁集团、哈尔滨北方特种车辆制造有限公司等研发单位和企业的中层以上管理者以及总工等技术骨干绝大多数来自中心毕业的学生。
【例证】 我国当前轻型坦克动力及传动的研发是由中心(北京理工大学)为总师单位负责承研的。原理样机的研制及各项考核工作(高原、热带等)已经完成,目前初样机研制正在如期开展。该项目的完成不仅可以使我国轻型坦克、步兵战车的动力系统从性能、可靠性等指标上达到国际先进的水平,还可以使我国陆军的机动化水平得到大幅度提高。
【例证】中国北方发动机研究所是我国唯一的坦克装甲车辆动力专业研究所,一直从事军用动力装置的研发。该所从所长到诸位副所长、学科带头人等80%以上均为本中心的本科或研究生毕业生。

因此,本中心不仅为国家高端地面武器装备的研究和发展提供技术支撑,而且为该领域培养出一批又一批高水平的研究和管理人才。

2.响应国家节能环保战略,开拓新能源汽车教学与科研新领域

新能源汽车作为国家战略性新兴产业之一,对相关专业人才的需求日益增大。当前,国内外存在人才短缺的问题,国内原有的本科车辆工程专业课程设置已不能满足需求,也没有国内外大学新能源汽车教学体系的成熟经验可以借鉴。中心作为新能源汽车研究领域牵头单位之一,面对社会新能源汽车创新型人才的迫切需求,进一步优化了车辆工程特色专业结构,突出办学特色与创新,强化教学实践与人才培养体系,通过国家教育部和北京市高等学校特色专业质量工程项目建设、教育部卓越工程师培养计划项目和学校电动汽车教学改革立项研究,在现有车辆工程专业教学课程体系基础上,构建了新能源汽车课程理论教学体系;与此同时,结合中心在电动汽车科研优势和资源,创建了新能源汽车教学实验与创新实践平台。新能源汽车课程与实践教学体系的率先创建,引领了高水平特色大学培养具有创新型新能源汽车紧缺人才的新模式,全面提升了中心本科生的创新、实践能力以及开拓精神,为新能源汽车这一国家战略性新兴产业提供了人才培养平台。
【例证】 构建了新能源汽车创新的课程与实践教学体系。跟踪新能源汽车高新前沿技术,设计了车辆工程本科教学培养方案课程教学计划和教学大纲,建设了专业教育必修课程、选修课程和实践课程的新能源汽车课程体系。依托学校教改项目,结合科研,建设了与课程理论体系配套的高水平实验与实践平台,用于理论课程的实验环节和创新实践,培养学生创新应用能力。率先在国内外高校建立了新能源汽车课程教学体系。
【例证】 自主编写了新能源汽车课程系列教材。通过长期的科学研究和教学实践,自主编著了8部特色教材(《电动汽车原理与构造》、《功率电子学原理及其应用》、《电机原理与测试》、《电动汽车电源应用技术》、《现代车辆电磁兼容基础》、《汽车节能技术基础》、《功率电子学原理》、《电动汽车动力电池系统及应用技术》)。其中,《功率电子学原理及其应用》、《电动汽车动力电池系统及应用技术》、《电动汽车原理与构造》、《车辆电磁兼容基础》4本教材为国内首次编著,并已经出版。同时,新建了6门专业课程的多媒体课件。

3.扩展学生创新研究与竞赛基地,确保车辆类创新竞赛的领头地位

中心专门建立了以车为主、不以车为局限的学生创新实践平台,该平台以汽车电子技术创新中心新概念车辆创新设计开放实验室为核心,建立了1000多平方米的学生集中创新研究与竞赛准备基地。在中心的大力支持下,学生创新基地的面积、设备和容纳的人数在不断扩展。中心针对学生的创新活动,设立了单独的创新奖励和奖学金制度(汽车电子技术创新奖学金、机械与车辆学院综合测评章程、机械与车辆学院个性化奖学金章程),并建立了学生自主创新运作管理制度。

创新基地主要包括机械创新设计、方程式赛车、节能车、智能车、嵌入式控制系统、机械电子、交通科技、机器人、遥控测试、生物结构应用等创新研究团队十余支,创新活动小组多达30多个,长期参与活动的人数300人以上。创新基地主要围绕汽车开展各类科技创新活动,并以汽车电子方向为主(汽车是我国快速发展的领域,汽车电子作为汽车技术的一个新的增长点,也是我校的一个优势学科方向),结合国际资源(与美国摩托罗拉公司(后分立为飞思卡尔公司)和赛普拉斯公司开展人才培养方面的合作)进行学生创新实践条件的建设。由于汽车是一个多学科的综合体,因此该创新基地面向全校选拔队员,根据各方面的需求,通过技术方案评选、竞争选拔不同学科的学生组成团队,综合各学科学生的优势力量进行合作创新。

中心经过多年组织建设,学生科技创新成果显著,近年来获国际级奖项 6 、国家级奖项 31项、省部级奖项 24
【例证】 每年一次的Honda中国节能车大赛云集了包括北京理工大学、清华大学、同济大学、上海交通大学等全国几乎所有具有汽车、发动机专业的高水平大学,是一场各个学校学生研究能力、创新能力、实践能力以及课外创新活动组织状况和教育教学水平的竞争。北京理工大学基于中心的创新研究与竞赛基地,从2007年第一届Honda中国节能车比赛开始,竞赛成绩一直名列前几位,总成绩一直名列前茅。2007年第一届第一、2008年第二届第二、2009年年第三届第一、2010年第四届第三、2011年第五届第三,并多次代表国家参加国际比赛,2011年参加亚洲壳牌节能车马拉松大赛,获汽车组第二名,亚洲内燃机组总排名第二的成绩。
【例证】 如果节能车比赛主要体现了参赛学生的创新能力和实践能力,而大学生方程式赛车竞技的主要是学生自制赛车的研究能力和技术水平。中心的学生自2010年中国组织举办第一届大学生方程式赛事开始,连续两年(2010年、2011年)一直是全国总冠军。2011年参加了在日本举办的第8届国际大学生方程式汽车大赛,中心代表国家第一次参赛,获得直线加速项目冠军,总成绩第19名。

4.建立高层次的学校和企业实践基地,实现校内外实践能力培养的无缝联接

实践能力只能在不断的实践中得到提高。为了提高学生的实践能力,中心所包含的7个专业中有4个主要专业地面武器机动工程车辆工程热能与动力工程机械工程及其自动化申报并获批成为卓越工程师培养计划专业,并开始实施3+1计划。为了确保大学四年中有一年的实践锻炼。中心除了大力推进和扩展建设校内的各专业实践平台、创新训练实践平台外,还积极与校外企业如江麓机电集团合作建设并获批了1国家级大学生校外实践教育基地 与北汽福田合作建设并获批了1个北京市校外人才培养基地和多个稳定的生产实习和坦克驾驶实习等基地。已经建成(江麓机电集团、北汽福田)和正在建设(北京汽车等)的实习基地,将在企业或研发单位建设专用的实习场所、教室,面积各约1000平米。

针对企业和学校间地理位置上的差异,为了共享教学资源和实习、实践资源,中心构建了实时互动的基于网络的虚拟实验教学系统,实现了数字化教学资源的有效管理、网络实时的交互式教学和基于视景仿真技术的虚拟实验教学,实现了创新实践操作与理论教学的有机融合,锻炼了学生主动解决工程问题的能力和创新思维,为学校师生和企业工程技术人员搭建了基于网络的沟通平台。
【例证】2011年北京理工大学-中国兵器江麓机电科技有限公司工程实践教育中心入选2011年国家级大学生校外实践教育基地建设项目。北京理工大学配合江麓机电科技有限公司在公司建设了(1)车辆总装工艺模拟平台,(2)典型工艺原理演示与工序编排平台,(3)现代设计平台,(4)多媒体教室,(5)远程虚拟网络教学系统等,实践训练与实践教学用总面积近1000平米。
【例证】北京汽车动力总成有限公司位于北京市通州开发区东区,于201029日注册成立,总用地面积1559亩,其中建筑用地面积约1000亩,计划投资总额100亿元,一期建设已经投资39.07亿元。北京汽车动力总成有限公司由研发中心、发动机工厂和变速器工厂构成。为北京汽车自主品牌发展提供核心动力总成产品,成为北京汽车集团化发展新的经济增长点。在北京市汽车发展战略的支持下发展非常快,并已经推出了几款汽车。该公司与中心的教学科研非常吻合。中心抓住机遇,已经与北京汽车动力总成有限公司初步订立了共建国家级大学生校外实践教育基地的协议。在中心的帮助下公司在其生产和研发专区建立永久性的学生实习、实践和深度科研合作的基地。其中,公司为实践基地规划了1000平米场地,并成立专门的组织负责建设。为了实现学校和企业的互利共赢,中心将大学生的实践锻炼与公司职工的培训及再教育相结合、学校的理论教学与企业的实践教学结合、大学生的实践训练与企业难题研究解决相结合,通过远程虚拟网络系统实现学校和企业各种软资源的无缝连接。
5.实行面向学生的推式服务”,设置国际化教育专业,扩大学生国际化视野

机械行业是一个高度国际化的行业。为了扩展学生的国际化视野,提高中心的国际化教学水平,中心实施了一系列措施和政策,使中心的国际化步伐一直处于全校甚至全国的前列。
1)设立了机械工程国际化教育专业,目前每年固定招收30名学生,进行全英文教学;国际班采用全新的课程体系,并随时准备派出或接受高质量留学生。
2)积极与本行业各著名高校取得联系,打通各种交流渠道。中心目前与德国柏林工业大学、德雷斯顿工业大学、考特布斯大学、勃兰登堡工业大学、日本东京工业大学、东京大学、美国密歇根大学、威斯康星大学、迈阿密大学、韦恩州立大学、底特律大学、伯克利大学、普度大学、西班牙马德里理工大学、英国纽卡斯尔大学、帝国理工大学、西英格兰大学、巴斯大学、伦敦南岸大学、俄罗斯包曼大学等几十所国外大学建立了运转良好的本硕博学生短期学习交流以及联合培养的相关机制。
3)面向在校学生,采用基于学生需求的、更加积极的推式服务,尽可能帮助学生精确定位、组织并推荐更多的学生参与国际化交流。2011年全年,中心以各种方式组织出国学习交流的学生有107人,接收的外国留学生有37人。

4)鼓励、支持学生参加国际学术活动。目前中心已经有多位本科学生通过撰写高水平的文章,参加了国际学术活动。对于参加高水平的国际会议的学生,中心以多种渠道给予了全额经费支持。近年来,本科生参加的国际会议包括:第八届国际可再生能源技术大会(2009, 亚琛)、BORDA合作伙伴会议(2010年,慕尼黑)、2012年机械工程与材料大会(澳大利亚)等。
【例证】 2009831号到93号,第八届国际可再生能源技术大会在德国亚琛举行,本次大会由德国杜伊斯堡大学、亚琛工业大学和世界可再生能源技术协会举办,来自世界各地三十多个国家的知名学者参加了此次大会,其中,我校机械与车辆学院张仕平和李吉同学参加了此次会议,同时张仕平同学在可再生能源技术分会场做了“DESIGN OF AIRBAG BLADE AND ITS INVESTIGATION BY COMPUTATION OF FLUID-STRUCTURE INTERACTION”的报告。与会专家美国Cicero 公司垂直风力发电机首席技术官、犹他大学Samuel.Chung教授对该报告及研究成果做出了高度评价。参加此次会议,增强了学校在该领域与国外同行的交流,开阔了学生的视野,对学校国际化道路将起到积极影响。
【例证】 BORDA是一个于1977年在德国不莱梅成立的非盈利组织。从2001年开始,该组织着重于与发展中国家的合作的发展,通过这些合作项目,为欠发达地区提供有效的可持续和环保服务以满足当地社会基本需求。BORDA201093日到919日,在德国慕尼黑召开了有关低碳经济中的碳交易、非洲太阳能利用等议题会议。在中心的支持下,本科生董晨萱参加了该会议,并与到会的各国专家进行了研讨,发表了我国青年学生的心声。
6.围绕车辆工程形成强势学科群,保障教学和科研的高水平

中心的车辆工程学科是在全国名列前两名的国家级重点学科。中心以机械工程国家一级重点学科和动力机械及工程国家二级重点学科为依托,依靠在中心研究领域内所具有的18个硕士点,10个博士点和4个博士后流动站,并以车辆工程为龙头建立了一个覆盖整个地面机动装备设计、研制和实验研究的强势学科群。该学科群近5年内获得国家级科研奖6项,省部级43项,国家及省部级教学成果奖及荣誉17项;荣获国家级教学团队和北京市教学团队各一个,国家级教学名师1人。北京市教学名师3人。每年科研经费2亿左右(人民币)。整个学科群很强的研究实力有力地保障了教学和科研的高水平。
【例证】地面武器机动工程专业核心课程教学团队为北京市优秀教学团队。该团队高度重视本科教学工作,充分利用科研能力强、科研条件先进和科研成果多的优势,完善教学条件和改革教学方法,不断提高教学水平。近年来,编著出版了《坦克构造》、《坦克行驶原理》、《坦克系统设计》等十几部教材和专著,奠定了军用履带车辆理论基础,形成了学科理论体系。《机械振动基础》教材2006年度被评为北京市精品教材,《坦克构造与设计》教材2008年度被评为北京市精品教材。

在学校研究型大学建设的办学战略思想指导下,通过地面武器机动工程国防重点专业学校名牌专业、教育部和北京市特色专业等项目的建设,结合“211工程建设、“985工程建设、国家级重点学科建设、科研条件保障建设等,中心构建了具有国际先进水平的科学研究和教学实验设施、特色鲜明的创新实践平台及稳定的校外实习基地,还按照示范实验、结构实践、虚拟实验、自主创新的教学实践思路,建立了地面武器机动工程专业核心课程系列教学创新实践平台,覆盖了地面武器机动工程专业核心课程教学实验和主要技术方向,并支撑全校范围的开放实验课教学。另外,与装甲兵工程学院合作,发挥各自的特色,做到优势互补,通过多年的探索和实践,建立了国防特色鲜明的拆装与驾驶实践基地;与兵器行业北京北方车辆集团有限公司合作,通过地面武器机动工程专业工艺实习与教学的研究与实践教改项目的实施,建立了具有军工专业特色的坦克装甲车辆及典型零部件生产工艺实习基地,为全面提高学生的工程素质和创新实践能力奠定了良好的基础。

该团队教师承担了国家高新工程武器装备研制项目、国防科工委基础科研项目、总装备部预研项目和支撑项目、国家自然科学基金项目等科研项目50余项,年均到校经费三千多万元,获得国家科技进步奖4项,省部级奖励6项,在军用车辆系统集成技术、车辆传动技术、自动控制技术、车辆悬挂技术等领域的研究处于国内领先地位,有较深厚的技术储备,如自主研发成功的轻型系列综合传动装置和系列液力变矩器在我国新一代坦克装甲车辆中得到了全面应用,联体泵马达、半主动悬挂及自动操纵系统等在新一代主战坦克和轮式步兵战车中得到应用,为国防建设做出了重大贡献,同时为教材与课程的建设和教学内容的充实与更新提供了有力保障。
7.坚持国防特色,利用军品研发设备与研究的优势服务地方、支持教学

为国防服务是学校办学的特色,也是中心建设的特色。中心承担了大量国防预研、国防“973”、国防基础研究、国防创新研究以及国防型号项目的研究工作,研究经费相对较为充沛。尤其是中心承担了多项国防型号项目,在型号项目条件保障等建设经费的支持下,中心的研究设备条件远远优于其它高校同类学科。
1)充分利用这一科研和条件优势,提高人才培养的质量,支持教学。中心采取多种渠道使科研试验逐步转化为教学试验,通过导师制使学生尽早融入科研课题组,尽早接触科研、使用高精尖设备,同时通过从科研项目中抽取研究内容或从企业技术难题中提炼研究课题,使大多数学生在毕业设计中针对真实课题,得到更为系统的研究训练。
2)利用军品研发设备与研究的优势服务地方。研究和技术上以军养民,理论上以民促军。中心同样重视为地方企业服务。与重庆长安集团、长春一汽、潍坊柴油机厂等国内大型企业签订有战略合作协议,中心在可靠性设计、评估,性能改善、降低排放,清洁车辆等等领域为企业提供技术支撑。同时,中心也很注重自然科学基金的申报工作,以此来提升教师和学生的理论水平。中心近五年完成或正在承担的国家重大科技专项5项,国家“973”项目2项,国家“863”项目28项,国家自然科学基金项目49项。