汽車設計課程教學改革初探

【摘要】汽車設計是高等學校汽車專業的一門重要課程。在分析汽車設計教學課程內容及特征的基礎上，探討了目前汽車設計教學存在的一些問題，并針對問題提出了改革的方法和措施。

【關鍵詞】汽車設計 教學 改革

隨著汽車技術的發展，它不僅將機械、電子、液壓、材料、軟件工程等多種成熟技術應用于汽車開發中，同時，還將這些技術柔和在一起，形成具有自身特點的新興技術。特別是電子技術在汽車技術中的大量應用，使得電子設備在整車制造成本所占比例達到30％以上。因此，在汽車的設計中，往往需要涉及到電子、軟件工程等一些非機械工程學科的領域。這就對高等學校汽車設計教學提出了更高要求，傳統的教學內容和模式已顯落后趨勢。本文在闡述汽車設計課程的特征的基礎上，分析了目前汽車設計教學存在的問題，在此基礎上提出了汽車設計教學的改進方法，并進行了相關教學實踐。

一、課程內容及特征

傳統的汽車設計課程教學分為理論授和課程設計。理論授課一般在50～60學時。主要介紹汽車整車設計及底盤各總成設計所需的基本知識，包括汽車總體設計、離合器、變速器、萬向傳動軸、驅動橋、懸架、轉向系和制動系等各總成設計應滿足的要求、結構方案分析、主要參數及零部件載荷的確定、強度計算方法、主要結構元件的分析等。理論教學通常不講授課程設計的知識內容，通過課程設計補充完善。該課程要求學生必須具備高等數學，工程力學，機械設計、汽車構造、汽車理論等知識。

課程設計一般選擇理論教學中一兩個相對獨立，難度適中的零部件進行機械設計(如鋼板彈簧，轉向橋等)，訓練學生的載荷確定、強度分析和繪圖等方面的能力。課程設計在教師初步講解設計、校核方法的基礎上，以學生自學為主，教師答疑為輔，在設計過程中不斷發現問題。解決問題，訓練學生獨立設計的能力。

總地說來，汽車設計是汽車專業課程的精髓所在。它綜合運用了大學基礎課程、專業基礎課和專業課，其涉及面廣，專業跨度大，授課難度較大。同時，它是將理論知識應用于設計實踐的典型課程，對教師的設計經驗也提出較高的要求。

二、課程教學目前存在的問題

1.教學內容陳舊

汽車設計的對象主要是傳統的零部件。而隨著汽車技術的發展，很多新型的結構、零部件甚至總成在實際中已得到大量應用，而汽車設計課程在新技術方面所涉及到的內容較少。比如，變速器設計主要是針對傳統的手動變速器。而目前自動變速器在車輛上得到大量的應用。在美國和日本，自動變速器車輛已經占到了90％以上，在我國也將達到50％。在這樣的技術背景下，汽車設計課程在變速器設計部分關于自動變速器的設計內容非常有限，更談不液力變矩器、濕式多片離合器、行星齒輪等關鍵零部件的設計。而這些內容又是目前的變速器生產企業進行技術改革和創新所急需的掌握的技術。

2.設計思想單一，與實際脫節

汽車設計課程的主要是將載荷確定，強度計算，校核的傳統靜態機械設計方法應用到汽車零部件上，機械類課程安排較多。而目前汽車設計所考慮的因素越來越多，除了強度壽命，還有法規標準、小型輕量化、NVH等等，這都需要在設計階段綜合考慮。因此，汽車設計越來越趨向于動態設計、一體化綜合設計的方向。而目前汽車設計課程的內容和方法還不具備這種設計思路。這就造成教學與實際的脫節，使得學生在實際的工作中，設計知識單一，往往單純從機械設計的角度思考零部件乃至整車的設計，與現代汽車設計理念存在較大的偏差，需要較長的時間來適應工作。

3.專業跨度大，授課難度大

目前的汽車設計雖然主要是以零部件的機械設計為主，但各個零部件之間的要求、結構和工況都存在著較大的差異。這就要求教師熟悉汽車構造、汽車理論和機械設計方法。如果考慮到機電一體化設計，還需要教師具有汽車軟件工程、電子技術等方面的知識，要求非常高，還要起到對本科課程總結和應用的作用。所以汽車設計不僅是專業課程，也是總結提高的課程。其授課難度較大。

4.師資力量有待增強

參與課程設計的教師數量相對較少。一個班一般由2～3名教師進行指導，學生問題較多時，會出現排隊答疑的現象，使得沒有足夠的精力主動檢查學生設計進展情況，及時發現設計問題，造成一些共性的問題無法及時糾正。近年來，青年教師參與汽車設計課程設計逐漸增加。青年教師往往學歷較高，理論基礎深厚，但實踐經驗相對較少，對實際設計問題理解不深刻，使得課程設計指導與答疑質量受到一定影響，課程設計效果不理想。

三、課程教學改革

1.改進汽車設計內容及其相關課程

(1)增加先進零部件設計

電子穩定系統、自動變速器、整車網絡系統等技術應經被廣泛應用到當今的汽車上。汽車設計課程的教學不應該僅僅拘泥于教材的內容，還需要適當增加一些現代汽車上應用較為普遍又相對先進零部件設計方法。

(2)增加法規標準相關內容

在教學中，還應強調法規標準對設計的約束作用。在實際的汽車開發中，法規標準是第一要素，如果不滿足要求，就會造成在量產階段變更設計甚至無法上市的后果。從目前的教學效果來看，學生在法規標準方面的概念較弱。可適當增加涉及安全(制動、操縱穩定性、燈光等)、環境要求以及經濟性和排放等方面重要標準及法規內容。

(3)改進方式

①在不增加課時的前提下，壓縮一些傳統內容的授課時間，增加新技術相關內容。

②學生課外自學，完成課程作業。

③在自學的基礎上，以課堂討論、教師答疑、學生講課等互動方式完成增補內容教學。

④對相關課程(如《汽車構造》、《汽車電器》等課程)加強現代汽車技術的內容，增加法規標準等課程內容。

2.課程設計改革

課程設計的目的是使學生在實際的設計過程中，掌握設計方法，理會和理解汽車設計思想。由于課程設計的時間相對緊張，為了讓學生有充分的時間進行學習、消化和創新，可適當減少課程設計的題目，提高難度。要求學生完成包括方案分析、參數的設計計算、繪制零件圖和總裝圖以及靈活運用手冊、標準、規范和經驗數據等設計資料，鼓勵學生采取不同的設計方法。

3.教學方式改革

為了保證每個章節的教學質，可采取多個教師共同完成汽車設計教學課程的方式。一個教師負責兩至三個章節的講授，由一個經驗豐富的教師進行系統把握和貫穿。這樣既保證了整個教學的完整性和系統性，又減少由于教學內容廣，教師對知識理解不深刻等問題。

4.加強教師設計實踐的培訓

鼓勵進行汽車設計教學的教師參與企業科研課題，并到企業進行設計培訓和實踐，豐富設計經驗。