汽車制造工藝學課程教學改革探索

馮能蓮，牛禮民，賓 洋

（1.北京工業大學 環境與能源工程學院，北京100124；2.安徽工業大學機械工程學院，安徽 馬鞍山243002）

汽車制造工藝學是車輛工程專業的一門主干課，也是學生將來繼續深造或走向工作崗位（無論是生產企業、科研院所，還是高等院校，抑或維修和商貿）之后所用知識最多的課程之一。其特點可概括為四個字：多——內容 多；廣——范 圍 廣；強——實 踐 性 強；難——難學、難教。因此，在有限的學時和現有的教學條件下，要想激發學生的學習興趣和積極性，達到教與學的統一，從而提高教學的質量，就必須進行教學內容和方法上的改革。多年來，筆者在這門課的教學中，作了一些嘗試，主要的有以下幾個方面。具有雙重角色。如圖1所示，它既是一門專業課，又是基礎課與其它專業課之間的橋梁與紐帶。既是對諸多已修課程（公共基礎課和幾乎所有的學科基礎課）的全面和高度概括、綜合、運用，也是進一步學好后續其它專業課（如汽車設計等）的基礎。同時，又具有自身獨立而完整的知識體系。

汽車制造工藝學是隨著機械制造學科的產生而形成的。機械制造學科是一門有著悠久歷史的學科，同時又是不斷推陳出新、發展迅速的學科。在不斷發展、

圖1 《汽車制造工藝學》的地位、作用和知識結構

一、構建“模塊”結構，形成“整體”概念

一般地，每門課程都有一章“緒論”，“良好的開端，成功的一半”，因此，說好這個“開場白”非常重要。由于汽車制造工藝學綜合性強、知識點多，因此，講好“緒論”尤為必要。

（一）理順課程關系，講清知識結構

課堂教學伊始，結合汽車產業的發展，對這門課程的特點作一分析，并向學生介紹課程教學梗概。首先要為學生理順三個方面的關系：制造工藝在汽車工業中的地位、汽車制造工藝與其它課程的關系、汽車制造工藝學的知識結構。

制造工藝在汽車工業中的重要性地位是毋庸置疑的。對于一輛性能優越的汽車，如果說設計是基礎，材料是條件，制造是手段的話，那么，工藝就是保障。完美的設計，新型的材料，先進的技術，都只有通過工藝才能完整地表達出來。企業的工藝水平不僅代表了它的技術水平，而對提高生產效率、降低生產成本也起到至關重要的作用。建設創新型企業，首先要建立創新型工藝，因為，工藝創新才是企業發展的核心要素。

在車輛工程專業的課程體系中，汽車制造工藝學充實、完善的進程中，形成了汽車制造工藝學知識寬泛、內容繁雜的特點。盡管如此，通過對各知識點內在關系的分析，形成了“基礎知識”、“基本理論”、“基本應用”、“實操訓練”和“先進技術”等五大知識模塊，見圖1。各知識模塊有一定的相對獨立性，而模塊之間又具有一定的關聯性。

需要指出的是，汽車制造工藝學其實質仍是屬于機械制造工藝學的學科范疇，與內燃機制造工藝學等其它“制造工藝學”課程可謂“近親”關系，它們之間的區別主要在于“典型零件的制造工藝”一章中所選取的“典型零件”的不同，圖2表示出了這種關系。其實，很多的“制造工藝學”教材所選“典型零件”甚至完全相同，一般包括：軸類、輪盤類、套筒類、箱體類、叉類零件。因此，筆者所述的課程改革內容、方法、措施同樣也適用于機械制造工藝學。

圖2 “制造工藝學”間的關系

然而，與其它通用機械相比，汽車不僅有結構、性能要求的差異，具體到零部件在加工制造方面的工藝問題，也都不盡相同。所以，盡管工藝原理、方法、技術規范等有其共性的一面，對汽車制造工藝的特殊性方面也不可忽視。汽車制造工藝學的最大特點體現在覆蓋件的沖壓工藝，其次是焊裝工藝，二者與涂裝工藝、總裝工藝合稱為汽車生產“四大工藝”。雖然，由于課程設置和課時的限制，在汽車制造工藝學這門課中不可能面面俱到，但在“緒論”課中將這些關系交待清楚還是需要的。

通過這種模塊課的介紹，對課程內容進行剖析、歸納、總結，幫助學生理順了關系，使這一龐雜的課程內容層次清晰并有了條理，增強了學生的感性認識，明確了教材的整體結構和具體內容間的內在聯系，形成了系統概念。由于對課程有了完整的宏觀把握，使學生在其后的學習中有了明確的方向性和較強的目的性，從而激發了學生進一步學習本門課程的欲望，具有了學習的主動性，有利于教學更好地進行。

（二）闡述教學方法，提出教學要求

課程任務與內容不同，教與學方法也不一樣，而教與學方法的區別決定了教與學效果的差異，有時甚至決定了教與學的成敗。對于綜合性、實踐性強的汽車制造工藝學，最應避免沿襲傳統的“填鴨式”教學方式，而應采用“四結合”（授課與實操相結合、課堂內外相結合、理論與實踐相結合、教學與科研相結合）的教學模式，才能收到優良的教與學效果，達到師生“雙贏”的目的。

課程性質與目的不同，則教學要求也有區別。在“緒論”課中，有必要明確課程的基本要求，亮出教師的“底線”。比如，筆者曾對學生的出勤和聽課是這么要求的：到不到課堂沒關系，在課堂聽與不聽也沒關系。但是，同時要求：對于選擇不到堂的學生應憑自已的能力和水平通過相關測試并一次性通過考試，對于到堂不聽的學生則要求能正確回答課堂提問（隨堂提問作為平時成績之一）并且不影響其他同學聽課。其實，這看似沒要求的兩個“沒關系”卻是提出了更高的要求，典型的“表面沒要求，實際高要求”。這一“招”很奏效，因為，對于從校門到校門、毫無制造企業工作經歷的學生，幾乎沒人能夠在有限的時間內通過“自學”就很好地掌握汽車制造工藝學的內容（當然，如果真有自我獲取知識能力很強的學生，那是值得高興的事）。如此一來，學生反而能自覺到堂并認真聽課，形成了良好的學習習慣。

要學好汽車制造工藝學這門課程，學習方法很重要。只有掌握了正確、科學的學習方法，才能掌握學習的主動性，進而調動學習的積極性，培養學習的自覺性。學生首先必須端正學習的態度，高度重視各個教學環節，不可有偏頗。對于課程的各知識模塊，應能做到“熟練掌握基礎知識、深刻理解基本理論、靈活把握基本應用、積極參與實操訓練、深入了解先進技術”。只有這樣，才能通過科學有效的方法獲得本課程的相關知識和技能。也只有這樣，在教學進程中師生才能相互配合、協調一致，達到教與學的統一，真正做到教學相長，共同進步。

二、改革教學內容、方法，提升學生學習激情

初識汽車制造工藝學大多學生感覺雜亂瑣碎、枯燥無味，如何將其講得生動有趣，這就要看教師的“修行”了。傳統的教學方式（如教師講，學生聽，上課記筆記，課后看筆記，考試背筆記，考后全忘記）不能發揮學生的獨立思考能力，大大壓抑了學生的創造性思維，所以本門課程和其他專業課一樣，必須首先要突破這種傳統方式的束縛，改革其教學內容與方法。

（一）教學形式多樣化，避免教師“一言堂”

為了克服教師“一言堂”、“滿堂灌”這種注入式教學方法的弊端，在汽車制造工藝學的教學中采取了“互動式”的教學模式。

在章節講授的開始，先將基本的內容作一簡單提要，講一下綱目、要點、難點，并提出幾個問題，要求學生自學或看聲像資料，在此基礎上組織討論，然后再作總結、評論、解答，最后對某些地方再作進一步講解。

例如“機械加工工藝規程的編制”這一章，并不是一開始就簡單地照本宣科，按教材上的內容逐條講解，而是先提出一個問題：為什么偌大的一個工廠能夠有條不紊地、有節奏地進行生產，并能保證產品質量？圍繞這一主題，將工藝規程的作用、內容和形式等作為主要內容提出來，這樣，學生學習目的較明確，即使很枯燥的條文式內容，學起來也很有興趣。

根據不同的章節內容，其方法上的側重點也不一樣，在每次課的開始，還采用提問的形式將上次課所講的內容概括總結一下，并將學生回答的情況作為平時成績計入總成績中，這樣可以督促學生課后復習，加深理解和鞏固學過的內容，也激發了學生的自覺性。

由于貫徹了反復多次的認識過程，多樣化的教學形式，佐之以師生互動，既活躍了課堂氣氛，學生學得也很生動、有趣，從而提高了學習的積極性。

（二）突出重點，講清難點，兼顧一般，合理安排課時

為解決學時少、內容多的矛盾，在課時安排上不能搞平均分配，而是有所側重。在課堂上，重點講解一些主要的和難理解的章節，如“工件的定位及定位誤差分析”、“機械加工精度及表面質量”等。在每章結束后，都布置一些課外習題或安排答疑、習題課，以加深對它們的理解和掌握。

在內容上，也是做到有增有減，對學生能夠看得懂、易理解的內容，就讓其課外自學，如對“專用夾具的設計”這一章，就這樣處理的。當然，需要強調的是不講解的內容并不是不重要的內容。此外，對于某些目前應用廣泛但限于條件不便深入的一些工藝方法和措施，就采用現場課介紹或組織學生觀看錄像（如“柔性制造技術”、“特種加工”等），這樣既讓學生對新技術、新工藝有所了解，又節約了不少的學時。

對某些較難的知識點，則增加一些教學內容或講解一些例題，以幫助學生理解。例如，講授“工件定位與夾緊”時，一方面，要幫助學生正確理解自由度與獨立運動是對同一概念的兩種描述，另一方面，要注意區別工件夾緊后位置不動與限制工件的自由度是兩個不同的概念，為此，增加“工件定位時自由度判別方法”、“夾緊對工件定位的影響”等內容是必要的。再如，講授“工件組合定位”時，為了幫助學生正確、迅速地判斷是否會產生“過定位”情況，就增加了“組合定位中‘過定位’的判斷方法”一節，并列舉汽車、發動機制造中幾個有代表性的例題。這樣，雖然多花費了一些課時，但有了實效，使學生對一些基本概念和基本原理掌握更扎實，這是十分值得的事。

在有些章節上，并不是按照書上所列順序一成不變地講解，而是根據內容之間的內在本質與相互聯系來論述。做到環環相扣，使講課富有系統性和條理性，學生也能聽得明白，理解得快，掌握得快，掌握得牢。

（三）課堂教學中注意聯系生產實際

汽車制造工藝學是一門實踐性很強的課程，學生對這門課程的普遍反應是“看看容易，聽聽懂，用用錯”。因此，如何正確運用，是一個很重要的問題。應采取認識、實踐、再理解的教學方式。在實際生產中，對于一個工藝問題的解決，其方法往往不是一成不變的，但加工質量是受到生產條件、生產類型、零件的結構等一系列因素的影響。所以，在課堂講授中也就不能囿于課本，而應與生產實際緊密聯系，采用案例教學法，加深學生對知識的理解。如講“工件以孔在水平心軸上定位時定位誤差的分析”的內容時，向學生交待清楚，教材中的分析方法其理論依據是工件只受重力的影響，而忽略了夾緊力和其它外力影響因素，以及夾具的制造精度及其使用具體情況，這是為了分析問題方便所采用的方法，而這種方法在加工中的質量保證上有明顯的缺陷和不足。這樣，既啟發了學生思維，將制造工藝與汽車、發動機的原理與設計知識聯系起來，使他們能夠積極、主動地去學習發現，又提高了學生的實踐能力，使其能夠熟練掌握、靈活運用。

（四）充分利用多媒體手段

隨著計算機技術、網絡技術等信息技術的飛速發展，多媒體教學已成為高校教學的主要模式，并有改變傳統教學模式（即口授＋板書教學模式的）特點，給高等院校的教學改革帶來了新的契機。特別對于汽車制造工藝學課程，由于其圖形量大，尤其是有些機構還存在復雜的運動關系（如工件的定位與夾緊機構、分度機構等），使用多媒體教學更凸顯其優勢。在汽車制造工藝學的教學中采用多媒體手段，除可以提高課堂教學效率外，更主要的是可以采用文字、圖片、動畫和視頻相結合的方法，使一些抽象難懂的內容變得直觀而形象。此外，還可以通過網絡更新豐富的前沿資料，及時介紹一些新技術、新材料、新工藝。值得注意的是，當今社會技術發展日新月異，新的工藝方法層出不窮（從協同設計、數字加工到虛擬裝配，從低碳生產、綠色制造到生物制造等等），教師也要不斷更新知識、充實提高自己。

三、完善工藝實踐環節，加強綜合運用訓練

為了使學生獲得感性知識，了解和掌握汽車制造工藝基本的實際知識，驗證理論、加深理解、鞏固已學知識，培養運用所學知識去分析和解決生產實際問題的能力，在理論學習的過程中，還應考慮安排一個重要的實踐性教學環節——工藝實習。

在實習前，首先向學生講清工藝實習的內容和具體要求；在實習時采取聽報告、車間參觀、個人作業等多種環節與方法；實習結束后要求學生提交書面實習報告。報告中必須有規定的實習內容及個人作業內容，不僅要有生產實際的說明，還必須對生產問題作必要的說明，以及對改進生產的建議。

通過實習，使學生根據零件的結構和具體的生產條件及生產類型，完成零件的機械加工工藝規程的編制；提出合理的夾具結構方案或設計出切實可行的典型工裝夾具。實習結束后，要求學生撰寫個人實習總結，其內容強調從一兩個生產實際零件入手，寫出解決工藝問題的方案和建議，而不是“流水帳”式的日記。

工藝課程設計是為后續理論課程學習和進行畢業設計打下一個必要的理論和實踐相結合的基礎。“眼過千遍，不如手過一遍”。工藝課程設計具有綜合性、實踐性和靈活性。也正是由于靈活性，才能激發學生的積極性和創造性。通過工藝實習和課程設計既可鞏固以前所學知識，又可提高學生的實際工作能力。更重要的是使學生們知道了為什么要學習這門課以及怎樣學好這門課。例如，在進行加工工藝規程制訂時，要說明工藝規程沒有絕對的對和錯，只具有相對的合理性。這不同于其它基礎課，可以通過公式求得結果。加工怎么安排很靈活，其決定性因素取決于生產條件，不同的生產條件對同一零件可能有不同的加工方法，即結果往往不是唯一的，而具有多樣性和靈活性。在解決某一具體的工藝問題時，需要全面地加以考慮，尤其要強調注意正確處理質量、生產率和經濟性三者之間的辯證關系，達到多（產品）、快（效率）、好（質量）、省（成本）的目的。

四、結語

汽車制造工藝學是一門知識面寬、實踐性強、應用性廣的課程，也是培養學生掌握保證汽車產品質量、提高生產效率、降低生產成本等工程技術本領的課程。只有從其特點入手，了解課程體系的內在規律性，緊密結合生產實際，密切關注汽車制造業的發展現狀，通過不斷完善、更新、充實教學內容，探索多元化的教學方法與手段，不斷深化改革，才能達到有效提高教學質量的目的。