淺論 《汽車構造》 課程改革與實踐

梁晨

摘 要： 《汽車構造》作為諸多高校的骨干和特色課程，隨著社會和科技的發(fā)展，面臨一系列改革。本文從該課程的設置目標意義和教學內容出發(fā)，分析了當前該課程的主要特點及其在教學實施過程中的問題，并從教學內容、教學形式的理論層面及從實驗室教學和虛擬實驗室教學的實踐層面，對該課程的教學內容和教學形式進行了改革的探討。

關鍵詞： 《汽車構造》 實驗室 課程改革

1.引言

為了推動學校車輛工程的品牌專業(yè)建設需要，促進人才培養(yǎng)模式、教學課程體系及專業(yè)認證等方面的改革，對《汽車構造》課程教學改革與實踐探索進行了分析。

該課程是車輛工程及相關專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)課程，系統(tǒng)掌握本課程是奠定良好專業(yè)技能的基石，也是學好其他課程的基礎，如汽車檢測技術與設備、汽車電子、汽車故障診斷，等等。隨著社會經濟的發(fā)展和科學技術的進步，如何講好《汽車構造》這門課程，以滿足新時代的要求，適應中國汽車工業(yè)的發(fā)展，是值得探索的課題。本文從《汽車構造》的課程目標與意義出發(fā)，闡述了該課程教學活動的現狀及存在的主要問題，進行了采用“實驗室”課堂進行教學、引入新的教學手段等新的探索。

2.《汽車構造》課程的目標和內容

2.1課程目標與意義

汽車工業(yè)是國民經濟的支柱產業(yè)，在大學里開設《汽車構造》課程，有利于為中國汽車工業(yè)提供專門人才和良好的技術儲備。《汽車構造》作為車輛工程專業(yè)本科生的一門專業(yè)核心課程，要求通過本課程的學習，掌握汽車結構的基本知識和基礎理論，綜合運用相關汽車構造知識理解汽車原理，并進行一定的設計計算和分析，具備了解車輛工程學科前沿信息和發(fā)展動態(tài)的能力。

2.2課程的主要內容與特點

2.2.1主要課程內容

《汽車構造》課程主要講授汽車構造方面的基本理論與基本知識，包括發(fā)動機的各機構和系統(tǒng)，重點掌握底盤的各機構系統(tǒng)及其總成的功用、組成、基本工作原理及相互作用關系等[1]。通過對本課程的學習，為后續(xù)專業(yè)課程的學習打下堅實的基礎。課程主要內容包括：

通過本課程的教學，使學生了解國內外汽車工業(yè)的發(fā)展狀況，了解當今汽車技術的發(fā)展現狀、前沿技術和發(fā)展趨勢；

使學生掌握汽車總體構造、各零部件的基本結構和工作原理，掌握底盤各主要總成的結構及相互作用關系；

通過試驗課時與實習環(huán)節(jié)，使學生熟悉汽車主要的拆卸及裝配。

2.2.2課程的主要特點

《汽車構造》課程作為一門實踐性質很強的課程，有幾個方面的特點：

課程知識的廣泛和專業(yè)性[2]。汽車構造課程涉及機械設計、力學、化學、電工電子等相關課程知識，同時也包含發(fā)動機原理，汽車理論等專業(yè)知識。這些都決定了在該課程教學中要采用不同于其他一般課程的教學方法和教學形式。

教學內容多樣性。汽車的多樣性決定了該課程涉及的知識內容的多樣性，例如懸架系統(tǒng)包括獨立和非獨立懸架，獨立懸架可以分為主要四種，若再根據選擇用的彈性元件和阻尼元件，則可將獨立懸架繼續(xù)細分。例如變速器包括手動變速器和自動變速器，而自動變速器又分為AT、AMT、CVT及DSG等，這都決定了該課程內容的多樣性。

課程內容的實踐性。汽車構造的復雜性和實體性，決定了該課程具有很強的實踐性。學習該課程是深入認識汽車的開始，面對結構復雜、形式多樣的汽車，僅僅按照書本內容講述，無法實現教學目標。必須引入實踐教學、實驗室教學及實訓教學等多種實踐認知和操作環(huán)節(jié)，才能使學生更好地掌握該課程的相關知識和理論。

該課程內容的創(chuàng)造性和科技創(chuàng)新性。汽車的發(fā)展充滿了人類的智慧，諸如汽油機、柴油機、噴油器、同步器、萬向節(jié)、差速器等不勝枚舉，每一個裝置都是一個絕佳的發(fā)明創(chuàng)造，都凝聚著汽車人的智慧，其不僅承載著知識和原理，更承載著創(chuàng)造的思想。隨著科技的進步和計算機電控技術的發(fā)展，人們已經不再滿足于機械的控制方式，從發(fā)動機到變速器、制動器、車窗玻璃、空調座椅等，無一不包含自動控制的精妙。這一方面要求通過汽車構造課程的學習，體會各種機構背后蘊藏的創(chuàng)新精神和智慧，另一方面新型技術在汽車上的應用對該課程的教學提出新的挑戰(zhàn)。

3.教改方法

3.1傳統(tǒng)教學

大多數本科院校都采用陳家瑞主編的《汽車構造》一書，該教材知識內容體系比較完善，結構、功能及原理的講解均比較細和透徹。但該教材內容比較陳舊，一般都是以“解放”，“黃河”等國產大貨車為樣例編寫的教材，內容滯后于汽車技術的發(fā)展，未能及時反映現代汽車中采用的新型材料、新型技術等[3]。

在傳統(tǒng)課堂上，借助與黑板和掛圖等方式教學，這種現象在認知實驗教學環(huán)節(jié)中仍然存在。在該課程中，很多部件的結構原理和工作過程比較抽象，無法通過靜態(tài)的板書或掛圖等方式展示，不利于學生理解[4]。

傳統(tǒng)教學模式都是老師在講，學生在被動聽，學生的學習積極性不夠高，學習效率低下。而且該模式一般是以理論教學為主，對于一些具體部件的結構和工作原理不是很清楚，學生的實際動手拆裝及工具使用能力都無法得到良好的鍛煉[5]。

3.2教改探索

3.2.1理論教學方面

3.2.1.1教學內容

在教學內容上，注重把握重點和難點的關系，基礎知識與新型知識的銜接，傳統(tǒng)技術與現代汽車技術的取舍關系，以典型的貨車和現代汽車的結構為主線，分析汽車各總成、零部件的基本結構、工作原理及它們之間的相互作用關系。比如，在發(fā)動機總成和技術部分，對傳統(tǒng)的“化油器”式燃油供給系統(tǒng)進行舍棄，大部分精力在講解電控燃油噴射；通過發(fā)動機工況對可燃混合氣成分的要求進行銜接，闡述電控燃油噴射系統(tǒng)的結構組成和控制方式。綜上，在教學內容上保留經典的基礎結構和工作原理，引進現代主流車型和結構，介紹最新技術的應用和前景，使學生立體掌握該課程的相關知識。

3.2.1.2教學形式

科學技術的進步為現代課堂教學的開展提供廣泛而豐富的教學手段和教學形式。結合采用PPT、圖形表格、動畫視頻、原理模型等多種方式輔助教學，可以直觀地展示原理性的知識創(chuàng)設動態(tài)教學情境，引發(fā)學生的學習興趣，使教學效果事半功倍[6]。

引入微課教學，借助現代通訊技術，通過微信、微博及QQ等即時通訊平臺，發(fā)布《汽車構造》中典型和難以理解的結構原理講解，學生可以隨時隨地地反復觀看和理解，有利于學生掌握教學內容，提高學習效率。

3.2.2實踐教學方面

3.2.2.1實驗室教學

課堂是學生學習的場所，主要負責教授學生掌握理論知識體系，然而學生對相關原理和結構的直觀認識離不開實驗室的動手操作。特別是對于《汽車構造》課程，如何將課堂上學習的理論知識與具體的零件結構建立聯系，體會各種機構設計的巧妙，掌握其中的機構工作原理呢？通過以往的實驗教學發(fā)現，學生在實驗室所表現出來的主動性和積極性及探索的欲望，大大強于傳統(tǒng)的課堂教學。因此，要廣泛開展實驗室教學，將傳統(tǒng)課堂教學內容向實驗室課堂教學進行轉移，以便增強教學效果。從傳統(tǒng)課堂到實驗室課堂教學的轉變，需要結合高校實驗室建設、實驗教學制度的改革等方面進行全方位的教學改革，建立一套完整的傳統(tǒng)課堂加實驗室課堂的有機結合的課程體系，才能取得有效的理想的教學效果。

3.2.2.2虛擬試驗教學

實驗室課堂教學使得學生加深了對書本知識體系的理解，是值得推廣的一種教學形式。但是對于《汽車構造》課程中的一些機構，比如自動變速器、主動和半主動懸架等。實驗室課堂可以讓學生掌握其基本結構和組成，但是對于其工作原理和工作過程，卻無法直觀了解。隨著計算機模擬技術和動畫技術的發(fā)展，虛擬仿真實驗室在新的實踐教學方式中得到了廣泛應用。

首先，利用該虛擬仿真試驗平臺可以在電腦上實現對其結構和工作原理的講解和模擬[7]；學生可以直觀地看到該機構的工作過程，例如對自動變速器而言，利用該虛擬平臺，直觀觀測在利用該變速器進行換擋時液壓油的流動路線及動力的傳遞路線，這對于掌握變速器的工作過程和工作原理有利。

另外，利用該虛擬仿真平臺，學生可以在這個平臺上對發(fā)動機、懸架系統(tǒng)、變速器、車輪及車橋等進行虛擬拆裝，反復進行練習，直到掌握對某個機構的拆解和裝配過程，再通過實驗室的實際動手操作進行實物拆裝，既達到教學效果，又保證配件的使用壽命和使用效率。總之，虛擬試驗教學已成為不僅是《汽車構造》，還包括其他學科開展教學活動的重要手段。

4.結語

汽車構造課程的內容和特點，決定了該課程的教學特點和教學形式。從課程內容和特點出發(fā)，針對傳統(tǒng)教學方式的不足和特點，嘗試從理論教學和實踐教學角度，對《汽車構造》課程進行改革和創(chuàng)新，使教學內容和科技進步與時俱進；教學形式和多媒體應用與時俱進；實踐教學和虛擬計算機平臺發(fā)展與時俱進，建立適合汽車構造的完整教學體系，以取得更好的教學效果。

參考文獻：

[1]陳家瑞.汽車構造[M].北京：人民交通出版社，2002.

[2]雷淼全.汽車構造課程特點初探[J].課程教育研究，2013（4）：241-241.

[3]周沛麗.《汽車構造》課程教學改革的探究[J].教育教學論壇，2013（44）：65-66.

[4]李剛，劉樹偉，衛(wèi)紹元.汽車構造課程考試方法改革與實踐[J].遼寧工業(yè)大學學報：社會科學版，2009，11（5）：133-135.

[5]楊建軍，黃海波，王永忠，等.汽車構造實驗教學環(huán)節(jié)探討[J].實驗科學與技術，2011，9（2）：105-108.

[6]楊姝，亓昌，胡平，等.基于卓越工程師培養(yǎng)理念的汽車構造課程改革[J].實驗室科學，2012，15（3）：40-42.

[7]郭彬.汽車發(fā)動機機械維修仿真教學系統(tǒng)研究[J].實驗技術與管理，2013，30（10）：90-92.

江蘇大學基金資助（13JDG076）