汽車制造工藝及裝備課程教學改革與實踐

王曉娟 朱禮貴

摘 要：根據車輛工程專業人才培養目標的要求，針對汽車制造工藝及裝備課程的地位和特點，在充分調研的基礎上制定了課程的改革方案，從教學內容與教材、教學形式及實踐環節等幾方面對該課程進行了一系列改革，并在教學實踐中獲得了良好的教學效果。

關鍵詞：汽車制造工藝及裝備 教學改革 教學實踐

中圖分類號：F416.471；G640 文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2015）12-253-02

引言

《汽車制造及工藝裝備》是車輛工程專業的一門重要的專業課，具有工程實踐性強及多學科知識交叉應用的特點，是我校重點建設課程之一。該課程面向即將在車輛工程及相關領域從事汽車設計、制造、試驗、研發、生產組織與管理、教學等方面工作的應用型或應用研究型高素質專業人才，設置了汽車制造系統概論、汽車零部件常用工藝方法、典型零部件制造工藝及裝備、汽車整車制造工藝及裝備、汽車制造新技術新工藝等主要內容。

一、存在的主要問題及原因

首先結合近三年試卷分析結果，并向學生發放課程學習情況調查表，分析總結授課效果。其次走訪汽車企業及工程技術人員特別是畢業于車輛工程專業的員工進行座談，了解其對學科知識結構的認識和對工藝知識的需求。根據調查結果分析總結目前尚存在的主要問題及原因。

（一）課程設置內容

《汽車制造工藝》課程中很多理論知識與基礎課程（如機械制造基礎等）重復，而在整車制造四大工藝及裝備方面不夠全面，對汽車制造系統性也少有涉及。根據國產汽車結構不斷優化的需求及轎車產量占比約45%的實際狀況，以及汽車企業反饋的人才能力需求信息，該課程設置中某些主要教學內容已經不能滿足專業需要，應及時予以調整并更改教學大綱。

（二）教材與教學設施

急需與上述改革配套的新教材，以轎車制造工藝為主線，在層次上更為清晰、理論上更為系統和嚴謹、內容上更為新穎實用。此外，配套的教學模型、實物嚴重缺乏，學院僅有的三坐標掃描儀及車門焊接夾具實驗臺架功能有限，需要進一步擴展相應工裝以豐富實踐教學內容。

（三）教學方法與手段

該課程以理論教學為主。受汽車生產企業技術保密約束，公開發布的具體圖像和視頻較少，部分教學難點缺少視頻和動畫等多媒體技術的支持。對于專業基礎較差、空間想象力不高的學生來說，簡單的工藝方法尚能理解，但復雜抽象的裝備內在結構由于缺少客觀認識則很難掌握其工作原理。

（四）工程實踐環節

汽車制造工藝及裝備是一門實踐性較強的專業課。由于技術含量較高的汽車企業大多是合資或外資企業，這些企業自身無義務接納學生實習，即使接受也得不到經濟利益甚至還會影響生產進度，更擔心學生違反紀律發生人身安全事故，這使得汽車制造工藝實習基地數量非常少，實踐教學難度很大。此外，由于汽車制造生產過程的高度自動化和生產裝備的精密化，學生在參觀性的實習中能學到實質性內容日益減少；某些技術和知識因企業保密制度使學生難以接觸或近距離觀察；學生在整個實習過程中只在車間參觀實習，缺少實際參與和演練。這些都使學生的積極性受到影響，實習效果達不到實踐教學的綜合性要求。

（五）考核內容與形式

該課程考核采用期末考試成績占比80%（考核基礎知識、基本理論和基本原理）+平時成績占比20%（考查平時課堂表現、作業、出勤等）的模式，百分制；實習成績則主要考核學生的實習報告和實習總結的撰寫質量，5級分制。由于期末考試成績占比較大，很多學生平時不認真學習，到期末突擊復習死記硬背。這種模式不能全面評價學生對專業知識的掌握程度，更無法合理考核學生的專業素質和綜合能力，因此不能全面反映教學效果和教學質量，也不利于提高學生的知識應用能力和創新能力。

二、課程教學改革的基本思路

針對以上教學中存在的問題，結合本校實際情況，依據車輛工程專業人才培養目標及總體建設規劃，確定課程改革基本思路。首先根據課程建設目標重構課程內容體系，注重本課程的安排及與其他課程內容的銜接；再依據學生學習認知的特點探索相應的授課與考核方法；同步開展相應教學資源的建設；改進實踐教學環節，強化實踐教學效果。結合重點課程建設項目推動課程的教學研究與實踐。

三、課程改革內容及實踐

（一）課程設置內容的改革

汽車制造工藝及裝備內容廣泛，涉及多個領域。整體上需要將整個內容梳理成層次清晰的知識網絡，在保證本課程知識的系統性同時兼顧與其他相關課程的關聯性。此外，實踐教學最好應同步實施而不是等理論教學完成后再實習。

如圖1，課程知識體系分三大部分，由概論、發動機和底盤制造工藝及裝備、車身制造工藝及裝備及內飾件和總裝配工藝構成。具體細節上對與機械制造基礎等課程相同的內容或刪或減，強化典型零件、補充非常規工藝；強化零件制造過程控制以及產品質量分析和判別等方面的理論知識和技能，使學生對汽車零部件及其整機的制造過程形成系統性、關聯性的思維方式和知識構架。

其中，零部件與車身制造工藝及裝備是課程核心內容，系統性及專業性較強，占用絕大多數課時。這部分內容在進行課程整體設計與開發過程中，需劃分學習項目并細化學習任務，并根據學習任務的重要性和難易程度，賦予每個任務不同權重。實踐環節則分為兩大部分，新增的、貫穿于零部件制造工藝中的課程設計及分散在車身制造工藝及裝備中的實習，與理論教學結合較緊密。最后根據課程內容體系重新修訂了教學大綱及修改教案，落實各環節的教學目標和教學內容。

（二）教材與教學設施改革

1.教材。根據上述課程內容，新編寫了《汽車制造工藝及裝備》教材。該教材較全面系統地闡述了現代汽車生產體系、汽車典型零部件的生產工藝和設備、整車制造四大主要工藝及裝備等，并單獨或在各章中介紹了汽車生產工藝及裝備的發展歷程、先進的整車和零部件制造技術及其發展趨勢等。每章所附的思考題和推薦閱讀書目有益于掌握和理解課程的重點難點內容，補充閱讀資料有助于擴展讀者的思路和視野。該書編者中有一直從事高校教學科研工作的教師和多年在汽車生產企業工作的工程技術人員，也有兼具兩種經歷的作者。因此，該書主要特點之一是內容借鑒企業生產工藝文件，密切結合實際，有助于加強學生對理論知識的理解，使之進入汽車生產企業后盡快適應實際工藝技術環境、掌握工藝技能；特點之二是通過綜合分析大量相關資料，對汽車制造工藝、設備的一些概念和內容進行了重新歸納、闡釋和澄清，使其內涵更加準確；特點之三是跟蹤先進的生產加工技術，編入了相應的新知識、新技術和新工藝，具有一定的前瞻性。

2.教學設施。考慮學院現有條件，在三坐標掃描儀基礎上配套設計一種多功能夾緊裝置，方便使用和提高測繪速度。購置若干通用和專用夾頭擴展車門焊接夾具實驗臺架功能。利用快速成型機3D打印自行設計的連桿銑床夾具、曲軸軸瓦鉆模等相應工裝以豐富實踐教學內容。

（三）教學方法與手段改革

任課教師應具有一定實踐經驗，授課時以教材內容為主線，結合生產實際案例，生動而靈活的運用學科知識。因課時有限，不可能在規定學時內完成上述所有教學內容，所以講授時應突出教學重點，將非重要或簡單易懂章節改為自學，如汽車制造裝備發展歷史變遷、彈簧類和粉末冶金類及內飾件等。重點章節除思考題外，讓學生針對自己感興趣的主題撰寫一定篇幅的小論文。要求每個同學有不同的題目，通過查閱資料或者到實習工廠去觀察后獨立完成，培養學生的學習興趣、獨立學習能力和應用知識的能力。

為了增強學生對該課程內容的直觀認識，提高學生的學習興趣，根據新教材編制的多媒體課件，增加曲軸、箱體、沖壓、焊接、涂裝及裝配等視頻教程。

（四）工程實踐環節改革

如前所述，本課程是一門實踐性較強的專業課，需要將工程實踐貫穿于課程教學，這對保證教學質量具有關鍵作用。可充分利用實習階段的有利條件，由單一的汽車制造實習拓展為涵蓋工藝裝備課程設計、汽車制造生產線參觀實習、汽車銷售4S店參觀等多方位的實習模式，重新整合汽車制造工藝實踐教學內容。其中，以生產線參觀實習為主，以課程設計及參觀汽車銷售為輔。

1.工藝裝備課程設計。采用團隊教學法，在階段理論教學完成后分組讓學生對一個具體的汽車零部件進行工藝分析及工裝夾具的設計和制作。首批以連桿和曲軸制造工藝為例，進行了連桿銑槽夾具和曲軸軸瓦鉆模等簡易工裝的設計嘗試，從優秀設計中選出代表性作品利用3D打印機成型。通過這一環節使學生基本掌握該課程的關鍵知識，初步形成工程意識。在此基礎上探討以學生為主體的創新實踐活動，鼓勵學生利用學到的知識參與創新設計大賽，提高學習興趣。

2.生產線參觀實習。參考卓越工程師教育培養計劃的核心要求，與校企單位合作，探討提高實踐環節質量的有效方法。這階段需適時結合課程進度和企業生產安排，帶學生到企業參觀生產線，具體內容為典型零部件的生產工藝和設備、整車制造四大主要工藝及裝備。在此環節中教師既是組織者也是實施者，因此，必須加強實踐教學師資隊伍建設。具有碩士以上學歷和具有高級職稱教師應占據一定的比例，以保證實踐教學教師在層次、結構、數量上科學合理地滿足教學的正常運轉。鼓勵教授、資深教師、博士研究生參加實踐教學以及實踐教學工作。

3.汽車銷售4S店參觀實習。這階段的目的主要是了解汽車制造后的銷售過程，同時了解不同結構、不同價格的零件在制造工藝方法上的區別與聯系。對汽車制造下游企業有初步的認識。

（五）考核模式與內容改革

1.考核模式改革。理論課考核采用過程性考核+水平性考核的模式。過程性考核貫穿學生的整個工作學習過程，注重培養學生的工程素質和職業習慣；水平性考核主要考查學生的知識掌握情況，分期中和期末兩階段實施（1+1模式）。整個考核成績由階段考試30%+期末考試40%+平時成績20%構成。實踐環節的考核突出對學生能力的考核，以成果性考試（設計圖紙質量等）和結合實習報告現場提問為主，由組員互評、組長評價和指導教師評價三部分進行綜合評價。

2.考核內容改革。豐富考試題型，弱化對學生基本概念和基礎知識的記憶性考核，突出對重點知識的理解、分析及應用。加強了中期考核力度。改進了平時成績考核的方式，弱化了考勤成績，突出對學生在知識整理、工藝設計方法、分析問題能力等方面的考核，促進學生的日常自學與階段性復習。在綜合題型中注重結合工程實際問題的應用。

3.建設試題庫。根據新教學大綱要求對原有試題進行調整，更新、補充和修改完善。豐富考試題庫，力求多題型、多層次。將考核內容以試卷形式形成教學文件。

四、結語

通過分析汽車制造工藝及裝備課程存在的問題，從教學內容、教學方法、實踐環節及考核方式等方面展開教學改革研究，學生的學習主動性和積極性明顯增強，收到了良好的教學效果，教學質量有所提高。目前，已將教學大綱、各章主要內容、教學多媒體課件、習題、閱讀書籍及影像資料等基本教學資料上傳學校網絡教學平臺，便于學生課后自學。教學平臺的內容將根據學生反饋實時更新，并隨著汽車制造工藝技術的發展不斷補充完善新知識。

參考文獻：

[1] 丁柏群，王曉娟.汽車制造工藝及裝備[M].北京：林業出版社，2014

[2] 楊仁華，曾東建.汽車制造工藝實踐教學存在的問題及改革思路[J].高等教育研究，2010（03）

（作者單位：王曉娟，東北林業大學交通學院；朱禮貴，黑龍江東方學院機電工程學部 黑龍江哈爾濱 150000）

[作者簡介：王曉娟，女，東北林業大學交通學院副教授、碩士生導師。主要研究方向：汽車設計與制造，公路機電系統節能技術等]

（責編：紀毅）