以實例實踐為主提高汽車車身設計課程的教學質量

張瑞乾

摘要：汽車車身設計是我校車輛工程專業汽車設計與制造方向的一門專業課程，多年來，我們主要以講解為主，但是效果不理想，為了探索汽車車身設計的教學質量，筆者到汽車設計公司與主機廠進行調研、溝通，獲取他們的需求，以他們的需求為目的，在符合教學大綱的要求下，對教學內容與方法進行了大膽嘗試，采用以車身的設計流程為主線，以案例為載體，以訓練為強化的手段，以實習為驗證的手段，提高了教學質量。

關鍵詞：汽車車身設計;教學方法;教學改革

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2019）21-0158-02

一、引言

隨著人們生活水平的提高，人們對汽車的要求越來越高，對汽車安全性能、外觀質量、振動沖擊噪聲等提出了越來越高的要求。汽車的更新換代速度越來越快。相比汽車的發動機和底盤，汽車的車身更新速度更快，一般兩年左右車身就要更新一次。汽車設計公司和主機廠對車身人才的需求也越來越高。單純從課本學習的知識已經越來越滿足不了企業的需求。目前正式出版的教材與汽車主機廠的需求有一些脫節，如果只是理解一些車身設計的基礎理論和概念，已經不符合企業的實際需要。為此，我深入汽車主機廠和一些設計公司進行了調研，與上汽、一汽、北汽、東風等一些專業人員進行了大量溝通。另外，也有針對性地進行了一些教學方式的研究和內容的優化。文獻[1，2]都提到了教學方式的改革迫在眉睫，并且也進行了一些探討。本文結合多年的教學總結，提出了一些教學方法，以供大家參考。

二、汽車車身設計課程的教學內容與教學計劃的修訂

目前我們采用的主要教材是機械工業出版社“十二五”規劃教材《汽車車身機構與設計》和“十一五國家規劃教材”的《汽車車身設計》及其他一些輔助教材。主要教學內容是汽車的車身結構、汽車車身結構分析與設計、車身造型與空氣動力學、車身結構碰撞安全性、車身材料與輕量化研究、車身結構有限元建模分析與優化設計、車身附件等。從這些內容看每一部分都有很多內容需要講解，但總課時只有36學時，在這么短的時間內要講解清楚內容，并且讓學生充分消化，基本是不太現實的。為了把這些內容面面俱到，只有講解一些概念與基本原理，但是這樣會使內容空洞，不接地氣，學生就會暈頭轉向，收獲較少，甚至會使學生喪失對這門課程的興趣和主動性。學生畢業后到企業里面也不能直接從事汽車車身的設計分析工作，他們還需要大量時間進行再學習、再培訓，這種狀況導致企業對剛畢業的學生不太滿意。

基于這種情況，我在制定教學計劃的過程中重點突出，不照本宣科。對于一些通過自學都可以解決的內容，課堂上點到為止，以作業的形式讓學生帶著問題去查閱資料。對于一些不好理解的概念原理，在課堂上用電腦講解。要重點講解車身的設計方法與流程，重點闡述汽車廠的實際案例，然后以實際訓練的方式進行加強。讓學生在有限的時間內完成重點內容的學習，以達到事半功倍的效果。

三、以實際車身案例展示實際汽車車身的基本結構及其分析流程

為了讓學生更形象地理解車身，我將多年來參與的企業的車身設計結果用Catia軟件展示給學生，通過顯示和隱藏，學生可以清晰地看到車身各處的細節。由于教材上的圖片僅僅是平面圖，因為遮擋的問題，許多地方看不清楚，另外，書上的圖片也非常少。所以，我用三維模型向學生展示車身各處的形狀結構、各個件之間的連接方式，使學生一目了然。

我從實際車身模型上拿出部分結構給大家布置作業，讓學生在課下做專題訓練，并且將結果與提供的樣圖進行對比，從中找出問題，并進行解決。比如汽車車身的有限元建模分析，雖然，課堂上也要講到車身建模的過程，但是具體到實際的車身上，根據分析的要求不同，車身的局部簡化、單元的選擇、邊界條件的設置等，單靠課本上的知識是絕對不行的，如果我以一個實際工廠的車身的有限元分析過程，分析的結果給大家一一展示，學生對車身分析流程有了實際了解，結合實際車身的分析，設計一到兩個專題訓練，學生對這部分內容就會有深刻的認識。

四、將車身設計與汽車方程式大賽賽車的設計制造相結合

我們參與了中國大學生方程式大賽的創辦，并且是理事單位，一直積極參與大賽。眾所周知，汽車方程式大賽的賽車完全由學生自主設計制造。汽車的設計過程與汽車車身的教學內容是一致的。在車身設計課程所學的結構都可以在賽車上進行體現，比如，為了降低油耗、提高強度，必須采用新的材料與結構來降低車架和車身的重量。比如車架采用薄壁鋼管，局部采用碳纖維管。經過有限元的分析計算，實車的測試與檢驗，最終達到比賽的要求。賽車的設計制造將課堂所學內容有機聯通，使知識掌握更牢固。在賽車的制造過程中，由于有些學生不遵從一些基本規范，重復設計、重復制造的事情時有發生。雖然是彎路，但是對學生而言，關于車身的學習是一個經驗的積累。因賽車培養出了一批汽車設計制造的專業人才，他們被分配到許多汽車設計公司和主機廠。所以說，賽車的設計制造提升了車身教學的效果。

五、將企業的設計規則與規范融入到課堂的教學過程中

多年來，我在與企業的交往過程中，獲得了一些企業的設計標準與規范，雖然不是國家的標準與規范，但是在企業的生產過程中非常實用，是企業正常生產的依據。比如白車身的點焊設計規范，焊點的布置在教材中是不講解的。再比如車身的尺寸工程，如何分配車身件的設計制造公差。哪怕學生在課堂上沒有記住這些內容，但是只要有印象，在將來從事車身設計時也會方便查詢，這也能夠為以后更好地工作打下基礎。

六、舉辦形式多樣的講座

將有關汽車車身發展的趨勢、新技術等及時傳達給學生。有時雖然不是單獨舉辦講座，但是在課堂開始上課的前數分鐘，給學生通報一個技術，讓學生對其有一定的印象十分重要。比如今年在車展上看到的碳纖維車身，我將拍出的照片在課堂上對學生進行展示。學生看過這個展示后，就會對車身輕量化有一些更深入的理解。

七、邀請企業從事車身的專業技術人員對學生進行專題講解

車輛工程專業的學生都是到一汽、二汽或北汽等專業汽車廠進行實習。根據教學過程中學生理解比較困難、比較抽象的問題，我都會在企業里面找到專業人士結合其工廠的實際清況，利用大量的圖片進行講解，然后再到車間進行實際的參觀與對照。比如今年學生車身焊接工裝的問題，學生對于工裝定位問題的理解不太清楚，但是學生到了現場，經過指點后，問題就會迎刃而解。

八、將車身設計與畢業設計的題目進行結合

有一部分學生在汽車車身設計學習的過程中，表現出對車身設計的興趣。其工作意向或找的工作也是汽車車身設計的相關工作。所以在教學的過程中，要有針對性地設計出汽車車身設計的題目，以便更深入地培養學生能力。比如汽車車身的逆向工程設計，培養學生車身曲面構建的能力，特別是A面的建立方法與技巧。比如乘用車車總體布置的設計，培養學生根據人機工程學的知識和國家法規對汽車進行總體布置，從全局規劃汽車車身的設計。有些題目也可直接從汽車設計公司拿過來，給汽車設計公司完成部分設計工作，比如車身的模態分析和強度分析。在這些題目的畢業設計過程中，學生的車身設計能力可以達到基本滿足汽車設計公司的要求，從而縮短學生到設計公司里的實習時間。

九、結論

重點突出，實例實訓，針對性培養，因材施教，注重學生能力的培養，而不是知識的簡單灌輸。在幾年的教學過程中，我們車輛工程專業從事汽車車身設計制造工作的學生越來越多。另外，企業對我們學生的滿意度也越來越高。實踐證明，我們這種教學方法取得了良好的教學效果。

參考文獻：

[1]孫文菊，吳煥芹.對應用型本科《汽車車身構造與設計》教學改革的思考[J].科技創新導報，2015，（30）.

[2]宋宇.高校汽車專業車身設計多媒體教育研究[J].中國現代教育裝備，2012，（23）.