應用型本科汽車理論課程改革與探索

秦洪艷 王冬良

摘 ?要 分析應用型本科院校汽車理論課程教學現(xiàn)狀，提出采用案例教學法、搭建虛擬實訓平臺、建設網絡課程、引導學生參加創(chuàng)新實踐活動等提高汽車理論課程教學質量的改革措施，并探討如何建立科學合理的考核評價機制。

關鍵詞 應用型本科院校;汽車理論;案例教學法;虛擬實訓平臺;網絡課程;實踐教學

中圖分類號：G642.3 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）02-0092-03

1 引言

三江學院是一所以應用型人才培養(yǎng)為主的本科院校，它的辦學目標是培養(yǎng)具有一定理論知識和較強工程實踐能力，著重掌握某一領域專門技術的應用型人才[1]。汽車理論是三江學院車輛工程專業(yè)的一門專業(yè)核心課，采用動力學的方法探討如何評價汽車性能，建立汽車性能與汽車結構參數的關系，分析汽車性能的影響因素，從而指出提高汽車動力學性能的方法。該門課程為汽車設計提供理論基礎，對工程實踐具有較強的指導意義，是一門理論性和技術性很強的課程。該課程涉及內容復雜、綜合性強、理論知識抽象，部分章節(jié)有大量的公式推導和受力分析，枯燥難懂，容易讓學生產生畏懼心理。相對于其他專業(yè)課程，本課程的教學工作存在較大難度。

作為應用型本科院校，如何針對學生的學情特點及學生今后的就業(yè)崗位需求，使學生從復雜的理論體系中解脫出來，淺顯易懂地掌握必需的汽車理論知識，更好地將所學知識運用到工程實踐中去，是本門課程改革的首要任務。

2 課程教學現(xiàn)狀分析

應用型本科院校汽車理論課程教學現(xiàn)狀主要表現(xiàn)為以下幾個方面。

1）汽車理論課程的教學內容涉及多學科，包括機械、電子、控制、力學等，要求學生具備一定的高等數學、理論力學、機械設計與原理、控制理論和汽車構造等專業(yè)知識。應用型本科院校學生的文化基礎知識相對偏弱，高等數學和理論力學學習情況欠佳，與課程所需的知識能力有一定差距。

2）汽車理論課程的教學模式很大程度上脫胎于普通本科的教學模式，理論性較強，且教學方法單一，以教師灌輸式講授為主，學生學習積極性不高，教學效果較差。

3）實踐課時比重小，均為驗證性試驗，以教師示范操作為主，學生參與度不高;且由于試驗場地受限，試驗設備昂貴，道路試驗開設有困難。

因此，對應用型本科院校來說，亟待改革傳統(tǒng)的教學模式，探索新的教學方法和教學手段，提高學生對汽車理論課程的學習興趣。

3 課程改革的具體措施

采用案例教學法，重視師生互動 ?所謂的案例教學法是以案例為基礎的教學方法，它通過組織學生參與案例的分析、討論并解決案例中的問題，使學生掌握知識、提高能力[2]。案例教學法以學生發(fā)展為本，使課堂教學變成動態(tài)的、開放的。根據案例教學法，將汽車理論的教學內容模塊化、項目化，每個教學項目由問題引出、內容講解、分組討論和解決問題四個環(huán)節(jié)組成;以學生為主體，充分調動學生的學習積極性，讓學生更多地參與教學環(huán)節(jié)，提高學生分析問題、解決問題的能力。

下面以汽車制動性能的教學為例，說明案例教學法的應用。

第一個環(huán)節(jié)，通過幾起交通事故案例，說明汽車制動性能的重要性。

第二個環(huán)節(jié)，向學生提出思考問題，如：如何判斷汽車制動性能的好壞？如何提高汽車制動性能，減少交通事故的發(fā)生？在不同路面條件下如何發(fā)揮汽車的最大制動性能，并保持行駛方向穩(wěn)定性？等等。

第三個環(huán)節(jié)，教師講解汽車制動性的相關知識。

最后一個環(huán)節(jié)，學生分組討論，就之前的問題給出分析和解釋，進行案例總結。

采用案例教學法應注意案例的選擇要具有針對性，密切結合教學內容，具有典型性，難度適中，與學生實際相對應[3]。與單純的講授法相比，案例教學法可以讓學生更加積極主動地參與教學活動，讓學生在經歷、體驗或探索活動中提出問題，發(fā)表見解。案例教學法不但能使學生更好地掌握理論知識，而且有助于培養(yǎng)學生的團結協(xié)作意識。

利用計算機仿真模擬技術促進實踐教學的開展 ?一方面由于試驗設備和實訓場地受限，另一方面考慮到學生安全問題，汽車理論的實踐教學多以演示性為主，學生參與性不強，既不能培養(yǎng)學生靈活運用課程所學知識的能力，也制約了學生創(chuàng)新能力的提高。

目前，隨著虛擬樣機仿真技術的成熟，虛擬仿真軟件在不同領域應用廣泛。虛擬樣機仿真技術引入汽車理論課程實踐教學是一種先進而獨特的教學模式，其在教學資源利用、學生綜合素質培養(yǎng)、過程式考核等方面都具有顯著的優(yōu)勢，并且能夠充分調動學生學習的積極性及參與性[4]。汽車理論課程常用的虛擬仿真軟件有MATLAB/Simulink、LabVIEW、ADAMS、Cruise等。

借助MATLAB/Simulink軟件，對課程教學環(huán)節(jié)的復雜計算進行仿真分析和求解，通過可視化手段呈現(xiàn)仿真結果，有助于清晰地闡釋抽象概念，使復雜的分析計算過程簡單化。

在LabVIEW環(huán)境中搭建汽車理論教學仿真平臺，平臺既能用于課堂授課時的教學演示，通過多媒體顯示各種車輛性能曲線隨相關參數的變化情況，也能夠用于實踐教學，指導學生編寫程序、修改參數及運行結果，要求學生分析仿真結果并進行科學合理的解釋。

ADAMS軟件主要用于汽車動力學的分析，它使用交互式圖形環(huán)境和力庫、零件庫、約束庫，建立完全參數化的機械系統(tǒng)幾何模型，可以讓學生運用專業(yè)模塊進行汽車領域快速方便的建模與分析。

Cruise軟件主要用于汽車動力性、燃油經濟性、排放性能及制動性能的仿真分析，可以讓學生運用軟件的模塊化建模理念建立不同結構形式的車輛模型，然后利用求解器完成快速運算。Cruise仿真平臺具有便捷通用的模型元件、直觀易懂的數據管理系統(tǒng)以及基于工程應用開發(fā)設計的建模流程和軟件接口。

以愛課程為平臺，做好網絡課程建設 ?借助學校的愛課程網絡教學平臺，合理利用計算機信息技術進行網絡課程建設，促進教學資源共享，因勢利導，將網絡課程建設內容作為汽車理論課程教學的有益補充[5]。

課題組結合實際教學需求進行整體規(guī)劃，保證網絡課程建設內容的完整性、先進性以及開放性。愛課程網絡教學平臺不僅可以共享優(yōu)秀教學課件、教學視頻、試題庫等教學資源，還可以進行在線測試、作業(yè)批改、在線答疑和互動交流等。

鼓勵學生積極參加大學生創(chuàng)新實踐活動，學用結合 ?通過汽車理論課程的學習，讓學生領悟正確設計汽車、合理使用汽車、科學試驗汽車的方法。引導學生積極申報大學生創(chuàng)新實踐項目和參加汽車設計類競賽，達到學用結合的目的。

從2010年以來，三江學院每年都有學生申報大學生創(chuàng)新實踐項目。通過訓練，不僅使學生鞏固了課程所授的汽車性能試驗方法和試驗操作技能，而且鍛煉了學生處理實際問題的能力和團隊合作精神，提高了學生的工程意識和創(chuàng)新意識。圖1為2015年申報的國家級大創(chuàng)項目——低速電動汽車懸架系統(tǒng)的優(yōu)化設計。

建立科學合理的考評機制 ?課程考核是檢驗學生對知識掌握的必要手段，也是檢驗教師教學能力和水平的客觀指標，合理、科學的評價機制對提高汽車理論課程教學質量有積極促進作用[6]。

改革前，汽車理論課程采取的考核方式為過程性考核與終結性考試相結合。其中過程性考核的評價依據為學生的出勤和作業(yè)，占比30%;終結性考試一般為閉卷，占比70%。傳統(tǒng)考核方式存在的主要問題是過程性考核占比小，學生只要進課堂，按時交作業(yè)就基本滿分，無法檢驗學生上課是否認真，作業(yè)是否獨立完成。單憑最后一張試卷很難真實反映學生對課程知識點的掌握程度，更加無法檢驗學生是否具有了運用知識解決工程實際問題的能力。

考核方式的改革重點把握兩點：理論知識考試和實踐技能考核相結合;過程考核與結果考核并重。

過程性考核比重增加到50%，且形式多樣，根據上述課程改革措施，增加案例討論、試驗仿真報告等。為避免抄襲，大作業(yè)盡可能一組一題，如分析整車的動力性和燃油經濟性，每組給出不同的車型參數。

終結性考試的試卷減小客觀題比重，增加具有綜合性和開放性的分析題。以汽車動力性為例，要求學生設計汽車動力性實驗方案，以確定汽車動力性的三個評價指標，根據汽車驅動力和行駛阻力數據曲線，圍繞動力性三個評價指標對整車動力性能進行評價。具體考核項目及權重系數如表1所示。

4 結語

汽車理論課程為汽車設計提供理論基礎，是一門技術性和理論性很強的課程，在整個課程體系中具有重要的作用。通過近些年的教學改革和探索，總結了一些經驗，例

如：采用案例教學法，加強師生互動;建立科學合理的考評機制;搭建虛擬實訓平臺;利用現(xiàn)代教育技術手段建設網絡課程，作為課程教學的有益補充;指導學生參與實踐創(chuàng)新活動;等等。良好的教學效果需要合理科學的教學手段，更需要廣大師生的配合參與。此外，還應注意與時俱進，及時補充汽車新技術，如新能源汽車的性能分析等。

參考文獻

[1]秦洪艷.基于現(xiàn)代教育技術的汽車構造課程的教學改革[J].中國教育技術裝備，2014（20）：133-135.

[2]張艷山，陳海需.案例教學法在汽車理論課程教學中的應用[J].天中學刊，2017，32（2）：154-156.

[3]李建軍，汪溪.案例教學法在汽車故障診斷學課程教學中的作用[J].云南農業(yè)大學學報：社會科學版，2013（1）：48-50.

[4]袁偉光，王強，仝光.虛擬樣機仿真技術在《汽車理論》課程教學的應用研究[J].太原城市職業(yè)技術學院學報，2015（1）：149-150.

[5]徐睿琛，牟占軍，暴田雙.高等學校精品課程網絡建設探析[J].中國電力教育，2011（11）：103-104.

[6]李進，陳杰平，易克傳，等.《汽車理論》課程考核方法改革研究[J].安徽科技學院學報，2012（6）：80-82.