汽車試驗學課程教學改革探索＊

王彥，李萬敏，楊昀梓，李彥晶

（蘭州工業(yè)學院 汽車工程學院，甘肅 蘭州 730050）

引言

汽車試驗學是很多高校車輛工程專業(yè)開設的必修課程，主要教學內容包括汽車試驗基礎理論和汽車整車、總成及零部件試驗的試驗內容、試驗方法、試驗結果分析等。本課程具有理論性和實踐性都很強的特點[1]，課程內容繁多，涉及汽車構造、汽車理論、控制工程基礎、電工電子等先修課程，對學生知識儲備要求高，同時本課程需要大量的儀器設備、專業(yè)場地支撐實踐教學，實踐教學條件對教學效果的影響巨大。通過本課程學習，要求學生既掌握汽車試驗基礎理論，又具備從事汽車試驗的工程實踐能力[2]。本文對目前教學中存在的問題做了深入分析，并進行了教學改革探索。

1 教學中存在的問題

汽車試驗技術發(fā)展迅速，試驗設備更新?lián)Q代較快，教學過程中存在教學內容滯后、實踐教學設備更新速度趕不上行業(yè)發(fā)展、采用的試驗標準落后于最新國家標準等問題；汽車試驗學涉及的大量實驗項目都需使用大型的專業(yè)設備，在汽車試驗場進行，目前絕大多數(shù)高校并不完全具備課程要求的實驗條件，全國僅長安大學建有汽車試驗場；考核方式單一，對汽車試驗學課程進行考核，應從學生對汽車試驗基礎理論、基礎知識的掌握和學生開展汽車試驗的工程實踐能力兩方面進行考查，目前主要采取的期末考試+平時考核+實驗考核的考核方式存在一定的局限性，尤其針對學生汽車試驗工程實踐能力的考查效果有限；本課程教學內容多，課時少，汽車試驗基礎理論和各項試驗的講授存在顧此失彼的情況，同時由于課時、實踐條件等限制，理論教學和實踐教學存在不同程度的脫節(jié)[3]。

2 教學改革探索

2.1 梳理教學內容，分類施教，提高教學效果

針對教學內容多，課時緊張這一問題，根據(jù)教學內容特點將汽車試驗學教學內容分為兩大部分：一是汽車試驗基礎理論，包括測量系統(tǒng)的靜態(tài)、動態(tài)特性，試驗數(shù)據(jù)采集基礎，試驗數(shù)據(jù)處理及測量誤差理論等內容；二是汽車整車、總成及零部件試驗等。對于汽車試驗基礎理論，應該精講、詳講，配合例題、課后作業(yè)使學生深刻理解，為后續(xù)學習打下堅實的理論基礎。汽車整車、總成及零部件試驗這部分教學內容多且龐雜，知識系統(tǒng)性不強，針對這種情況，教學過程中以國家強制性試驗和基本性能試驗為主線[4]，要求學生對每一個試驗項目從試驗原理、試驗采用的標準或規(guī)范、試驗設備、試驗條件、試驗方法、試驗數(shù)據(jù)處理及結果分析六個關鍵點入手進行學習，以提升教學效果。同時教師在授課時可精講某試驗的試驗目的、試驗原理、試驗設備、試驗結果分析這幾部分，而對于試驗采用的標準或規(guī)范、試驗條件、試驗方法、試驗數(shù)據(jù)處理等內容可通過課內、外互動教學的方式由學生自主學習，這既解決了課時不足的問題，又使學生深入?yún)⑴c到教學過程中，提了高教學效果。

2.2 產教互動，密切關注行業(yè)發(fā)展動態(tài)，更新優(yōu)化教學內容

針對汽車試驗技術發(fā)展迅速，教學內容、實踐教學設備更新速度趕不上行業(yè)發(fā)展，采用的試驗標準落后于最新國家標準等問題，教師在備課時應密切關注行業(yè)發(fā)展動態(tài)，每年對教學內容進行更新優(yōu)化，在教學過程中舍棄行業(yè)已經(jīng)淘汰的試驗項目或試驗設備，教學中采用最新的試驗標準、規(guī)范。例如以前廣泛使用的汽車車速測量設備第五輪儀由于其安裝便捷性不好、測量精度有限，行業(yè)內已很少使用，目前已從教學內容中刪除。同時任課教師應積極與企業(yè)從事汽車試驗的技術人員開展不同形式的交流，把握汽車試驗技術的前沿，將部分教材中沒有編入，而企業(yè)已經(jīng)廣泛開展的試驗項目如電動汽車相關試驗項目納入教學內容，使學生能掌握汽車試驗的最新知識。

2.3 建設汽車試驗視頻庫，開展虛擬實驗教學

汽車試驗學課程涉及大量實驗項目，但實踐教學課時有限，很多實驗不能開出，而開出的實驗項目受課時、設備臺套數(shù)、學生人數(shù)多、實驗安全性等條件限制，很難做到每一位同學動手操作，實踐教學主要以演示性實驗為主，這對于實踐性很強的本課程有很大的制約。為此建設了汽車試驗學課程教學視頻庫，使得教師在在講解每個試驗項目時，可以通過播放教學視頻提高學生的感性認識，提升教學效果。同時，要求學生利用VPG、MATLAB、ADVISOR、ADAMS等汽車虛擬實驗仿真軟件開展虛擬實驗。虛擬實驗一方面突破了實踐教學在時間上和空間上受到的限制，另一方面使每位學生都參與到汽車試驗從試驗方案制定、設備選用、試驗條件設置、試驗過程最后到數(shù)據(jù)處理及結果分析等每個環(huán)節(jié)，大大提升了學生學習的參與度和獲得感。虛擬實驗可以和理論教學同步進行，避免了理論教學和實踐教學脫節(jié)的問題。

開展虛擬實驗要求教師根據(jù)教學的實際情況，為學生布置足夠數(shù)量、難度適中、能夠涵蓋各教學知識點的虛擬實驗項目，學生2-4 人分成1 組、每組安排不同的任務，同組同學配合完成，最后撰寫虛擬實驗報告。任務完成后要求每位學生在班內對完成情況進行公開匯報，回答老師和其他學生的隨機提問，任課教師根據(jù)學生完成情況和匯報表現(xiàn)進行評價，評價結果作為課程考核的一項內容。

2.4 積極踐行互動式教學

互動式教學是指在教學過程中通過教師安排學習任務，學生主要在課外通過自學探究、互動交流等方法解決問題、獲取知識。互動式教學將以老師為中心老師講學生聽為主的傳統(tǒng)被動教學方式改變?yōu)閹熒涣骰樱瑢W生主動學習為主的教學方式。互動式教學模式可以激發(fā)學生獨立思考和自主學習的的意識，培養(yǎng)學生分析問題，解決問題的能力，使教學活動變的生機勃勃，實現(xiàn)教學共振。Pugsley 研究發(fā)現(xiàn)，采用互動式教學模式可以顯著提高教學效果[5]。

實施互動式教學并不是徹底放棄傳統(tǒng)的教學方式，而是將傳統(tǒng)教學和互動教學有機結合起來，這就要求任課教師按照教學大綱要求和學生知識儲備情況對教學內容進行整理，哪些內容適合傳統(tǒng)的教學方式，哪些適合互動式教學，這樣才能做到在課堂上對教學重點詳細講解，對教學難點深入分析，同時利用互動式教學提高教學的深度和廣度，激發(fā)教學活力，提高教學效率。教師布置適當?shù)膶W習任務是實施互動式教學的前提[6]，互動式教學要求教師在綜合考慮教學內容教學要求的基礎上提出有一定深度和難度問題，并對解決問題的思路給予一定的啟發(fā)和引導。對提出的問題，要安排時間講解答疑，在充分討論的基礎上得到結果，教師根據(jù)學生參與互動的情況對學生進行評價，評價結果作為平時成績的一部分。

以教學內容測量誤差理論為例，對誤差的分類、隨機誤差的分布、測量誤差的分析和判別、異常數(shù)據(jù)的取舍等重點內容須進行詳細講解，對教學難點有限次測量的精密度估計等內容須進行深入分析，同時布置互動性任務，例如要求學生對運用磁電式轉速傳感器采用M 法測量發(fā)動機轉速時是否存在系統(tǒng)誤差進行分析，并通過實驗對分析結果進行驗證。這樣的教學安排既能讓學生掌握測量誤差理論，同時學生通過互動任務對系統(tǒng)誤差的產生，系統(tǒng)誤差的判斷，系統(tǒng)誤差的消除方法等有了更加深刻的理解，提高了學生解決工程問題的能力。

2.5 優(yōu)化考核體系

為了解決考核方式單一的問題，本課程采用“累加過程式”考核方法，該考核方式將學生學習的全過程都納入考核體系，引導學生完成好每個教學環(huán)節(jié)。基于虛擬實驗的重要作用，考核體系中增加了虛擬實驗考核，課程考核由平時成績、實驗成績、虛擬實驗成績、期末考試成績四部分組成，在前期實踐的基礎上并與學生充分交流后，確定了各部分的權重，課程最終成績=平時成績×20%+實驗成績×20%+虛擬實驗成績×20%+期末考試成績×40%。制定了平時成績評定細則，平時成績由出勤、作業(yè)、課堂表現(xiàn)、互動學習任務完成情況逐項量化評定，實驗成績由實驗教師根據(jù)學生課內實驗完成情況評定。優(yōu)化后的考核體系能更全面地反映學生的學習情況，考核結果更準確、更科學[7]。

3 結論

汽車試驗學是車輛工程專業(yè)的一門主干課程，通過教學改革提高教學質量意義重大。本文提出的教學改革措施在本校車輛程專業(yè)兩屆學生中進行了實踐，結果顯示通過教學改革在一定程度上解決了課程存在的問題，實踐教學條件不足對教學的制約得到了緩解，學生學習的主動性和積極性大大提高，教學效果顯著的提升。