新工科背景下《汽車構造》教學改革研究

蘇丹丹，李浩東，董小平

（1.河北大學 質量技術監督學院，河北 保定 071002；2.河北省汽車制造質量教育社會實踐基地， 河北 保定 071002；3.河北省新能源汽車動力系統輕量化技術創新中心，河北 保定 071002）

前言

新工科建設的主要目標是培養人才，即培養一批具有創新創業能力、跨界整合能力、高素質的各類交叉復合型卓越工程科技人才[1]。為了實現新工科建設目標，高校教學改革應遵循追求質量卓越、面向未來發展、滿足國際要求等新工科建設標準。本文基于新工科的目標、內涵和特征，密切結合《汽車構造》課程教學特點，充分考慮當前教學過程中存在的問題，基于課程教學改革的要求，提出了“一個中心，三個融入”的教學理念，以期獲得良好的教學效果。

1 《汽車構造》課程特點

《汽車構造》課程是車輛工程專業核心課程，該課程的先導課程包括《工程制圖》《機械原理》等專業基礎課程，后續課程包括《汽車理論》《汽車設計》等專業核心課程和專業拓展課程。《汽車構造》課程在新工科專業課程體系建設中發揮著承前啟后的重要作用，為車輛工程專業學生發展提供不可或缺的專業理論、方法和技術[2]。

《汽車構造》的主要教學內容包括汽車發動機和底盤兩大部分，課程教學內容多、知識點豐富，理論知識學習和實踐能力培養結合性強。《汽車構造》的教學目標是使學生全面、系統地掌握汽車各關鍵零部件的基本結構、工作原理等，培養學生理論聯系實際、利用專業基礎知識解決工程實際問題的能力，同時注重培養學生的團隊協作能力、研究開發能力、創新能力等。

2 《汽車構造》教學現狀

2.1 教學模式枯燥

目前，《汽車構造》課程教學主要是采用理論與實踐相結合的教學模式[3]。

理論教學主要采用多媒體教學模式，以老師講授知識點為主，學生被動接受知識，傾向于填鴨式的教學模式，很難調動學生的主動性和積極性，限制了教學效果的進一步提升。

實踐教學主要是教師指導學生完成對汽車關鍵零部件的拆裝實驗。由于受到實驗設備臺套數和實驗室場地面積限制，實踐教學每組學生人數較多、學生動手機會少。此外，有的學生重動手而輕思考，拆裝實驗時走馬觀花，無法起到鞏固理論教學的作用。

《汽車構造》傳統教學模式基本是先課堂教授理論課程，實踐拆裝安排理論課程結束之后進行。理論與實踐教學在課程安排上存在時間差，導致學生在理論教學中學到的知識很難及時在實踐教學中得到鞏固并學以致用，因此不利于教學質量的整體提升。

2.2 考核模式單一

傳統《汽車構造》課程的考核方式主要考慮期末考試成績與平時成績，如期末考試成績占70%、平時成績占30%。這種考核方式主要考察學生對課程知識點的掌握情況、平時出勤及課堂參與度等，而忽視了對學生研究開發能力和創新能力等的考察，更無法考察學生團隊協作能力。

3 基于新工科建設的《汽車構造》課程改革

新工科專業的課程設置要根據其在整個課程體系中的定位以及與前導課程和后續課程的邏輯關系，明確本課程在培養學生團隊協作能力、研究開發能力和創新能力中的責任并做出應有的貢獻。《汽車構造》課程是車輛工程專業核心課程，在新工科課程體系建設中起著重要作用，也是實現新工科培養目標的關鍵環節。

3.1 《汽車構造》課程教學改革的要求

組成新工科《汽車構造》課程的教學內容需要具備以下特點。

3.1.1 有效性和穩定性

首先，學生在《汽車構造》課程中所學知識、理論和方法在畢業后的職業發展和終身學習中是基本的、無可代替的和必不可少的，即所學的基本規律、基本原理、基本技能是長期有效的；其次，《汽車構造》課程內容是不容易過時的和穩定的，即能夠在學生畢業后較長的職業生涯中發揮作用。

3.1.2 前沿性和系統性

《汽車構造》課程教學內容中必須包含汽車行業的前沿知識、最新科研成果和行業發展趨勢，以開拓學生視野，引導學生關注未來行業發展、了解學科專業最新科研動向；《汽車構造》課程全部教學內容是相對獨立的、完整的系統，其核心內容應該包括基本理論、基本技術以及最新進展等。

3.1.3 應用性和實踐性

《汽車構造》課程應用性是指教學內容能夠在解決汽車行業復雜工程問題中發揮作用并得到有效應用，主要包括解決工程問題的思路、方法、手段、途徑等方面；《汽車構造》課程的實踐性是指課程教學內容能夠與工程實踐有機結合，對工程實踐具有一定的指導意義，并支持和推動工程教育實踐活動的開展。

3.2 《汽車構造》課程教學改革的步驟

3.2.1 校外調研

新工科教育應該是面向新工業革命與未來科技和工業發展的工程教育系統性變革與全面創新，促進新興工程教育領域與教育實踐的發展，培養未來科技和工業發展需要的工科畢業生，支撐國家創新經濟發展[4]。《汽車構造》課程教學改革應強調校外調研工作，尤其到處于行業領先地位汽車相關企業、研究院所等通過問卷調查、座談會等方式開展調研，并邀請行業領軍人物、知名學者、技術專家等開展教學交流活動。

通過開展一系列的調研工作，了解汽車行業對畢業生專業技能、工程項目管理能力、職業素養等的基本要求，提出學生學習《汽車構造》課程后應掌握的基礎知識和具備的基本能力，并初步確定課程大綱包含的知識點。

3.2.2 校內比較

根據《汽車構造》課程需要掌握的基本知識、工作原理、設計方法等具體要求，對教學大綱進行修訂和完善，選擇并確定課程教學目標、教學內容與教學方法。

與此同時，還需要《汽車理論》《汽車電器與電子技術》《汽車設計》等相關課程教學內容進行比較，完善課程教學內容的銜接，避免課程之間教學內容重復和缺失。

3.2.3 集體撰寫

由擔任《汽車構造》課程教學和其他相關課程教學的教師組成課程組，在校外調研和校內比較的基礎上根據已確定的教學內容編寫教學大綱。編寫過程中要經常開展小組討論，確定教學內容的重點、難點以及教學的組織和編排等，并確保教學內容能夠實現課程教學目標。

在編寫《汽車構造》課程教學大綱的過程中，要注意吸收新工科相關學科的前沿性研究成果，將一些具有行業發展趨勢和鮮明特色的代表性研究成果充實到課程教學內容中，以滿足課程教學內容前沿性的要求。

3.3 《汽車構造》課程教學改革重點

針對《汽車構造》課程建設上存在的問題，本文提出了“一個中心，三個融入”的教學理念，即以項目為中心、融入前沿性課程內容、融入科研活動、融入課程思政。

3.3.1 “以項目為中心”的教學方法

從課程建設角度來看，課程的項目化應該成為新工科專業課程建設的重點之一，尤其是承擔專業教育任務的課程。“以項目為中心”是將“項目”作為課程設計和實施的中心，課程的設計是以解決項目問題為目標，課程的實施是在項目的真實情境下圍繞完成項目任務而開展，學生在完成項目任務的同時實現了課程目標。

目前，《汽車構造》課程教學內容豐富、知識點多。為了更好地實施“以項目為中心”的教學方法，根據《汽車構造》課程教學內容和教學重點，分別安排“發動機機體結構設計”“發動機進排氣系統設計”“發動機燃油供給系統設計”“汽車變速器設計”“汽車轉向系統設計”“汽車制動系統設計”等項目。每10～15人分成一組，根據課程進度完成所有項目。要求學生查閱相關資料完成各項目的理論計算，并基于CAD、UG、CATIA等繪圖軟件完成結構設計。通過課程教學的項目化使學生養成自主學習的習慣，訓練學生分析、設計、繪圖、建模等能力，同時培養其團隊協作、研究開發、創新等能力。

但是，“以項目為中心”教學方式通常不能覆蓋教學大綱的所有基本知識，導致學生知識體系不完善。為此，任課教師應及時為學生補充遺漏知識點，保證課程教學內容的完整性。

3.3.2 課程教學內容的前沿性

隨著汽車科技的不斷發展，汽車行業的新結構、新技術不斷涌現，這就使得《汽車構造》教材內容稍顯滯后[5]。前沿性是指課程教學內容中必須包含新工科專業及其相關學科的前沿知識、最新成果和發展趨勢，以開拓學生視野，關注未來發展、掌握學科專業最新動向[6]。

因此，在《汽車構造》教學過程中應增加汽車新技術、新結構、新材料等方面的教學內容，引導學生關注汽車行業未來發展趨勢，將汽車行業內最新科研成果融入教學內容中。隨著汽車電控技術、車聯網技術、智能駕駛技術等的高速發展，電動化、網聯化、智能化是未來汽車的發展方向。針對未來汽車的發展方向，特聘請科研成果豐碩的教師開展一系列的專題講座，如新型汽車動力系統及代用燃料、智能汽車的現狀與發展趨勢、汽車新材料、汽車電控新技術等，使學生了解汽車行業前沿性技術。

3.3.3 課程中融入科研活動

按照新工科專業建設目標中主動布局、設置和建設服務國家戰略、滿足產業需求、面向未來發展的要求，將科研活動引入《汽車構造》課程建設具有重要的意義。

任課教師基于《汽車構造》教學內容，并綜合汽車技術未來發展方向，設置一系列的研發課題供學生根據興趣選擇，如電動汽車新型傳動系統研發、智能汽車發展前景調研、磁流變懸架系統研發等。通過引入科研活動，并將科研活動與教學內容有機結合，既可以提升課程難度挖掘學生潛能，又可以激發學生參與科研工作的熱情，調動其學習的積極性和主動性，更好地實現課程培養目標。

3.3.4 基于課程思政的教學設計

習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上發表重要講話，要求各高校堅持立德樹人的根本任務，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人的教育理念。高等學校的德育教育不僅依靠思政課程，更應滲透到各門專業課中。

《汽車構造》課程教學內容多、知識點豐富，若在碎片化的專業知識當中融入思政內容，既能有效提升專業技能，更能提升學生的道德情操，培養集體意識和社會責任感[7]。例如，教師在講解發動機燃油供給系統、發動機電控系統等內容時，融入科技進步帶來的汽車性能提升，引導學生尊重科學，鼓勵學生參與科研工作。

3.4 《汽車構造》課程考核方式改革

合理的課程考核方式能夠充分激發學生的學習動力，提升教學效果。《汽車構造》課程考核的評價方式應從傳統的總結性評價轉變為過程性評價。

《汽車構造》課程過程性評價分為課前評價、課中評價和課后評價，能夠對學生做出更加全面的考察。課前評價是在課程開始前對學生的學習能力、信息素養等做出評價，能夠使學生發現自己的不足，做好課前準備；課中評價是在學生學習過程中通過學習的時間、完成作業情況、課外閱讀、課堂表現、問答交流等方面做出評價，以更好地了解學生學習情況并及時調整教學方式。課后評價是在知識節點或者課程結束后，以期末考試、課程總結、論文、小組匯報等方式對整個學習情況對照學習目標做出評價。

整個《汽車構造》課程考核評價體系的建立要能激發學生的學習熱情，引導學生進行教學反思，展開自我評價，使整個評價體系能夠真正服務于學習過程，促進學生完成學習目標。

4 結論

《汽車構造》課程是車輛工程專業的必修課，在新工科課程體系建設中起著關鍵作用。本文基于新工科的內涵和特征，對《汽車構造》課程教學改革進行了初步探索與實踐。以新工科建設目標為導向，分析了目前教學過程中存在的教學模式枯燥、考核模式單一等問題，基于課程教學改革對教學內容有效性和穩定性、前沿性和系統性、應用性和實踐性的要求，探討了課程教學改革的步驟，提出了“以項目為中心”、課程內容前沿性、引入科研活動、課程思政、過程性評價的課程考核等多項改革措施，以切實有效地提高教學效果，達到預期的課程教學目標。