應(yīng)用型本科汽車設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革與探索*

郭哲鋒 李洲稷 康翔宇 阿俊利

摘? 要? 汽車設(shè)計(jì)是應(yīng)用型本科院校車輛工程專業(yè)的核心課程，對培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力具有重要作用。為了改善當(dāng)前教學(xué)效果不佳的現(xiàn)狀，結(jié)合洛陽理工學(xué)院實(shí)際條件，對汽車設(shè)計(jì)課程的教學(xué)進(jìn)行改革與探索，豐富和發(fā)展汽車設(shè)計(jì)課程的教學(xué)方法和內(nèi)容，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)學(xué)生所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力。

關(guān)鍵詞? 應(yīng)用型本科；車輛工程；汽車設(shè)計(jì)；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）16-0116-03

0? 引言

近年來，我國的汽車行業(yè)快速發(fā)展，對車輛專業(yè)技術(shù)人才需求量激增[1]。與此同時(shí)，汽車行業(yè)也在經(jīng)歷巨大變革。在此背景下，如果繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的教學(xué)方式進(jìn)行車輛工程專業(yè)本科生的培養(yǎng)，將很難滿足用人單位的需求，必將被時(shí)代所淘汰。為了提高應(yīng)用型本科院校車輛工程專業(yè)本科生的培養(yǎng)質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)對教學(xué)方式進(jìn)行適當(dāng)改革。汽車設(shè)計(jì)作為車輛工程專業(yè)的核心課程，其教學(xué)效果對本科生的培養(yǎng)質(zhì)量有著巨大影響。汽車設(shè)計(jì)課程涉及內(nèi)容廣泛，既可使學(xué)生對以往學(xué)到的多元化基礎(chǔ)知識進(jìn)行融會(huì)貫通，又為其后續(xù)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)、汽車工程設(shè)計(jì)及研究工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[2-3]。目前，課程的教學(xué)方式偏理論化，與現(xiàn)實(shí)工程問題結(jié)合不緊密，學(xué)生僅能從表面了解書本中的知識，無法領(lǐng)會(huì)汽車設(shè)計(jì)的基本思路，無法達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果[4-5]。對汽車設(shè)計(jì)課程在教學(xué)方面的改革進(jìn)行研究和探討，以期提高車輛工程專業(yè)本科生的培養(yǎng)質(zhì)量，使其適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展和需要。

1? 課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

汽車設(shè)計(jì)課程主要講述汽車底盤中相關(guān)功能部件的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)方法，內(nèi)容涵蓋機(jī)械、液壓、材料、電控等多個(gè)領(lǐng)域的知識，課程知識的綜合性較強(qiáng)。本課程目前在教學(xué)方面還存在很多問題，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1? 教學(xué)模式單一

現(xiàn)階段的教學(xué)模式主要是課堂講授，課程的教學(xué)涉及汽車底盤各個(gè)功能部件的方方面面，內(nèi)容十分豐富，課程學(xué)時(shí)短，理論教學(xué)任務(wù)重。一般以PPT演示稿的形式進(jìn)行教學(xué)，如果遇到難以理解的機(jī)構(gòu)，教師需要在演示稿中插入相應(yīng)的2D原理圖或簡化版動(dòng)圖，有時(shí)還需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和技能在黑板上進(jìn)行板書繪圖教學(xué)，幫助學(xué)生理解和記憶。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，強(qiáng)調(diào)教學(xué)內(nèi)容的完整性，教學(xué)方式一般按照教材的編排順序進(jìn)行講解，每個(gè)章節(jié)大多是先講授本章節(jié)主要功能部件的功用和設(shè)計(jì)要求，然后對其主要零部件的結(jié)構(gòu)類型和工作原理進(jìn)行認(rèn)識與剖析，在此基礎(chǔ)上結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)和其他力學(xué)知識，對關(guān)鍵零部件的相關(guān)尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核計(jì)算，并穿插和說明某些需要規(guī)避與掌握的設(shè)計(jì)原則和技巧，最后講解某些次要零部件和附屬機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。整個(gè)教學(xué)過程環(huán)環(huán)相扣、前后呼應(yīng)，但由于學(xué)時(shí)的限制，教學(xué)模式相對單一，有些內(nèi)容無法深入講解和剖析，缺少其他方式的教學(xué)環(huán)節(jié)與理論教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充，教學(xué)效果不佳。

1.2? 考核方式不足

課程現(xiàn)階段的考核方式主要以期末考試成績?yōu)橹鳌⑵綍r(shí)成績?yōu)檩o的方式進(jìn)行考核。期末考試成績占80%，考勤+作業(yè)作為平時(shí)成績占20%，還可以根據(jù)學(xué)生在課堂隨機(jī)提問和主動(dòng)回答問題等互動(dòng)環(huán)節(jié)的表現(xiàn)適當(dāng)提升平時(shí)成績，考核的方式相對固化，不利于體現(xiàn)學(xué)生對課程的掌握程度。從學(xué)生作業(yè)的情況來看，雖然有的問題在作業(yè)中已經(jīng)訓(xùn)練，但課堂上對這一問題進(jìn)行再次提問時(shí)，還是有一些學(xué)生不能很好地回答，這說明這些學(xué)生作業(yè)流于形式，學(xué)習(xí)態(tài)度不夠端正。對期末考試學(xué)生一般比較重視，但有些學(xué)生喜歡考前突擊強(qiáng)化學(xué)習(xí)，完全奔著考試成績及格的目的而學(xué)習(xí)，脫離了學(xué)習(xí)的初衷。由于課程的知識點(diǎn)較為零碎且綜合性較強(qiáng)，突擊強(qiáng)化學(xué)習(xí)即使能夠達(dá)到考試及格的目的，也很難消化吸收課本知識并做到靈活運(yùn)用，考試成績無法體現(xiàn)學(xué)生對知識的掌握程度。因此，考核方式有待改善。

1.3? 學(xué)生基礎(chǔ)知識儲(chǔ)備有待加強(qiáng)

本課程作為車輛工程專業(yè)本科生培養(yǎng)過程中的重要節(jié)點(diǎn)，注重培養(yǎng)學(xué)生對先修知識的綜合運(yùn)用能力，需要學(xué)生掌握機(jī)械設(shè)計(jì)、汽車構(gòu)造、液壓傳動(dòng)、材料力學(xué)、電工與電子技術(shù)、單片機(jī)原理及應(yīng)用等先修課程知識，對學(xué)生個(gè)人的基礎(chǔ)知識儲(chǔ)備水平和應(yīng)用能力要求較高。課程中涉及計(jì)算的內(nèi)容比較多，

公式復(fù)雜枯燥難懂，學(xué)生前期由于對先修課程理解不透徹，對于這部分內(nèi)容厭學(xué)情緒較強(qiáng)。課程中涉及電控的內(nèi)容較多，學(xué)生在充分掌握設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上可以理解電控策略和方法，但是對于電路的設(shè)計(jì)和控制模塊的開發(fā)則完全依賴于對先修電學(xué)知識的掌握程度。課程中還有一些需要用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行解決的問題，優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論和算法知識一般在碩士研究生階段才會(huì)進(jìn)行重點(diǎn)強(qiáng)化和學(xué)習(xí)，這對于學(xué)生廣泛涉獵本專業(yè)前沿技術(shù)有一定的要求，這一類的內(nèi)容學(xué)生普遍無法很好地掌握。

1.4? 青年教師缺乏從業(yè)經(jīng)驗(yàn)

本課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)的教師都具有碩士或博士學(xué)位，近年來青年教師在團(tuán)隊(duì)中所占的比重越來越大。從青年教師的履歷來看，大多數(shù)是在高校讀完碩士或博士學(xué)位畢業(yè)，然后直接進(jìn)入本校任教，缺乏在相關(guān)汽車企業(yè)從業(yè)的背景和經(jīng)驗(yàn)。青年教師在攻讀學(xué)位期間一般以學(xué)習(xí)專業(yè)知識和進(jìn)行科研攻關(guān)類的活動(dòng)為主，對于企業(yè)的生產(chǎn)流程和管理模式只在學(xué)習(xí)期間或多或少地從書本、老師或?qū)嵙?xí)師傅那里有所了解，大都停留在理論層面。眾所周知，汽車類設(shè)計(jì)人員只有在相關(guān)汽車企業(yè)工作一段時(shí)間，并深度參與汽車的設(shè)計(jì)和開發(fā)工作，才會(huì)使所學(xué)的理論知識與實(shí)際生產(chǎn)相統(tǒng)一，才能對汽車設(shè)計(jì)工作有一個(gè)全新的認(rèn)識，而這些方面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)正是當(dāng)前青年教師所缺乏的。結(jié)果就是青年教師的教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際生產(chǎn)脫節(jié)，影響汽車設(shè)計(jì)課程的教學(xué)效果。

2? 課程教學(xué)改革與探索

針對本課程教學(xué)中存在的問題，在學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的大力支持和本課程教學(xué)改革小組老師的共同努力下，結(jié)合洛陽理工學(xué)院現(xiàn)實(shí)條件，從各個(gè)方面進(jìn)行一系列改革，取得顯著成效。

2.1? 理論與實(shí)踐相結(jié)合

結(jié)合車輛工程專業(yè)培養(yǎng)方案的要求，仍堅(jiān)持以課堂講授的教學(xué)方式為主，但適當(dāng)增強(qiáng)其他類型的教學(xué)方式。一方面帶領(lǐng)學(xué)生到附近的汽車企業(yè)參觀實(shí)習(xí)，讓學(xué)生在參觀實(shí)習(xí)過程中進(jìn)一步理解和強(qiáng)化學(xué)習(xí)過的知識，增強(qiáng)學(xué)生的認(rèn)識；另一方面，在指導(dǎo)學(xué)生拆裝實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)時(shí)，結(jié)合學(xué)生正在拆裝的功能部件，讓學(xué)生回答“為什么這樣設(shè)計(jì)而不那樣設(shè)計(jì)”此類的問題，并讓學(xué)生結(jié)合汽車設(shè)計(jì)課程中介紹過的一些設(shè)計(jì)原則和技巧，找出拆裝產(chǎn)品中的一些設(shè)計(jì)缺陷，再根據(jù)學(xué)生對問題的回答情況作出相應(yīng)的指導(dǎo)和糾正。在一問一答的過程中，學(xué)生不僅在教師的帶領(lǐng)下回憶和復(fù)習(xí)了汽車設(shè)計(jì)課程中學(xué)習(xí)過的知識，而且做到了理論與實(shí)際的結(jié)合，并能夠靈活運(yùn)用所學(xué)知識對問題進(jìn)行解答，明白本課程具有較高的實(shí)用性，提高了本課程在心目中的地位和學(xué)習(xí)積極性。

適當(dāng)設(shè)置現(xiàn)場教學(xué)方式的課時(shí)，到學(xué)院汽車零部件陳列室進(jìn)行現(xiàn)場授課，結(jié)合陳列室中的零部件講解課程知識。這種借助立體實(shí)物進(jìn)行教學(xué)的方式，使學(xué)生更容易理解產(chǎn)品的工作原理和結(jié)構(gòu)。在理論教學(xué)基礎(chǔ)上開展多種實(shí)踐與理論教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式，顯著提升了學(xué)生對于汽車設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了學(xué)生的工程實(shí)踐能力，教學(xué)效果顯著增強(qiáng)。

2.2? 考核方法改革

針對傳統(tǒng)考核方法的不足，對考核方法進(jìn)行改革，設(shè)置一個(gè)分組設(shè)計(jì)演練環(huán)節(jié)的考核作為期中測試成績，將傳統(tǒng)的成績構(gòu)成進(jìn)行重新分配。新的成績比例構(gòu)成變?yōu)槠谀┛荚嚦煽儯?0%）+期中測試成績（40%）+平時(shí)成績（20%）的形式。分組演練時(shí)將學(xué)生每5～6人分為一組，結(jié)合課堂教學(xué)中學(xué)習(xí)的內(nèi)容，從功能部件的資料查閱、設(shè)計(jì)流程、原理圖繪制、設(shè)計(jì)計(jì)算、三維設(shè)計(jì)等方面讓學(xué)生在小組內(nèi)部自主分工合作，完成一個(gè)功能部件的設(shè)計(jì)。讓學(xué)生在設(shè)計(jì)演練的過程中熟悉汽車設(shè)計(jì)的方法和應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的角色，提高學(xué)生對于本課程的實(shí)踐應(yīng)用能力，也為即將到來的畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)做一個(gè)提前的簡化版的預(yù)演。最后，教師根據(jù)每組上交的報(bào)告以及學(xué)生在小組中的分工及工作量的多少，綜合給學(xué)生打分。分組設(shè)計(jì)演練充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生為了獲得比較高的期中測試成績，會(huì)努力增加和提高自己的工作內(nèi)容和質(zhì)量。由于學(xué)生各自進(jìn)行的工作內(nèi)容在班級內(nèi)部基本沒有重復(fù)，這樣可以有效避免相互抄襲的現(xiàn)象，更進(jìn)一步督促學(xué)生依靠自身的努力學(xué)習(xí)掌握相關(guān)知識，完成自己分配的工作。新的考核方法充分反映了學(xué)生對于本門課程的掌握情況，提升了學(xué)生對于本課程的綜合應(yīng)用能力，還可以根據(jù)設(shè)計(jì)演練每個(gè)項(xiàng)目的完成情況為以后的教學(xué)提供相應(yīng)參考，便于改進(jìn)教學(xué)。

2.3? 引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

為了改善學(xué)生基礎(chǔ)知識儲(chǔ)備較弱的現(xiàn)狀，通過各種途徑引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的知識水平和學(xué)習(xí)的積極性。對于復(fù)雜難懂的計(jì)算公式，要求學(xué)生課前有針對性地查閱先修機(jī)械設(shè)計(jì)課程的相關(guān)知識點(diǎn)，并在授課過程中隨機(jī)抽取學(xué)生對公式中相關(guān)參數(shù)的含義和影響進(jìn)行講解，督促學(xué)生自主學(xué)習(xí)和鞏固先修知識，提升綜合應(yīng)用能力。對于電控類內(nèi)容，在充分講解控制策略的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)班級中參加過循跡小車大賽的學(xué)生帶領(lǐng)其他學(xué)生進(jìn)行控制電路的實(shí)物搭建或虛擬仿真，電學(xué)知識基礎(chǔ)較差的學(xué)生在技術(shù)水平相對較高的參加過循跡小車大賽學(xué)生的指導(dǎo)下，自主學(xué)習(xí)和參與的熱情都較高，對于電學(xué)知識的學(xué)習(xí)質(zhì)量和應(yīng)用能力提升較快。控制模塊開發(fā)完成后，可以推選代表在課堂上對自己小組所做的工作內(nèi)容進(jìn)行演示和講解，教師結(jié)合學(xué)生講解的內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)充和修正，既提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情，又強(qiáng)化先修電學(xué)知識的綜合應(yīng)用技能。對于優(yōu)化設(shè)計(jì)類內(nèi)容，課堂上結(jié)合簡單實(shí)例給學(xué)生普及優(yōu)化設(shè)計(jì)算法的原理和一般求解過程，并將課程中的優(yōu)化設(shè)計(jì)問題適當(dāng)簡化，讓學(xué)生應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法嘗試進(jìn)行優(yōu)化求解，在自主學(xué)習(xí)的同時(shí)拓寬視野，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

2.4? 完善教師結(jié)構(gòu)

對于現(xiàn)階段青年教師缺乏相關(guān)企業(yè)從業(yè)經(jīng)驗(yàn)的現(xiàn)象，學(xué)校和學(xué)院層面出臺(tái)很多制度和管理辦法。一方面，學(xué)校引導(dǎo)和鼓勵(lì)青年教師到相關(guān)企業(yè)和單位掛職鍛煉。一般要求青年教師到企業(yè)掛職鍛煉的時(shí)間不少于半年，并要求深度參與掛職企業(yè)和單位的實(shí)際生產(chǎn)，將掛職鍛煉這一增強(qiáng)青年教師工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平的工作落到實(shí)處。青年教師到相關(guān)企業(yè)掛職鍛煉以后，對于汽車企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)有了全新的認(rèn)識，對汽車設(shè)計(jì)課程的理論教學(xué)內(nèi)容和實(shí)際生產(chǎn)之間的脫節(jié)問題有了進(jìn)一步的了解。另一方面，學(xué)院積極引入本地區(qū)相關(guān)行業(yè)的知名專家和技術(shù)人員擔(dān)任外聘教師，給車輛工程專業(yè)的本科生講授汽車設(shè)計(jì)課程。外聘教師具有豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，上課時(shí)能夠結(jié)合各種工程實(shí)例給學(xué)生講解汽車設(shè)計(jì)課程的知識點(diǎn)和應(yīng)用場景，并將工作中可能遇到的問題進(jìn)行詳細(xì)講解，極大地增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的見識和知識水平，豐富課堂內(nèi)容，使理論教學(xué)與實(shí)際生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合，教學(xué)效果明顯改善。

3? 結(jié)束語

汽車設(shè)計(jì)是車輛工程專業(yè)的核心課程，其教學(xué)效果深刻影響本科生的培養(yǎng)質(zhì)量。針對本課程在教學(xué)中存在的問題，實(shí)施一系列教學(xué)改革。對單一的理論教學(xué)模式進(jìn)行調(diào)整和拓展，課程結(jié)合企業(yè)參觀實(shí)習(xí)、拆裝實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)，并開展現(xiàn)場教學(xué)等多種實(shí)踐活動(dòng)實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)際的統(tǒng)一，增強(qiáng)學(xué)生對本課程知識的理解。對考核方式進(jìn)行改革，設(shè)置一個(gè)分組設(shè)計(jì)演練的環(huán)節(jié)作為期中測試，新的考核方法更加注重反映學(xué)生對于本課程知識的綜合運(yùn)用能力。通過各種途徑引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用先修知識解決本課程問題的能力，向?qū)W生普及優(yōu)化設(shè)計(jì)的算法原理等，拓寬學(xué)生的視野，提升學(xué)生先進(jìn)設(shè)計(jì)手段的應(yīng)用技巧。完善教師結(jié)構(gòu)，鼓勵(lì)青年教師到相關(guān)企業(yè)掛職鍛煉，并引入外聘教師，使理論教學(xué)與實(shí)際生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合。通過課程改革與探索，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識，培養(yǎng)學(xué)生對于本課程的綜合應(yīng)用能力，也為應(yīng)用型本科教學(xué)改革提供思路，為應(yīng)用型人才的培養(yǎng)提供切實(shí)有效的改革途徑。改革的實(shí)施總是充滿困難，下一步應(yīng)針對教學(xué)改革內(nèi)容進(jìn)行更加深入的研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 周輝，宋偉志，趙海軍，等.應(yīng)用型本科車輛工程專業(yè)專用汽車結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)課程改革研究[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2017（17）：42-43.

[2] 雷治國，陳銘年.車輛工程專業(yè)“汽車設(shè)計(jì)”課程教學(xué)改革探索[J]．福建教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2017（4）：113-116.

[3] 喻厚宇，黃妙華，鐘紹華，等.汽車設(shè)計(jì)課程研討式教學(xué)方法研究[J].大學(xué)教育，2017（5）：56-58.

[4] 劉西，胡遠(yuǎn)志，蔣成約.面向現(xiàn)代汽車開發(fā)的汽車設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].科教導(dǎo)刊，2013（23）：179-182.

[5] 崔庭瓊，范健文，楊磊，等.《汽車設(shè)計(jì)》教學(xué)方法改革探索[J].才智，2018（20）：153.

*基金項(xiàng)目：2020年度洛陽理工學(xué)院教育教學(xué)研究項(xiàng)目“新工科背景下基于信息化的混合式教學(xué)模式在課程教學(xué)中的應(yīng)用與探索”（項(xiàng)目編號：JY2020021）。

作者：郭哲鋒，洛陽理工學(xué)院智能制造學(xué)院，講師，研究方向?yàn)檐囕v動(dòng)力學(xué)與控制技術(shù)；李洲稷、康翔宇、阿俊利，洛陽理工學(xué)院智能制造學(xué)院（471023）。