融合多媒體與信息技術的汽車設計課程考核方式探索與實踐

高晉　楊秀建

［摘 要］汽車設計課程具有理論知識較專業、實踐性強、對學生的綜合能力要求高等特點，單一、傳統的考核方式難以對學生的學習效果進行全方位評價。因此，需要在傳統考核基礎上增加新的考核內容，并形成新的考核評價方式。文章通過融合多媒體與信息技術的方式，對汽車設計課程考核方式進行探索，加大過程性考核和設計能力考核比重，并重新分配學生成績比重，使學生成績構成多元化，讓學生不僅對理論知識掌握得更加牢固，也能更好地提升綜合設計能力。實踐表明，融合多媒體與信息技術的課程考核方式能督促學生課前、課后對汽車設計知識的學習，延伸了課堂學習的時間和空間，激發了學生的學習興趣，起到了良好的效果。

［關鍵詞］汽車設計課程；考核方式；多媒體；信息技術

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）07-0017-04

近年來，高等教育改革已全面展開，并取得了一定成績。高等院校要深化教學改革，克服教學中存在的弊端，就要更新教育教學觀念，優化教育教學工作。在優化教育教學工作的進程中，相對滯后的是考核制度和考核方法的改革。課程考核作為檢驗學生科學知識掌握程度、綜合能力水平、實際技能水平的一種手段，具有特別重要的作用。通過課程考核，學生不僅能加深對課本理論知識的掌握，也能達到理論知識與思維開拓相互結合的目的，使學生的學習積極性得到更好的激發，讓學生能充分參與到整個課程教學流程中。隨著教育教學改革的不斷深入，信息技術、多媒體技術與教學的深度融合，專業結構的調整，教學內容和課程體系的更新，新的人才培養模式的確立，傳統的考試內容、方式方法已難以適應新形勢下人才培養的需要，改革現有課程考核體系勢在必行。

汽車設計課程為車輛工程專業的專業核心課[1]。該課程主要向學生講解汽車總體設計和汽車底盤主要總成設計的一般設計思路和基本設計方法[2]。為了更好地培養汽車方面的人才，同時響應學校及社會的號召，本文對汽車設計課程傳統考核方式進行了改革探索。汽車設計課程的專業性較強，部分學生在接受專業理論知識時難免會感到有一些乏味。而通過課程改革，能充分發揮學生的積極性、主觀能動性，增強師生、生生之間的互動，這無疑對整體課程的教學、對學生能力的進一步培養起到積極的作用，也對教師的教學工作有很大的幫助。目前，關于課程考核方式改革的相關研究主要有：從增加考試多樣性的角度出發，提出一些課程考核方式改革的思路[3]；對考試改革進行實踐[4]；研究課程考核方式改革與課程建設的關系，確保教學質量[5]；通過對理論與實踐教學方式改革進行探討，增加實踐性教學和啟發性教學環節，提升學生的實踐能力[6]；提出汽車設計模塊化教學的思路和方案[7]；基于OBE理念分析汽車設計課程教學改革，以制訂教學大綱、教學目標，注重持續改進，并基于案例提高學生的學習興趣[8]；建立課程資源共享及學習平臺，將學習空間由課堂延伸到課外[9]；通過科研創新和現階段對學生設計技能的需求，對汽車設計課程教學進行模式探索[10]；對如何將CATIA、ADAMS等軟件引入汽車設計課程教學進行研究[11]。

上述文獻對汽車設計課程的教學和改革進行了大量研究，但還未引入多媒體和信息相融合的手段來進行相關課程的考核實踐。本文從融合多媒體與信息技術的方式出發，對汽車設計課程考核改革進行了研究，借助多媒體技術、信息技術并結合汽車動力學虛擬仿真軟件ADAMS，對該課程的知識進行適度拓展，讓每一個學生充分參與到課程各個環節中，實現了課堂授課、線上線下互動、仿真實例相結合的教學效果，達到了學習資源共享的目的，同時使學生的綜合能力得到了更好的鍛煉。

一、課程考核評價面臨的挑戰性

汽車設計課程所涉及的復雜和先進的設計知識對學生來講具有一定的挑戰性，只靠課本中傳統的設計方法不足以使學生全面而深刻地掌握汽車設計的先進設計理論和思想，學生必須在課后通過查閱大量的文獻來進行充實。另外，本門課程的專業性很強，而且很大程度上依托于機械方面的專業知識，同時涉及力學、數學計算等方面的知識，所以學生需要對相關領域的知識進行學習才能吃透本課程的精髓。汽車本身就是一個復雜的系統，又因為學生平時對汽車零部件接觸不多，所以學生在學習這門課程的時候需具備較好的想象力和思考力。此外，學生在使用相應的輔助設計軟件時也有一定的困難，需要探索解決諸多問題。綜上所述，汽車設計要求學生具備解決復雜工程問題的能力。如學生需要具備完成汽車底盤各總成及零部件的結構方案分析、主要參數設計計算、進行零部件剛強度校核等綜合能力，這對學生的學習提出了很高的要求，也對教師的教學方法和課程的考核方式提出了較大挑戰。

以往的汽車設計課程考核成績基本由期末考試成績決定，這種單一的考核方式顯然不適應汽車設計課程的教學要求。因此，強化過程考核，降低期末成績考核的占比，改變期末考試檢驗學習效果的決定性作用，多維、立體地考核評價學生的學習情況和設計能力十分必要。從教學評價的角度來講，本課程須從多個角度進行評價，如對學生的知識掌握情況進行評價，以及時了解學生的學習情況；對學生的設計能力進行評價，判斷學生是否通過本課程的學習真正具備了應有的設計能力；對學生的課外知識掌握程度進行評價，考查學生是否能夠主動地去查找文獻增加自己的知識儲備以及探索更多新的知識；對學生使用現代軟件工具的能力進行評價，考查學生是否能夠借助現代輔助工具來更加高效地完成一個設計任務。

二、課程考核改革整體目標

汽車設計課程要求學生通過汽車各總成結構方案設計環節的學習，理解汽車設計要遵循的法規；汽車設計要進行市場調研，使學生理解汽車設計與社會、環境的關系，汽車設計必須符合國家的相關法規。

汽車設計課程要求學生掌握汽車整車及其各大總成系統應當滿足的基本設計要求，主要結構方案與性能分析、評價，主要零部件參數的確定原則、設計計算，主要零部件的載荷確定和剛強度校核等知識，為本專業方向學生的畢業設計及畢業后從事汽車設計等工作打下穩固的專業基礎。

汽車設計課程設定了5個基本的教學目標：一是掌握汽車底盤各總成結構方案分類、分析；二是掌握汽車底盤各總成設計應當滿足的基本要求，能夠判斷設計方案是否可行；三是掌握汽車設計過程中涉及的零部件主要參數的確定原則、設計計算、載荷確定、剛強度校核等知識；四是具備對汽車底盤主要總成系統及其零部件進行結構分析、計算、設計的能力，培養學生的邏輯思維、判斷和歸納能力；五是具備使用專業軟件進行車輛性能模擬的能力，使學生具備借助文獻對設計問題進行分析，獲得有效結論的能力。

課程考核方式改革的總體思路為考核圍繞教學目標進行，將考核貫穿于整個課程教學過程中，使考核真正成為手段而不是目的；考核應該從各個角度多維度來進行，而不僅是一份試卷；考核應該為汽車設計的教學目標服務，促進教學質量的提高。課程考核方式改革的基本思路為：首先，加大過程考核在最終成績中的比重，增加除試卷考試之外的其他考核方式，使學生改變考核就是閉卷筆試的傳統觀念，認識到考試只是督促學習、檢驗學習情況的手段。其次，考核不僅是知識的考核更是能力的檢驗，從僅對學生知識掌握情況的考核轉變為對學生邏輯思維能力、判斷和歸納能力、分析和解決問題能力、獨立思考能力等綜合素質的考核。最后，通過加強學生考核結果的反饋，適時調整教學重點和教學方式，提高教學質量。

三、豐富與考核方式相適應的教學內容

本課程系統全面地講解汽車設計的基礎知識，包括汽車底盤各總成及零部件的結構方案分析、主要參數設計計算、零部件剛強度校核等汽車設計知識。更深入地向學生講述各個汽車零部件的更新和發展歷程。同時，通過生動的例子提升學生的學習興趣，使學生對汽車零部件有一個完整的認識。

本課程主要向學生教授汽車設計方面的方法和理論，還包含了工程力學、汽車構造、機械設計以及工程材料等多個學科的知識。因此，讓學生了解汽車設計未來的發展趨勢，不能只是死板地教授學生課本上的理論知識，還應結合課外的前沿研究和技術進行講授，采用科研反哺教學的方式讓學生了解汽車設計未來的發展趨勢，同時提升學生的實際汽車設計能力。

本課程在教授學生理論知識的同時也向學生教授汽車輔助設計軟件的使用方法，即教師在注重培養學生的理論知識的同時，也要注重學生的實際動手操作能力，多角度全方位地對學生的能力進行培養和提升。整個教學過程會安排對設計軟件ADAMS/CAR的學習，在教授學生使用軟件的過程中，讓學生從最基本的建立汽車動力學模型到汽車的懸架、整車等性能仿真的了解逐步加深，讓學生深入理解汽車設計與汽車性能的關系。教師在講解基本的操作過程之后，布置相應的課后上機任務，讓學生充分利用課余時間去思考、去實踐，通過自己親自動手來提高實踐能力。

四、多媒體和信息技術的融合

傳統教學中，教師要了解學生的出勤情況時，需要點名并做記錄，耗費時間較長。而利用手機終端的信息技術并結合多媒體技術，可快速統計學生的出勤情況。如，教師可通過信息技術在手機終端設定簽到手勢，并通過多媒體技術投影到教室前臺，學生看到簽到手勢后，通過信息技術在手機終端實現簽到，再通過多媒體技術投影到教室前臺，教師就能快速、清楚地了解學生的出勤情況了。

教學方式上，為了能將汽車設計知識更加生動地呈現給學生，本課程利用多媒體技術為學生進行講解，比如將汽車的零部件立體圖和零部件工作動畫呈現給學生，使學生能更容易理解相應的知識。

課內與課外相結合，學生除了學習課上的知識，課外還須通過查閱最新的研究成果來提升自己的知識儲備。本課程不只是單純的灌輸式教學，而是堅定以學生為中心的理念，因材施教，一方面從學生的角度探尋學生需要什么，另一方面從社會對工程設計人才的要求考慮，結合教師的科研工作，教授給學生最需要的知識，培養學生的綜合能力。課堂上不應只是教師在講，在課內與課外，學生都可以通過手機終端提出問題并積極參與討論，從而更好地開拓思維，牢固掌握所學知識。

在整個上課的過程中，學生有任何疑問都可以提出并進行討論，還可以在課堂上與其他同學交流自己所知道的知識，整個課堂是開放的。在每次課堂中教師會隨機通過手機終端對學生進行提問，以考查和了解學生對本次課的知識掌握情況，保證學生的知識鏈不斷裂。

傳統教學中，學生做完測驗，要在教師批閱之后才能獲知測驗成績。而使用融合多媒體和信息技術的測驗方法，學生做完測驗后，教師與學生即可收到測驗結果反饋，方便教師多維度地了解學情。

五、課程考核評價的方式

本課程的教學評價包括以下幾個方面：

首先，對學生設計知識掌握程度進行評價。本課程會采取期末考試、隨堂小測驗、課堂提問、問卷調查等方式及時獲取學生的學習情況。其次，對學生的設計能力進行評價。本課程教師會隨機選取一個汽車的零部件或者總成，通過作業的方式給出必要的參數后，讓學生進行設計思考，在此過程中學生需要解決采用何種形式的零部件結構方案、各個部件的參數如何確定、剛度強度是否滿足要求等問題，若學生能夠獨立解決這些問題，說明學生已經具備了相應的設計能力。再次，對學生的課外知識掌握程度進行評價。選取一些復雜工程問題讓學生解決，這些問題用課堂上和課本上的知識不足以解決，若學生能夠使用課堂以外的知識和手段，比如了解前沿知識、查找文獻，則說明學生對課外知識有一定程度的了解。最后，對學生使用軟件工具的能力進行評價。教師給學生布置上機作業，然后檢查學生的完成情況。學生在使用軟件的過程中會有操作時間記錄，若學生在合理的時間范圍內完成作業，說明學生的軟件工具使用能力良好。總之，課程考核的方式不再僅限于期中、期末考試，而是分為多個階段的多樣化考核，課程考核方式包括平時課堂表現、課堂小測驗、課后作業、課外上機作業、期末考試等。

（一）課堂表現考核采取與慕課資源相結合的考核方式

課堂表現評價主要根據學生是否能夠積極主動完成信息終端布置的任務點學習，上課回答問題是否能明確地闡述自己的觀點和想法，是否能較好地與其他同學合作、交流并共同解決問題，以及是否按時上課等來對學生進行全面的考核。

本課程在電腦或手機終端建立了汽車設計課程慕課資源，學生提前通過在電腦或手機終端學習汽車設計各章節的任務點知識，在課堂上通過手機終端完成作答。學生的每次作答都將記錄在云端且可回溯，教師可以實時統計學生的作答情況，并有針對性地對學生作答過程中暴露出來的問題進行講解。學生的任務點學習時長、學習進度情況等將以積分形式計入學生的課堂學習表現成績。慕課資源拓展了課堂學習的時間和空間，加強了師生線下線上互動、資料分享交流。

（二）課堂小測驗主要考核學生對教學重點內容的掌握程度

課堂小測驗用手機終端進行，教師隨機從試題庫抽取試題給學生作答，并規定作答時間，學生必須在規定的時間內完成作答。由于手機終端的課堂小測驗不定時且具有隨機性，該考核方式有利于提高學生上課時的學習注意力。統計情況可通過多媒體投影到教室前臺，讓學生及時了解作答情況。

（三）課后作業考核學生對所學汽車設計知識的理解、掌握和運用情況

通過課后作業對學生的知識掌握情況進行評價，及時了解學生的學習情況；對學生的設計能力進行評價，判斷學生是否通過本課程的學習而真正具備了應有的設計能力；對學生的課外知識掌握程度進行評價，考查學生是否能夠主動去查找文獻增加自己的知識儲備以及探索更多新的知識。

課后作業按A+、A、B+、B、C+、C、D+、D來評定分數，A+記為95分，A記為90分，B+記為85分，B記為80分，C+記為75分，C記為70分，D+記為65分，D記為60分。多次作業取平均分。

（四）課外上機作業考核學生運用現代工具解決汽車設計問題的能力

汽車設計課程主要考核學生利用ADAMS汽車多體動力學軟件，對汽車的懸架、轉向系等進行仿真分析的能力。該考核方式中ADAMS軟件可記錄上機時間和簽名，具有無法抄襲的特點，學生課后必須本人完成上機作業。

上機作業包括懸架性能分析和整車性能分析。懸架性能分析主要是懸架K特性和懸架C特性分析。懸架K特性是由懸架的幾何運動引起的車輪定位參數的變化特性。懸架的K特性分析包括同向跳動工況、反向跳動工況分析。懸架C特性是指由懸架的襯套變形引起的車輪定位參數的變化特性。懸架的C特性分析包括同向側向力、反向側向力、縱向力、同向回正力矩、反向回正力矩工況下的仿真分析。整車性能仿真主要包括定半徑穩態回轉、方向盤角階躍輸入、方向盤斜坡輸入、單移線、整車制動性等仿真實驗。通過對仿真案例的學習，學生能認識到汽車設計課程的學習并不是簡單抽象的概念和理論學習，而是一個可操作的實際具體的設計過程。上機作業是設計理論知識與實際設計過程的結合，能夠很好地鍛煉學生的設計能力，激發學生的學習興趣。

（五）期末考試采用閉卷筆試形式

期末考試考查學生對汽車設計的理解、掌握和綜合運用情況。期末考試分為判斷題、選擇題、填空題、簡答題和分析計算題，題型多樣化，多維度考核學生對汽車設計基本概念、設計思路、設計方法等的理解和掌握程度，培養學生的創新意識。

六、課程考核成績的評定方法

表1為各考核環節所占的權重和對各教學目標的支撐情況。學生的綜合成績[G]用公式（1）計算。

[G=αiAi，1～5]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）

其中，[Ai]為各考核環節，αi為各考核環節所占的比重。

七、課程考核創新點

首先，考核形式多樣化、過程化。利用融合多媒體和信息技術的教學手段，增加教學過程中的考核方式，如課堂任務點學習。

其次，隨機考核，及時獲知考核結果。教師隨機通過手機終端在課堂上發布測驗題，學生也通過手機終端作答。學生作答完成后，其與教師都能及時獲知答題結果。這一方面可提高學生的注意力、參與度和積極性，另一方面能使教師及時對測驗結果進行分析，從而有針對性地調整教學方案，并加強與學生的互動。

最后，課外上機作業考核學生運用現代工具解決汽車設計問題的能力。課后上機作業要求利用ADAMS等汽車動力學軟件，對汽車的懸架、轉向系等進行仿真設計。上機作業有時間記錄和簽名，使學生無法抄襲。

八、結論

本文根據考核改革目標和課程教學目標，通過融合多媒體與信息技術的考核方法，使汽車設計課程的考核方式多樣化、過程化，對學生的軟件設計能力等有了可量化的考核方式。通過慕課資源的學習和上機作業，延伸了課堂學習的時間和空間，實現了學生知識和能力的雙提升。本文的汽車設計課程考核方式具有一定的實際應用價值，可供車輛工程專業的其他課程考核參考。考核方式改革是對原有傳統的考試方式的變革，而傳統考試方式也具備答案標準化、評分標準化等特點，不宜徹底拋棄。因此，在保留傳統考試方式優點的同時，如何發揮融合多媒體與信息技術的考核方式的優點，設計出更加合理的考核方式，還需要不斷探索和實踐。

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［責任編輯：劉鳳華］