摘" 要" 汽車構造拆裝實習作為車輛工程專業實踐教學的內容之一,是優秀車輛工程科技人才培養的重要途徑,在其教學過程中開展課程思政教育具有重要的意義。從汽車構造拆裝實習過程中自動變速器、雙離合器變速器和自動變速器換擋離合器/制動器的結構組成、工作原理、關鍵技術等對比分析展開,研究課程思政元素的挖掘,以及課程思政教育的實施方法,設計顯性的拆裝實習實踐教學開展與隱性的課程思政推進有機融合、“三全育人”理念與“三位一體”人才培養目標相結合的教學模式與管理規范。經過四年的汽車構造拆裝實習教學實踐,驗證了融合課程思政的實踐教學模式與管理方法的有效性。
關鍵詞" 課程思政;汽車構造拆裝實習;實踐教學;自動變速器
中圖分類號:G642.0" " 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2024)09-00-05
0" 引言
習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上指出,“要堅持把立德樹人作為中心環節,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,努力開創我國高等教育事業發展新局面”,“其他各門課都要守好一段渠、種好責任田,使各類課程與思想政治理論課同向同行,形成協同效應”[1]。
課程思政是高等院校素質教育的重要內容,是學生綜合能力提升的關鍵渠道。課程思政不是在非思政課程中生硬地照搬思政,而是深入挖掘各類課程的思想政治教育資源,以依托課程教學引導學生樹立正確的“三觀”為教育目標,形成思政育人的協同效應[2-5]。與傳統思想政治理論課程的課堂講述式教育不同,課程思政是將思想政治教育融入課程教學的各環節、各方面,以“隱性思政”的功用,與“顯性思政”——思想政治理論課共同構建全課程育人格局[6-10]。
專業課程是高等院校課程思政建設的基本載體,圍繞專業教育開展課程思政要根據不同學科專業的特色和優勢,深度挖掘、提煉專業知識體系中所蘊含的思想價值和精神內涵,提升引領性、時代性和開放性的指導要求[11-12]。專業課的隱性思政應體現在專業課知識內容和體系中,不同于思想政治理論課中的顯性思政,只有在專業課程內容梳理的基礎上深入專業內核,才能做到深入人心,達到課程思政的效果,從而被大學生所接受,而不能脫離課程內容做“硬”思政[6,13-17]。
實習實踐教學是高校專業教育的重要組成部分,是配合專業課程課堂教學的第二課堂實操實訓過程,大學生只有通過結合實踐教學活動,才能在實踐中理解教師在課堂上傳授的理論知識的真正含義并鍛煉綜合應用的能力。因此,實踐育人在人才培育過程中起著不可取代的重要作用[18],也是專業教育不可或缺的重要組成部分。
目前,在專業教育中融入課程思政的研究多側重于專業課程的課堂教學方面,關于專業實踐教學與課程思政相融合的教學研究相對缺乏。因此,在實踐教學過程中研究如何做好課程思政視角下的教學方案設計,合理地處理知識學習、能力訓練、技能培養與思政教育的關系,促使知識傳授、能力鍛煉與思政教育自然融合,對于新時期的高校人才培養具有重要意義[2]。
1" 汽車構造拆裝實習與課程思政的融合路徑
汽車構造拆裝實習課程是高校車輛工程學科人才培養實踐育人的重要組成部分,是配合專業主干課程課堂教學開展的第二課堂實訓實踐教學環節之一。目前大多數汽車結構拆裝實習的實踐教學過程管理及教學方法研究主要注重學生關于汽車構造知識和關鍵技術的掌握以及動手實踐能力的培養,而忽略了思政教育想的滲透和學生世界觀、人生觀、價值觀的培養,難以將思政工作認真落實到學生的思想形成和成長當中,實現德才兼備的人才培養目標。
中國汽車工業經過幾十年的快速發展,自主品牌汽車的產銷量及技術水平得到了長足的進步,不但中國品牌汽車企業自主研發的整車及關鍵零部件產品的數量不斷提高,關鍵汽車技術的自主掌控程度也在不斷提升,這是值得自豪的進步。但是也應該清醒地認識到,在傳統汽車的大量關鍵總成零部件的開發與制造方面,我國與世界汽車發達國家還有較大的差距。
目前,中國的汽車工業自主可控產業鏈中還存在關鍵零部件缺失和技術空心化的現象,還存在被卡脖子的關鍵環節和產業風險。這些產業現狀可以從不同類型汽車裝備的關鍵總成技術與零部件來源體現出來,而汽車構造拆裝實習通過組織學生動手參與對不同汽車關鍵零部件的拆解和裝配過程為學生提供了對此問題感性認知的機會,也為實踐教學過程融合課程思政提供了很好的教育平臺。通過對汽車構造拆裝實習實踐教學內容中的思政元素進行挖掘,并結合課程思政的理念開展拆裝實習教學環節的設計并實施,是可以達到立德樹人、全員全過程全方位育人的教育目標的。
相比于傳統的汽車構造課堂教學,作為實踐類課程的汽車結構拆裝實習教學過程主要體現為教師組織和指導下的學生動手拆解裝配操作與思考分析,教師講得少,學生練的多,以學生為主體的色彩較為濃厚,開展教學的場所也由教室課堂變成了實踐教學實驗室和工程實踐基地現場。所以汽車構造拆裝實習的課程思政元素不再是“講出來”的,其實踐教學過程中的“思政”育人往往是隱性的,需要教師在教學過程中啟發學生去思考和體會。因此,拆裝實習實踐教學過程中思政元素挖掘和教學環節融合的設計非常重要,決定了實踐教學課程思政的培養效果。
2" 融合課程思政教育的汽車構造拆裝實習教學設計
2.1" 基于自動變速器結構與技術對比分析的課程思政元素挖掘
自動變速器(automatic transmission,AT)是現代汽車傳動系統的核心部件,由于其表現為不同類型機構傳動以及機、電、液控制技術的綜合集成體,可以使學生通過拆裝操作對前期學習的機電類專業基礎課程知識進行系統的梳理和掌握,因而自動變速器的結構拆解分析與裝配長期以來一直是汽車構造拆裝實習的重要教學內容。
行星齒輪自動變速器AT和濕式雙離合自動變速器DCT(double clutch transmission)是目前乘用車領域應用非常廣泛的自動變速器產品。一直以來,由于AT變速器具有的結構復雜度強、制造與控制精度要求高、技術專利壁壘高、核心零部件供應鏈缺失等原因,我國在AT變速器的產品設計開發與產業化制造應用方面進展一直受限。近年來,隨著汽車工業技術的進步,我國自主品牌汽車產品上裝備DCT變速器的比例逐年提高,大部分中高端自主品牌的汽車產品都匹配了濕式DCT產品。
作為具備可變換速比傳遞汽車動力的核心裝置,AT變速器與DCT變速器在檔位選擇切換的工作原理與組成結構方面都有著截然不同。AT自動變速器主要依靠同軸心轉動的行星齒輪組實現動力傳遞,而不同檔位速比的實現則主要是依靠同軸心轉動的多個換擋離合器與制動器的動作組合控制來形成,具有換擋動力不中斷、換擋平順性和操作舒適性好、性能可靠等優點,同時也具有結構復雜緊湊、制造與裝配精度要求高、控制復雜等特點,這也使得AT變速器的產品開發制造難度較大、產品成本較高。
相比之下,DCT自動變速器的構造和速比切換的工作原理更接近于傳統的手動變速器MT,所區別的是其采用兩個動力傳動離合器的斷開與接合配合選換擋拔叉機構的動作來實現不同速比運動和動力的傳遞,并保證換擋過程中動力不致中斷。由于DCT變速器是在傳統MT變速器的結構基礎上衍生而來,因而具有零部件少、結構簡單、傳動效率高、技術門檻較低、成本較低等優點,但由于分別由兩個離合器分別控制奇數和偶數檔位的切換實現,所以行駛過程中尤其是擁堵駕駛工況下離合器斷開和接合動作頻繁,不但離合器使用壽命縮短,而且變速器發熱現象也較為嚴重,對潤滑和冷卻系統要求較高,且低速換擋工況下頓挫明顯,因此,濕式DCT在駕駛舒適性及穩定可靠性方面距AT自動變速器還有一定差距。
AT變速器和濕式DCT變速器的速比切換(換擋)實現,主要都是依靠換擋離合器(AT還包括換擋制動器)的動作來完成。作為動力傳遞的關鍵零部件,AT變速器的換擋離合器、制動器和濕式DCT的雙離合器在結構組成、工作原理、制造工藝、運行控制等方面具有高度的相似性,其動力傳遞主、從動件均主要體現為帶有齒形的殼型外轂和內轂以及可移動的多個帶有內齒形和外齒形的摩擦片,依賴浸泡在潤滑油中的多個摩擦片分別與主從動件的接合實現動力傳遞,并靠液壓驅動的復合活塞推動實現離合器與制動器摩擦片的接合與斷開。
AT變速器的換擋離合器、制動器與DCT變速器的濕式雙離合器裝置不但是這兩種自動變速器完成速比切換動作的核心零部件,同時它們都是具備高度結構復雜性、技術集成性與制造高要求的關鍵部件。長期以來,我國自動變速器產業化發展面臨的壁壘,很大程度上來自這些關鍵零部件的機械結構設計開發、產業化制造工藝、電子控制模塊開發與控制算法匹配等瓶頸,存在關鍵技術和核心零部件供應鏈缺失等問題。
近年來我國自主品牌汽車企業的技術實力取得了顯著的進步,在中高端品牌的車型產品上車企自研的濕式DCT變速器得到了廣泛的應用,在該領域和大眾、奔馳、通用等國外車企站在了同一行列。但不應忽視的實際情況是,我國主要自主品牌車企雖然都自主研發了濕式DCT自動變速器,但像濕式雙離合器、電控液壓模塊等核心零部件仍然是采購自國外供應商,完全自主可控的DCT自動變速器產業鏈并未建立起來,技術空心化問題和關鍵零部件面臨卡脖子的隱患依然存在。考慮到DCT的濕式雙離合模塊在基本構造、工作原理、系統組成、制造工藝等方面與AT自動變速器的換擋離合器、制動器模塊的相似性,不難理解國外發達汽車企業在機電液集成系統的產品開發、高性能材料研制、精密機械制造、系統匹配等領域的技術優勢依然存在,我國是汽車大國而非汽車強國的現狀尚未得到完全改變。在拆裝實習教學實踐中可以以DCT濕式雙離合模塊與AT換擋離合器與制動器在結構組成、運行原理與制造工藝等方面的相似性以及AT技術壁壘與DCT關鍵零部件自主供應鏈缺失問題為例,通過結構對比、技術分析、核心零部件來源分析等引導學生在拆裝過程中進行思考,親自體會中國汽車工業發展進步之路和自主品牌汽車企業技術水平的現狀,激發學生關于我國科技創新進步的民族自豪感和家國情懷。
同時,通過認識到中國汽車強國建設目標實現需要面臨的漫長之路,激勵學生作為未來中國汽車人的專業責任感和使命擔當,幫助學生對于立足基礎科研、推動汽車工業技術進步的專業教育的核心認識,并樹立科技興業強國的核心專業價值觀,而這些正是車輛工程專業課程思政教育的核心內容。
2.2" 融合課程思政的汽車構造拆裝實習教學過程設計
基于AT與DCT變速器結構與技術的對比分析以及拆裝實習教學過程中思政元素的挖掘分析結果,按照全員、全程、全方位的“三全育人”原則,可以進行依托汽車構造拆裝實習實踐教學開展課程思政教育的教學環節設計,以期實現德才兼備的優秀人才培養目標。
2.2.1" 實習教學開始前
教師組織學生對學習過的機械原理、汽車構造等主干專業課程和專業基礎課程的知識進行溫習和梳理,對將要拆裝的AT、DCT自動變速器等不同類型的研究對象進行系統了解。在這個過程中,可以先行采用啟發式問題進行引導,先列出幾個典型的問題,比如:汽車上常用的變速器都有哪些種類?如果你自己買車的話,配備AT和濕式DCT自動變速器的車你會選哪個?為什么?它們各自有什么特點和區別?
在這樣的問題中,其實已經包含了需要學生溫習和掌握的關于不同類型自動變速器的知識點,但通過問題引導而非直接講授的方式,將任務驅動的教學方法引入實習教學前的知識準備工作,從而讓學生從被動的聽眾和受眾而變成了主動學習的主體,不但促使他們對汽車變速器的專業課程知識進行復習,更有助于他們將專業課程、專業基礎課程乃至通識基礎課程的知識進行橫向的融合,達到一個系統的思維訓練的效果。
2.2.2" 實習教學過程中
在實習教學現場準備國外(合資)品牌汽車和中國自主品牌汽車配備的AT、DCT等不同類型的變速器,安排學生以分組的形式分別對不同的變速器進行結構拆解、分析和裝配復原,在各組拆解和分析的過程中組織不同組的學生相互觀摩和交流,目的是讓學生了解不同種類變速器的具體結構組成及工作原理,并對國內外車型配備的AT、DCT自動變速器的種類、典型結構以及關鍵零部件和技術有感性的認知。
在學生進行自動變速器拆裝過程中教師可以從AT和DCT自動變速器的換擋離合器、制動器結構異同這一點兒延伸出去,讓學生現場比對AT的換擋離合器/制動器與DCT的雙離合模塊結構組成特點,啟發學生對比其他類型的自動變速器產品和核心零部件組成及關鍵技術進行對比和思考,并結合調研得到國內外車型配備的自動變速器關鍵零部件產品資料、供應商來源等信息,不但幫助學生對課堂學習的汽車構造的課程知識進行復習和梳理,同時也通過國內外車型配備的AT、DCT自動變速器的核心關鍵零部件都來源于國外知名供應商這一事實使學生對我國企業自動變速器產品開發面臨的技術壁壘和供應鏈卡脖子問題有感性的認知;認清我國汽車產業和汽車企業的發展現狀,既為我國自主車企在產品研發實力和技術水平的進步感到自豪,同時也對我國汽車工業大而不強的現狀有更深刻清醒的認識,增加作為一個車輛工程學科的學子和未來中國汽車行業工作者的責任感,這正是融合于實踐教學過程中的課程思政工作追求的首要育人目標。
AT和DCT自動變速器的換擋離合器及控制執行機構等具有零件繁多、結構復雜緊湊、拆卸與裝配要求高等特點。在變速器拆裝實習教學的過程中,教師可以指導學生嚴格按照規范的拆卸與裝配流程,使用規定的工具,采用規定的步驟和擰緊力矩等操作規范,按要求完成變速器整體以及關鍵組件、部件的拆卸、有秩序地擺放和裝配,在鍛煉學生動手操作能力的同時訓練學生做事嚴謹認真、一絲不茍的“工匠”精神,真正把思政教育的育人目標潛移默化地貫穿具體的以學生為中心的自我學習過程。
2.2.3" 拆裝過程結束后
自動變速器整體及零部件的拆解和裝配過程的結束并不意味著實習教學過程的結束,考慮到課程思政教育的關鍵點還是要落在“思”上,因此,在拆裝實習教學的過程后階段可以利用學生之間交流總結的機會,在思政教育的“思”的內容上不斷深化和拓展。比如,可以從學生拆裝過程中了解我國DCT變速器濕式雙離合模塊等核心關鍵零部件還無法實現完全自主供給這一點進一步延伸出去,結合我國汽車產業調研的相關資料引導學生思考,從AT和DCT自動變速器關鍵零部件面臨卡脖子的產業隱患來看,背后的問題實質是我國在傳統汽車核心零部件領域的技術缺失和精密元器件制造領域的技術落后及產業鏈不完整,除了自動變速器之外,在發動機等其他關鍵零部件領域也存在這樣的問題。這一方面有我國汽車工業起步發展時間較晚的歷史原因,也有制造業基礎體系較為薄弱的客觀因素,總之在傳統汽車領域我們與世界領先水平的差距依然較大。因此,我國近年來將新能源汽車、智能網聯汽車的發展作為國家戰略實施推進,這既有順應綠色、環保的社會發展需求的因素,更多的是我國希望借助于新能源汽車的產業化推進實現在電動汽車的電池、電機、電控“三電”體系建立自主可控的技術和產業供應鏈條,培育中國的產業巨頭,實現產業自主的同時建立技術優勢,達到在新能源汽車賽道“彎道超車”的目的。從這個角度展開思考,可以讓大家更清晰地認識國家發展新能源汽車、智能汽車的戰略決策和布局,以更高的熱情投入新專業領域的知識學習中去,這比單純的思政課程講授環節產生的效果要深刻得多。
2.3" 課程思政與汽車構造拆裝實習相融合的教學實踐
按照前文所述的依托不同種類自動變速器性能特點與核心零部件結構、技術與來源對比進行課程思政教育融入汽車構造拆裝實習教學過程的思想,設計了實踐教學方法與過程管理規范。該教學方法注重將傳統拆裝實習實踐教學中“顯性”的專業知識梳理學習、動手實踐能力訓練培養目標與學生家國情懷、職業責任感以及工匠精神的形成等“隱性”的人才培養目標有機地融合在一起,體現出“三全育人”視域下車輛工程專業人才的知識學習、能力鍛煉與價值塑造充分結合的“三位一體”培養路徑和方向。經過清華大學車輛與運載學院汽車構造拆裝實習教學團隊四年的教學實踐,取得了良好的效果,驗證了設計的融合課程思政的實踐教學模式與管理方法的有效性。
3" 結束語
在專業課程教學中融入課程思政的理念是貫徹立德樹人的教育思想、培養新時期優秀工程科技人才的重要途徑,汽車構造拆裝實習作為車輛工程專業實踐教學的重要內容之一,在其教學過程中開展課程思政教育具有重要的意義。以汽車構造拆裝實習中AT和DCT自動變速器換擋離合器/制動器的結構組成、工作原理、關鍵技術等對比分析展開,研究了課程思政元素的挖掘以及課程思政教育的實施方法,設計了顯性的拆裝實習實踐教學開展與隱性的課程思政推進有機融合、“三全育人”理念與“三位一體”人才培養目標相結合的教學模式與管理規范。
4" 參考文獻
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*項目來源:2022年清華大學本科教育教學改革項目“車輛工程專業實踐教學中的課程思政建設”(項目編號:2022.DX02_24)。
作者簡介:邊明遠、黃錦川、吳凱輝、張云龍、肖建華,高級工程師。