車輛工程專業汽車設計課程教學改革及教學評價分析

王豐元　鄒旭東　柳江　林榮會　孫剛　贠海濤　李淑玉　修玉峰

[摘 要]快速發展的汽車工業對我國車輛工程領域的人才培養提出了更高要求。汽車設計課程作為車輛工程專業的主干課程，其對學生能力培養具有重要作用。項目組根據汽車設計和制造的課程體系，考慮到生產企業的產品生產組織特點，設計了模塊化教學模式，分析了模塊化教學的組織模式、師資條件、課程教學組織方案，設計了包含26項內容的課程客觀評價指標，并進行了問卷調查，通過主觀和客觀分析，獲得了教學成效的基本分析，并提出了未來教學改革的重點方向。

[關鍵詞]車輛工程；汽車設計；模塊化教學；教學組織；教學評價

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）10-0032-04

《中國制造2025》強調了信息技術和制造技術的深度融合是新一輪產業競爭的制高點，而智能制造則是搶占這一制高點的主攻方向[1]，汽車設計的發展趨勢主要體現在節能、環保、安全和智能上[2]；而我國汽車的發展，經歷了逆向工程到正向工程的轉變，采用了基于NVH的設計流程、基于安全的設計流程。[3]汽車行業急需培養具有設計能力和綜合創新能力的優秀人才。

我校車輛工程專業的目標是培養適應經濟建設與社會發展需要，富有科學和創新精神，掌握扎實工學基礎理論、車輛工程專業知識和實踐技能，具有科學的思維方法和工程實踐能力，在汽車測試與檢測技術、特種及專用車設計、新能源汽車等方面綜合能力突出的、德智體美全面發展的應用型車輛工程技術人才。

在專業能力設計方面，要求學生具有扎實的數學、物理、化學等自然科學基礎；具有車輛工程領域必須的機械、力學、電工與電子技術、信息及網絡技術、計算機應用技術的基本知識和技能；系統地掌握車輛工程的基礎理論、基本知識、基本技能和所需的專業知識，初步具備綜合運用所學知識分析和解決車輛工程中遇到的研究、設計制造、實驗以及運用等問題的能力。

在綜合素質培養方面，要求學生具有不少于一門的外語綜合應用能力，具備國際視野和跨文化環境下的交流、競爭與合作的初步能力；具備良好的團隊精神，善于技術分工和協作，共同完成目標，具備良好的社會活動的能力。

為了實現如上的設計目標，學院對本專業的汽車設計課程提出了教學要求。作為車輛工程專業必修的專業主干課程，汽車設計課程要使學生學會分析和評價汽車及其各總成的結構與性能，合理選擇方案及有關參數，并學到一些汽車主要零部件的設計方法，為以后進行畢業設計及畢業后從事汽車設計工作打下良好的基礎。

課程提出的能力培養目標是：使學生具備合理匹配汽車零部件方案的能力；使學生掌握根據設計要求，設計選擇零部件的能力；使學生掌握汽車設計所需的基礎知識和技術。

一、汽車設計課程教學改革的基本思路和基本方案

根據課程教學要求、能力矩陣設計要求，按照模塊化原則[4][5]，項目組將課程理論教學與課程設計緊密結合，設計了模塊化的教學過程并組織實施。

（一）模塊化教學組織的基本原則

模塊化教學組織是貫徹模塊化課程體系的重要保障，為此設計模塊化教學組織的基本原則如下：

1.課堂教學內容以模塊產品設計為目標，在總體設計的要求下獨立存在，強調理論與實踐設計的有機結合，模塊設計內容和思想與企業目前的產品生產模式相一致。

2.發揮每個教師的專業和科研特長，將教學內容與教師的特長研究方向緊密結合，實現教學相長，科研促進教學。

3.模塊總成的結構設計與理論學習相結合，在設計中綜合運用所學理論和知識。每個模塊的工程設計案例和經驗，與教師的理論教學相得益彰，相互補充。

4.強調理論與實踐相結合的學習成效，在課堂每個環節引入企業工程師任教，教授實際設計方法和案例，讓學生樹立工程設計思想，并落實到專業設計中。

（二）模塊化教學的師資條件

由于模塊化教學對教師提出了更高的要求，難以由一個或兩個教師完成，必須通過各方面有綜合能力的教師團隊擔任，為此，課程采用總成分組、模塊化設計的形式完成，任課教師由兩部分人員組成，即高校教師和外聘企業技術骨干教師。學校根據課程內容和結構，配置主講教師8人，其中教授4人、副教授4人；參加授課的企業教師一般每年有3～6人，參加主要模塊的授課，主要來自整車和汽車零部件企業的技術骨干，如一汽解放青島汽車有限公司、北汽福田奧鈴汽車廠、青特集團有限公司、山東省農業機械研究院、黃海離合器有限公司等。

（三）課程學習方法

要將課堂集中授課、分散設計、分組討論、集中指導等環節緊密結合，通過設計答辯展示小組設計成果。

授課教師與企業工程師聯合集中授課，講解總成設計理論、設計方法和設計過程，明確設計任務和設計要求，圍繞產品設計開展學習和分組研討；兩位教師的教學內容形成互補，校內教師把握設計理論和設計方法，校外教師掌握現行設計方法和設計標準，將理論與實用相結合，提高學生培養效果。

分組設計是讓多名學生聯合完成指定的設計內容和設計環節，通過設計掌握設計理論、方法和標準。學生要分頭完成資料查閱、資料分析、設計方法研討、任務分工、過程協調，并最終完成一項設計任務。分組設計在課內外進行，設計模式靈活、工作效率高。

通過此項組織和學習訓練，培養學生根據實際任務，查閱資料、分組討論、完成設計成果并匯報設計成果等環節，提高學生團隊協作能力、資料查閱及使用能力、匯報交流等綜合能力。

（四）總體教學安排方案

每個模塊內容安排至少兩個講授環節，包括主講教師講授和專家講座。第一次課程重點講授本模塊的主要內容、主要設計流程、主要設計方法，介紹設計標準、參考資料，包括網絡資源和資料，分配設計任務，確定任務的時間要求，確定繪圖完成的內容。后續課程主要針對設計內容和設計任務進行專項布置、講解或指導。endprint

設計任務，由學生分組在課外完成。完成的任務應包括設計計算報告、部分關鍵總成及零件的圖紙，必須小組合作完成，制作PPT文件并進行答辯。組內每人必須至少答辯陳述1次，當眾陳述。

所有總成及零部件結構的圖樣設計，參照教師提供的統一設計規范進行，可以在完成全部設計要求內容的基礎上，完成其他設計圖樣，如3D設計圖。

每章課程的設計過程中安排至少1次方案討論、1次集中設計討論、多次現場指導、1次匯報交流和答辯。

最后完成所有材料的系統整理，完成整車的系統設計、計算和資料整理，撰寫設計報告，整理設計圖紙。課堂教學前后，學生可以按照要求，登錄學校課程中心的網站學習、復習，熟悉掌握有關結構的拆裝。

分組及任務，一般將5～6人分為1個設計小組，按照學號或宿舍或自由組合確定。確定完小組后，每組成員自己推選組長。組長負責本組設計任務的組織、分工、考核等任務。

完成的任務應包括設計計算報告、部分關鍵總成及零件的圖紙，必須小組合作完成。所有總成及零部件結構的圖樣設計，參照教師提供的統一設計規范進行。在整個課程進行中，組內每人必須至少進行大會報告1次，匯報小組的設計成果，包括設計組織等過程所做的工作和方法。

二、教學效果評價指標的設計及分析

為了測試汽車設計模塊化教學及教學改革的效果，除了教師要隨時了解信息、及時調整課程教學方法、劃分內容外，課程組在課程結束后，還進行了有針對性的問卷調查，問卷結果具有較好的客觀性，能夠較好地反映出與教學有關的狀態信息。

（一）客觀評價及分析

根據模塊化教學的基本安排，課程目標與專業培養目標間的關系，以及教學組織情況，項目組設計了如下兩套評價指標體系，如表1和表3所示，對各指標分別設計了非常滿意、滿意、基本滿意、不滿意、無法評價五檔，并分別賦予5、4、3、1、0的分數。

統計結果如表2所示。統計數據來源為參加授課的47位學生，每個人獨立給出對每一個指標的評價分數，并給出主觀的評價。每個項目的得分值為所有人員對該項目評價分值的算術平均值。

學生對課程模塊化設計的總體是滿意的，且滿意度較高。考核指標8課程設計內容是否有助于掌握本課程的主要內容的評價最好，說明課程設計與課程理論學習的有機結合是非常重要的、有效的；考核指標7模塊設計選取、分析與內容貼切程度的評價較好，說明該課程的模塊化設計內容較為集中、模塊分布較為合理；但考核指標5課程內容模塊結構設計合理的評價最低，說明需要對有些模塊的結構進行適當調整，尤其是設計內容、設計方案、設計方法等方面的總體結構設計，包括時間分配；考核指標10課程學習內容與目前流行技術的關聯性評價次低，說明課程學習過程中教師提供的內容或采用的設計方法，沒有較為全面地引入目前流行的內容、技術和方法，這可能與學習過程主要基于傳統設計流程的過程學習有關，與實際設計還是有一定差距的。

實際上，這組統計數據，與學生對主觀評價的反映基本一致。

為考核教學過程中教師教學團隊和教學組織過程，課題組設計了評價指標體系，如表3所示。主要考核教師在教學中發揮作用的情況、課堂教學組織情況和目標達成度情況。

考核指標1和5兩項指標評價最好，表明每個模塊的授課教師都能夠很好地承擔有關模塊的課程，并且教師對教材或模塊內容講解得較清楚。這證明教師熟悉本模塊核心內容，并在此方向有豐富設計經驗、工程實踐能力和教學經驗的教師的配置方案是合理的。這種教師配置模式是值得推廣采用的，它既發揮了專業教師在本專業領域的專業優勢和科研優勢，又提高了授課效率、提高了學生的學習效果，并且能將專業教師與企業專業設計完美結合。

但考核指標7關于課堂氣氛積極性與學生參與度的評價最低，說明在課堂授課過程中，學生沒有有效參與，缺少學生的提問、討論環節，陳述多、研討少，這與評價指標次低的第2項考核指標即教師能在課程中激發學生的興趣是密切關聯的。這兩項低評價指標表明，教師通過課程教學組織，適當激發學生興趣是非常重要的，也是學生自身非常期望得到的效果。

（二）學生主觀評價及建議說明

主觀評價主要針對兩個方面提出，一是學生喜歡的方面，二是學生不太喜歡或不太滿意的方面，以改進建議的形式給出問題。

1.學生對“這個課程我所喜歡的方面”的主觀評價

學生對“這個課程我所喜歡的方面”的主觀評價的主要結果是：針對課程內容及模塊化組織，“能夠在生產要求條件下選取合適的汽車設計內容，可以真正體會到與本專業有關的內容”；起到了“復習基礎，回顧專業基礎知識”的作用；肯定了“企業外聘的專家講課”的影響和作用，尤其是對設計標準和實際工作流程的把握方面。通過“實際動手設計”，“可以自己設計、理論計算，掌握學習方式”，“對整車的各方面設計全面、系統地梳理所學專業知識內容”。

在模塊課程學習過程中，分組的設計實現了“團隊合作”“與同學交流合作”“能鍛煉團隊協作，能讓同學自己親身去做設計、獨立設計”；可以讓“自己親身參與到設計當中”；組內大家一起討論，針對不同方面做觀點闡述；可以“將學到的知識與實際生活中遇到的問題結合在一起”。

“通過自己設計得出的結果，真正展現個人能力”，同時也能“提高能力，鞏固知識”；學生能“從整體上把握汽車設計流程”，通過答辯匯報展示了學習成效。“提高了自己對汽車設計的了解和能力；運用了以前學的基礎知識，提升了綜合素質能力”。

2.學生對本課程的課堂教學方法、課程設計組織等的建議

教學過程的每一個環節，“要讓每個同學都能切實參與，而不是哪一個同學獨立完成”。

將“時間進行調整，分組形式進行改革，組別設置可以讓全班同學更團結”；課堂教學方面“互動性希望更多”，“更大地激發學生的學習熱情，提高學習效率”。endprint

“增加答辯考核匯報的同學數量可以增加，設計的車型可以彼此互換；對答辯環節要更嚴格一些，要活躍氣氛，讓大家參與，提高學生興趣”； “可以考慮采用多種形式的授課方式，增加設計時間，加強老師及專業人士對同學的指導”。

3.后續教學改革的重點和基本思路

針對學生提出的問題，項目組進行了梳理、分析，主要解決如下重點問題。

（1）優化模塊課程體系，完善內容，增加實際設計方法，將教師理論教學與企業實際設計結合得更加緊密。

（2）靈活組織課堂，倡導問題引導式教學，引導圍繞設計目標的課堂討論、小組討論和匯報討論。

（3）加強對教學環節的管理，調動學生參與設計的積極性，使學生掌握基本的設計方法、解決問題的基本方法，提高設計成果表達能力和溝通交流能力。

（4）在課堂教學中，不斷引入新知識、新理念和新的設計方法，不斷改善教學組織方法。

三、結論

模塊化授課方式是一種課程內容和教學方式的改革，要改善教學效果，需要教師和學生付出更多的精力和努力，尤其是付出更多的課外時間。通過5年的教學改革和嘗試，課題組教師不斷完善教學內容和體系、改進教學方法，從學生的主觀和客觀兩個方面的評價可以看出，教學效果得到了較高認可。

學生通過本課程學習掌握了汽車技術設計的基本方法，提高了工程設計能力，具備了本專業的基本設計知識和能力。課程內容的設計、教學環節的組織、教學效果分析與評價應該有機結合，推動學生學習效果的改善。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 朱燾，工業設計：中國制造的先導與靈魂[J].中國工業評論，2015（1）：48-55.

[2] 彭劍，項嬌.整車產品開發流程淺析[J].上海汽車，2010（8）：43-47，51.

[3] 黃秀芳，李展新.汽車零部件及整車設計和開發流程的建立[J].裝備制造技術，2012（9）：106-110.

[4] 鄒旭東，王豐元.汽車設計課程及課程設計改革方案的設計與實踐[J].教育教學論壇，2013（51）：29-30.

[5] 王豐元.汽車設計課程設計指導書[M].北京：中國電力出版社，2009.

[責任編輯：劉鳳華]endprint