應(yīng)用型本科汽車?yán)碚撜n程改革與探索

秦洪艷 王冬良

摘 ?要 分析應(yīng)用型本科院校汽車?yán)碚撜n程教學(xué)現(xiàn)狀，提出采用案例教學(xué)法、搭建虛擬實訓(xùn)平臺、建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程、引導(dǎo)學(xué)生參加創(chuàng)新實踐活動等提高汽車?yán)碚撜n程教學(xué)質(zhì)量的改革措施，并探討如何建立科學(xué)合理的考核評價機(jī)制。

關(guān)鍵詞 應(yīng)用型本科院校;汽車?yán)碚?案例教學(xué)法;虛擬實訓(xùn)平臺;網(wǎng)絡(luò)課程;實踐教學(xué)

中圖分類號：G642.3 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）02-0092-03

1 引言

三江學(xué)院是一所以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為主的本科院校，它的辦學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)具有一定理論知識和較強(qiáng)工程實踐能力，著重掌握某一領(lǐng)域?qū)ｉT技術(shù)的應(yīng)用型人才[1]。汽車?yán)碚撌侨瓕W(xué)院車輛工程專業(yè)的一門專業(yè)核心課，采用動力學(xué)的方法探討如何評價汽車性能，建立汽車性能與汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系，分析汽車性能的影響因素，從而指出提高汽車動力學(xué)性能的方法。該門課程為汽車設(shè)計提供理論基礎(chǔ)，對工程實踐具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義，是一門理論性和技術(shù)性很強(qiáng)的課程。該課程涉及內(nèi)容復(fù)雜、綜合性強(qiáng)、理論知識抽象，部分章節(jié)有大量的公式推導(dǎo)和受力分析，枯燥難懂，容易讓學(xué)生產(chǎn)生畏懼心理。相對于其他專業(yè)課程，本課程的教學(xué)工作存在較大難度。

作為應(yīng)用型本科院校，如何針對學(xué)生的學(xué)情特點(diǎn)及學(xué)生今后的就業(yè)崗位需求，使學(xué)生從復(fù)雜的理論體系中解脫出來，淺顯易懂地掌握必需的汽車?yán)碚撝R，更好地將所學(xué)知識運(yùn)用到工程實踐中去，是本門課程改革的首要任務(wù)。

2 課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

應(yīng)用型本科院校汽車?yán)碚撜n程教學(xué)現(xiàn)狀主要表現(xiàn)為以下幾個方面。

1）汽車?yán)碚撜n程的教學(xué)內(nèi)容涉及多學(xué)科，包括機(jī)械、電子、控制、力學(xué)等，要求學(xué)生具備一定的高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、機(jī)械設(shè)計與原理、控制理論和汽車構(gòu)造等專業(yè)知識。應(yīng)用型本科院校學(xué)生的文化基礎(chǔ)知識相對偏弱，高等數(shù)學(xué)和理論力學(xué)學(xué)習(xí)情況欠佳，與課程所需的知識能力有一定差距。

2）汽車?yán)碚撜n程的教學(xué)模式很大程度上脫胎于普通本科的教學(xué)模式，理論性較強(qiáng)，且教學(xué)方法單一，以教師灌輸式講授為主，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，教學(xué)效果較差。

3）實踐課時比重小，均為驗證性試驗，以教師示范操作為主，學(xué)生參與度不高;且由于試驗場地受限，試驗設(shè)備昂貴，道路試驗開設(shè)有困難。

因此，對應(yīng)用型本科院校來說，亟待改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式，探索新的教學(xué)方法和教學(xué)手段，提高學(xué)生對汽車?yán)碚撜n程的學(xué)習(xí)興趣。

3 課程改革的具體措施

采用案例教學(xué)法，重視師生互動 ?所謂的案例教學(xué)法是以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)方法，它通過組織學(xué)生參與案例的分析、討論并解決案例中的問題，使學(xué)生掌握知識、提高能力[2]。案例教學(xué)法以學(xué)生發(fā)展為本，使課堂教學(xué)變成動態(tài)的、開放的。根據(jù)案例教學(xué)法，將汽車?yán)碚摰慕虒W(xué)內(nèi)容模塊化、項目化，每個教學(xué)項目由問題引出、內(nèi)容講解、分組討論和解決問題四個環(huán)節(jié)組成;以學(xué)生為主體，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生更多地參與教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

下面以汽車制動性能的教學(xué)為例，說明案例教學(xué)法的應(yīng)用。

第一個環(huán)節(jié)，通過幾起交通事故案例，說明汽車制動性能的重要性。

第二個環(huán)節(jié)，向?qū)W生提出思考問題，如：如何判斷汽車制動性能的好壞？如何提高汽車制動性能，減少交通事故的發(fā)生？在不同路面條件下如何發(fā)揮汽車的最大制動性能，并保持行駛方向穩(wěn)定性？等等。

第三個環(huán)節(jié)，教師講解汽車制動性的相關(guān)知識。

最后一個環(huán)節(jié)，學(xué)生分組討論，就之前的問題給出分析和解釋，進(jìn)行案例總結(jié)。

采用案例教學(xué)法應(yīng)注意案例的選擇要具有針對性，密切結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，具有典型性，難度適中，與學(xué)生實際相對應(yīng)[3]。與單純的講授法相比，案例教學(xué)法可以讓學(xué)生更加積極主動地參與教學(xué)活動，讓學(xué)生在經(jīng)歷、體驗或探索活動中提出問題，發(fā)表見解。案例教學(xué)法不但能使學(xué)生更好地掌握理論知識，而且有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作意識。

利用計算機(jī)仿真模擬技術(shù)促進(jìn)實踐教學(xué)的開展 ?一方面由于試驗設(shè)備和實訓(xùn)場地受限，另一方面考慮到學(xué)生安全問題，汽車?yán)碚摰膶嵺`教學(xué)多以演示性為主，學(xué)生參與性不強(qiáng)，既不能培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用課程所學(xué)知識的能力，也制約了學(xué)生創(chuàng)新能力的提高。

目前，隨著虛擬樣機(jī)仿真技術(shù)的成熟，虛擬仿真軟件在不同領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。虛擬樣機(jī)仿真技術(shù)引入汽車?yán)碚撜n程實踐教學(xué)是一種先進(jìn)而獨(dú)特的教學(xué)模式，其在教學(xué)資源利用、學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)、過程式考核等方面都具有顯著的優(yōu)勢，并且能夠充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性及參與性[4]。汽車?yán)碚撜n程常用的虛擬仿真軟件有MATLAB/Simulink、LabVIEW、ADAMS、Cruise等。

借助MATLAB/Simulink軟件，對課程教學(xué)環(huán)節(jié)的復(fù)雜計算進(jìn)行仿真分析和求解，通過可視化手段呈現(xiàn)仿真結(jié)果，有助于清晰地闡釋抽象概念，使復(fù)雜的分析計算過程簡單化。

在LabVIEW環(huán)境中搭建汽車?yán)碚摻虒W(xué)仿真平臺，平臺既能用于課堂授課時的教學(xué)演示，通過多媒體顯示各種車輛性能曲線隨相關(guān)參數(shù)的變化情況，也能夠用于實踐教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生編寫程序、修改參數(shù)及運(yùn)行結(jié)果，要求學(xué)生分析仿真結(jié)果并進(jìn)行科學(xué)合理的解釋。

ADAMS軟件主要用于汽車動力學(xué)的分析，它使用交互式圖形環(huán)境和力庫、零件庫、約束庫，建立完全參數(shù)化的機(jī)械系統(tǒng)幾何模型，可以讓學(xué)生運(yùn)用專業(yè)模塊進(jìn)行汽車領(lǐng)域快速方便的建模與分析。

Cruise軟件主要用于汽車動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、排放性能及制動性能的仿真分析，可以讓學(xué)生運(yùn)用軟件的模塊化建模理念建立不同結(jié)構(gòu)形式的車輛模型，然后利用求解器完成快速運(yùn)算。Cruise仿真平臺具有便捷通用的模型元件、直觀易懂的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以及基于工程應(yīng)用開發(fā)設(shè)計的建模流程和軟件接口。

以愛課程為平臺，做好網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè) ?借助學(xué)校的愛課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，合理利用計算機(jī)信息技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)，促進(jìn)教學(xué)資源共享，因勢利導(dǎo)，將網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)內(nèi)容作為汽車?yán)碚撜n程教學(xué)的有益補(bǔ)充[5]。

課題組結(jié)合實際教學(xué)需求進(jìn)行整體規(guī)劃，保證網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)內(nèi)容的完整性、先進(jìn)性以及開放性。愛課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺不僅可以共享優(yōu)秀教學(xué)課件、教學(xué)視頻、試題庫等教學(xué)資源，還可以進(jìn)行在線測試、作業(yè)批改、在線答疑和互動交流等。

鼓勵學(xué)生積極參加大學(xué)生創(chuàng)新實踐活動，學(xué)用結(jié)合 ?通過汽車?yán)碚撜n程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生領(lǐng)悟正確設(shè)計汽車、合理使用汽車、科學(xué)試驗汽車的方法。引導(dǎo)學(xué)生積極申報大學(xué)生創(chuàng)新實踐項目和參加汽車設(shè)計類競賽，達(dá)到學(xué)用結(jié)合的目的。

從2010年以來，三江學(xué)院每年都有學(xué)生申報大學(xué)生創(chuàng)新實踐項目。通過訓(xùn)練，不僅使學(xué)生鞏固了課程所授的汽車性能試驗方法和試驗操作技能，而且鍛煉了學(xué)生處理實際問題的能力和團(tuán)隊合作精神，提高了學(xué)生的工程意識和創(chuàng)新意識。圖1為2015年申報的國家級大創(chuàng)項目——低速電動汽車懸架系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計。

建立科學(xué)合理的考評機(jī)制 ?課程考核是檢驗學(xué)生對知識掌握的必要手段，也是檢驗教師教學(xué)能力和水平的客觀指標(biāo)，合理、科學(xué)的評價機(jī)制對提高汽車?yán)碚撜n程教學(xué)質(zhì)量有積極促進(jìn)作用[6]。

改革前，汽車?yán)碚撜n程采取的考核方式為過程性考核與終結(jié)性考試相結(jié)合。其中過程性考核的評價依據(jù)為學(xué)生的出勤和作業(yè)，占比30%;終結(jié)性考試一般為閉卷，占比70%。傳統(tǒng)考核方式存在的主要問題是過程性考核占比小，學(xué)生只要進(jìn)課堂，按時交作業(yè)就基本滿分，無法檢驗學(xué)生上課是否認(rèn)真，作業(yè)是否獨(dú)立完成。單憑最后一張試卷很難真實反映學(xué)生對課程知識點(diǎn)的掌握程度，更加無法檢驗學(xué)生是否具有了運(yùn)用知識解決工程實際問題的能力。

考核方式的改革重點(diǎn)把握兩點(diǎn)：理論知識考試和實踐技能考核相結(jié)合;過程考核與結(jié)果考核并重。

過程性考核比重增加到50%，且形式多樣，根據(jù)上述課程改革措施，增加案例討論、試驗仿真報告等。為避免抄襲，大作業(yè)盡可能一組一題，如分析整車的動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性，每組給出不同的車型參數(shù)。

終結(jié)性考試的試卷減小客觀題比重，增加具有綜合性和開放性的分析題。以汽車動力性為例，要求學(xué)生設(shè)計汽車動力性實驗方案，以確定汽車動力性的三個評價指標(biāo)，根據(jù)汽車驅(qū)動力和行駛阻力數(shù)據(jù)曲線，圍繞動力性三個評價指標(biāo)對整車動力性能進(jìn)行評價。具體考核項目及權(quán)重系數(shù)如表1所示。

4 結(jié)語

汽車?yán)碚撜n程為汽車設(shè)計提供理論基礎(chǔ)，是一門技術(shù)性和理論性很強(qiáng)的課程，在整個課程體系中具有重要的作用。通過近些年的教學(xué)改革和探索，總結(jié)了一些經(jīng)驗，例

如：采用案例教學(xué)法，加強(qiáng)師生互動;建立科學(xué)合理的考評機(jī)制;搭建虛擬實訓(xùn)平臺;利用現(xiàn)代教育技術(shù)手段建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程，作為課程教學(xué)的有益補(bǔ)充;指導(dǎo)學(xué)生參與實踐創(chuàng)新活動;等等。良好的教學(xué)效果需要合理科學(xué)的教學(xué)手段，更需要廣大師生的配合參與。此外，還應(yīng)注意與時俱進(jìn)，及時補(bǔ)充汽車新技術(shù)，如新能源汽車的性能分析等。

參考文獻(xiàn)

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