應用型本科汽車設計課程教學改革與探索*

郭哲鋒 李洲稷 康翔宇 阿俊利

摘? 要? 汽車設計是應用型本科院校車輛工程專業(yè)的核心課程，對培養(yǎng)學生的工程應用能力具有重要作用。為了改善當前教學效果不佳的現(xiàn)狀，結合洛陽理工學院實際條件，對汽車設計課程的教學進行改革與探索，豐富和發(fā)展汽車設計課程的教學方法和內(nèi)容，提升學生的學習熱情，增強學生所學知識的綜合應用能力。

關鍵詞? 應用型本科；車輛工程；汽車設計；教學改革

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：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)技術人才需求量激增[1]。與此同時，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)的教學方式進行車輛工程專業(yè)本科生的培養(yǎng)，將很難滿足用人單位的需求，必將被時代所淘汰。為了提高應用型本科院校車輛工程專業(yè)本科生的培養(yǎng)質(zhì)量，應當對教學方式進行適當改革。汽車設計作為車輛工程專業(yè)的核心課程，其教學效果對本科生的培養(yǎng)質(zhì)量有著巨大影響。汽車設計課程涉及內(nèi)容廣泛，既可使學生對以往學到的多元化基礎知識進行融會貫通，又為其后續(xù)進行畢業(yè)設計、汽車工程設計及研究工作打下堅實基礎[2-3]。目前，課程的教學方式偏理論化，與現(xiàn)實工程問題結合不緊密，學生僅能從表面了解書本中的知識，無法領會汽車設計的基本思路，無法達到預期的教學效果[4-5]。對汽車設計課程在教學方面的改革進行研究和探討，以期提高車輛工程專業(yè)本科生的培養(yǎng)質(zhì)量，使其適應時代的發(fā)展和需要。

1? 課程教學現(xiàn)狀及存在的問題

汽車設計課程主要講述汽車底盤中相關功能部件的基本設計原則和設計方法，內(nèi)容涵蓋機械、液壓、材料、電控等多個領域的知識，課程知識的綜合性較強。本課程目前在教學方面還存在很多問題，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

1.1? 教學模式單一

現(xiàn)階段的教學模式主要是課堂講授，課程的教學涉及汽車底盤各個功能部件的方方面面，內(nèi)容十分豐富，課程學時短，理論教學任務重。一般以PPT演示稿的形式進行教學，如果遇到難以理解的機構，教師需要在演示稿中插入相應的2D原理圖或簡化版動圖，有時還需要根據(jù)經(jīng)驗和技能在黑板上進行板書繪圖教學，幫助學生理解和記憶。在傳統(tǒng)的教學模式中，強調(diào)教學內(nèi)容的完整性，教學方式一般按照教材的編排順序進行講解，每個章節(jié)大多是先講授本章節(jié)主要功能部件的功用和設計要求，然后對其主要零部件的結構類型和工作原理進行認識與剖析，在此基礎上結合機械設計和其他力學知識，對關鍵零部件的相關尺寸進行設計和校核計算，并穿插和說明某些需要規(guī)避與掌握的設計原則和技巧，最后講解某些次要零部件和附屬機構的設計要求。整個教學過程環(huán)環(huán)相扣、前后呼應，但由于學時的限制，教學模式相對單一，有些內(nèi)容無法深入講解和剖析，缺少其他方式的教學環(huán)節(jié)與理論教學內(nèi)容進行補充，教學效果不佳。

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

1.3? 學生基礎知識儲備有待加強

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，注重培養(yǎng)學生對先修知識的綜合運用能力，需要學生掌握機械設計、汽車構造、液壓傳動、材料力學、電工與電子技術、單片機原理及應用等先修課程知識，對學生個人的基礎知識儲備水平和應用能力要求較高。課程中涉及計算的內(nèi)容比較多，

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

1.4? 青年教師缺乏從業(yè)經(jīng)驗

本課程教學團隊的教師都具有碩士或博士學位，近年來青年教師在團隊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位畢業(yè)，然后直接進入本校任教，缺乏在相關汽車企業(yè)從業(yè)的背景和經(jīng)驗。青年教師在攻讀學位期間一般以學習專業(yè)知識和進行科研攻關類的活動為主，對于企業(yè)的生產(chǎn)流程和管理模式只在學習期間或多或少地從書本、老師或?qū)嵙晭煾的抢镉兴私猓蠖纪Ａ粼诶碚搶用妗１娝苤囶愒O計人員只有在相關汽車企業(yè)工作一段時間，并深度參與汽車的設計和開發(fā)工作，才會使所學的理論知識與實際生產(chǎn)相統(tǒng)一，才能對汽車設計工作有一個全新的認識，而這些方面的實踐經(jīng)驗正是當前青年教師所缺乏的。結果就是青年教師的教學內(nèi)容與實際生產(chǎn)脫節(jié)，影響汽車設計課程的教學效果。

2? 課程教學改革與探索

針對本課程教學中存在的問題，在學院領導的大力支持和本課程教學改革小組老師的共同努力下，結合洛陽理工學院現(xiàn)實條件，從各個方面進行一系列改革，取得顯著成效。

2.1? 理論與實踐相結合

結合車輛工程專業(yè)培養(yǎng)方案的要求，仍堅持以課堂講授的教學方式為主，但適當增強其他類型的教學方式。一方面帶領學生到附近的汽車企業(yè)參觀實習，讓學生在參觀實習過程中進一步理解和強化學習過的知識，增強學生的認識；另一方面，在指導學生拆裝實習實訓時，結合學生正在拆裝的功能部件，讓學生回答“為什么這樣設計而不那樣設計”此類的問題，并讓學生結合汽車設計課程中介紹過的一些設計原則和技巧，找出拆裝產(chǎn)品中的一些設計缺陷，再根據(jù)學生對問題的回答情況作出相應的指導和糾正。在一問一答的過程中，學生不僅在教師的帶領下回憶和復習了汽車設計課程中學習過的知識，而且做到了理論與實際的結合，并能夠靈活運用所學知識對問題進行解答，明白本課程具有較高的實用性，提高了本課程在心目中的地位和學習積極性。

適當設置現(xiàn)場教學方式的課時，到學院汽車零部件陳列室進行現(xiàn)場授課，結合陳列室中的零部件講解課程知識。這種借助立體實物進行教學的方式，使學生更容易理解產(chǎn)品的工作原理和結構。在理論教學基礎上開展多種實踐與理論教學相結合的教學方式，顯著提升了學生對于汽車設計課程的學習興趣，增強了學生的工程實踐能力，教學效果顯著增強。

2.2? 考核方法改革

針對傳統(tǒng)考核方法的不足，對考核方法進行改革，設置一個分組設計演練環(huán)節(jié)的考核作為期中測試成績，將傳統(tǒng)的成績構成進行重新分配。新的成績比例構成變?yōu)槠谀┛荚嚦煽儯?0%）+期中測試成績（40%）+平時成績（20%）的形式。分組演練時將學生每5～6人分為一組，結合課堂教學中學習的內(nèi)容，從功能部件的資料查閱、設計流程、原理圖繪制、設計計算、三維設計等方面讓學生在小組內(nèi)部自主分工合作，完成一個功能部件的設計。讓學生在設計演練的過程中熟悉汽車設計的方法和應當承擔的角色，提高學生對于本課程的實踐應用能力，也為即將到來的畢業(yè)設計環(huán)節(jié)做一個提前的簡化版的預演。最后，教師根據(jù)每組上交的報告以及學生在小組中的分工及工作量的多少，綜合給學生打分。分組設計演練充分調(diào)動了學生的學習積極性，學生為了獲得比較高的期中測試成績，會努力增加和提高自己的工作內(nèi)容和質(zhì)量。由于學生各自進行的工作內(nèi)容在班級內(nèi)部基本沒有重復，這樣可以有效避免相互抄襲的現(xiàn)象，更進一步督促學生依靠自身的努力學習掌握相關知識，完成自己分配的工作。新的考核方法充分反映了學生對于本門課程的掌握情況，提升了學生對于本課程的綜合應用能力，還可以根據(jù)設計演練每個項目的完成情況為以后的教學提供相應參考，便于改進教學。

2.3? 引導學生自主學習

為了改善學生基礎知識儲備較弱的現(xiàn)狀，通過各種途徑引導學生自主學習，提升學生的知識水平和學習的積極性。對于復雜難懂的計算公式，要求學生課前有針對性地查閱先修機械設計課程的相關知識點，并在授課過程中隨機抽取學生對公式中相關參數(shù)的含義和影響進行講解，督促學生自主學習和鞏固先修知識，提升綜合應用能力。對于電控類內(nèi)容，在充分講解控制策略的基礎上，鼓勵班級中參加過循跡小車大賽的學生帶領其他學生進行控制電路的實物搭建或虛擬仿真，電學知識基礎較差的學生在技術水平相對較高的參加過循跡小車大賽學生的指導下，自主學習和參與的熱情都較高，對于電學知識的學習質(zhì)量和應用能力提升較快。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)容進行演示和講解，教師結合學生講解的內(nèi)容進行適當補充和修正，既提高學生自主學習的熱情，又強化先修電學知識的綜合應用技能。對于優(yōu)化設計類內(nèi)容，課堂上結合簡單實例給學生普及優(yōu)化設計算法的原理和一般求解過程，并將課程中的優(yōu)化設計問題適當簡化，讓學生應用優(yōu)化設計方法嘗試進行優(yōu)化求解，在自主學習的同時拓寬視野，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

2.4? 完善教師結構

對于現(xiàn)階段青年教師缺乏相關企業(yè)從業(yè)經(jīng)驗的現(xiàn)象，學校和學院層面出臺很多制度和管理辦法。一方面，學校引導和鼓勵青年教師到相關企業(yè)和單位掛職鍛煉。一般要求青年教師到企業(yè)掛職鍛煉的時間不少于半年，并要求深度參與掛職企業(yè)和單位的實際生產(chǎn)，將掛職鍛煉這一增強青年教師工程實踐經(jīng)驗和技術水平的工作落到實處。青年教師到相關企業(yè)掛職鍛煉以后，對于汽車企業(yè)的實際生產(chǎn)有了全新的認識，對汽車設計課程的理論教學內(nèi)容和實際生產(chǎn)之間的脫節(jié)問題有了進一步的了解。另一方面，學院積極引入本地區(qū)相關行業(yè)的知名專家和技術人員擔任外聘教師，給車輛工程專業(yè)的本科生講授汽車設計課程。外聘教師具有豐富的工程實踐經(jīng)驗，上課時能夠結合各種工程實例給學生講解汽車設計課程的知識點和應用場景，并將工作中可能遇到的問題進行詳細講解，極大地增強學生的學習積極性，提高學生的見識和知識水平，豐富課堂內(nèi)容，使理論教學與實際生產(chǎn)實現(xiàn)有機結合，教學效果明顯改善。

3? 結束語

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

參考文獻

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

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

作者：郭哲鋒，洛陽理工學院智能制造學院，講師，研究方向為車輛動力學與控制技術；李洲稷、康翔宇、阿俊利，洛陽理工學院智能制造學院（471023）。