基于地瓜理論的汽車設計教學改革研究

摘 要：傳統(tǒng)“樹狀思維”的單一線性模式逐漸成為制約課程教學的重要因素?；凇暗毓侠碚摗狈蔷€性、去中心化、跨學科連接的特征，結(jié)合汽車設計課程內(nèi)容和學生培養(yǎng)目標，通過非線性思想革新教學方法，通過去中心化理念優(yōu)化教學設計，通過跨學科連接提升教學效果，以期為激發(fā)學生學習的積極性、主動性、創(chuàng)造性，促進學生學習能力和專業(yè)技能提升。

關(guān)鍵詞：教學改革 地瓜理論 汽車設計

汽車行業(yè)的發(fā)展令人矚目，特別是技術(shù)更新迭代速度顯著加快，這無疑對汽車設計的教學提出了更高的要求。汽車設計教學改革始終在進行和探索，但效果依然差強人意。一方面，教材、教學大綱的更新跟不上新能源汽車、智能汽車技術(shù)日新月異的發(fā)展速度，學生感到課本和現(xiàn)實有所脫節(jié)；另一方面，汽車是由數(shù)萬個零件構(gòu)造的復雜工業(yè)品，汽車設計涉及機械、冶金、電子、化工、材料等多個學科，學生在學習的過程中面對多學科交叉融合感到吃力。面對汽車設計教學的困境，傳統(tǒng)的“樹狀思維”的教學理念和學習方式已經(jīng)顯得力不從心。藤蔓隱喻開放式的方法論，塊莖則代表最終要達到的目的。通過四處延伸不斷拓展的藤蔓枝葉，通過一切方法為塊莖的生長提供能量，而塊莖相互之間也通過藤蔓連結(jié)，并可以無限延伸產(chǎn)生新的塊莖。通過這一開放式的思維模式，可以為汽車設計教學改革帶來新的啟發(fā)。地瓜理論，即塊莖思維，最早是由法國哲學家德勒茲和伽塔利提出的一種知識結(jié)構(gòu)和思維方式[1]。不同于傳統(tǒng)的樹狀層級結(jié)構(gòu)，地瓜理論強調(diào)知識的非線性、去中心化和跨學科連接。知識在地瓜理論中呈現(xiàn)出多維度、復雜交織的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，節(jié)點之間相互關(guān)聯(lián)且不受固定中心的約束。地瓜理論鼓勵多樣性和靈活性，允許知識在不同領域和方向上自由生長和延展。它注重多種知識的互聯(lián)與融合，適應動態(tài)變化的環(huán)境和需求。通過這種思維方式，地瓜理論為汽車設計教學改革提供了一種全新的視角。

1 汽車設計教學特點及現(xiàn)狀

1.1 課程知識點多，內(nèi)容覆蓋廣泛

汽車設計課程的知識點多且復雜，這體現(xiàn)在課程涉及的內(nèi)容廣泛，包括汽車總體設計、離合器設計、機械式變速器設計、萬向傳動設計、驅(qū)動橋設計、從動橋設計、懸架設計、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設計、制動系統(tǒng)設計等多個方面[2]。每個部分都有其獨特的設計要求和技術(shù)標準。例如，車身形式的選擇不僅要考慮美觀性，還要考慮空氣動力學和結(jié)構(gòu)強度；懸架設計則需要保證車輛的穩(wěn)定性和舒適性；轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動系統(tǒng)的設計更是直接關(guān)系到車輛的操控性和安全性。除此之外，隨著汽車技術(shù)的不斷進步，電動汽車、智能駕駛技術(shù)和輕量化材料等新興技術(shù)也是學生亟須了解的內(nèi)容，使得課程知識點更繁雜。

1.2 課本知識抽象，圖表公式繁多

汽車設計課程的教材通常包含大量的圖表和公式，這些圖表和公式是分析和設計中不可或缺的工具。例如，空氣動力學的分析需要復雜的數(shù)學公式和流體力學圖表；車身結(jié)構(gòu)設計依賴于應力分析圖表和材料性能數(shù)據(jù)；底盤設計中的懸架系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)也需要通過力學模型進行計算和優(yōu)化。然而，這些內(nèi)容往往顯得抽象且難以理解，學生在學習過程中容易感到困惑。

1.3 涉及多學科交叉，綜合知識性強

汽車設計是一門多學科交叉的學科，不僅涉及機械工程，還包括電子、材料和計算機等多個領域[3]。例如，現(xiàn)代汽車設計中大量應用電子控制系統(tǒng)，需要學生具備電子工程和控制理論知識；輕量化設計涉及新材料的特性和加工工藝；智能駕駛技術(shù)的發(fā)展則需要計算機編程和人工智能的知識。

1.4 實踐性要求很高，應用能力較強

汽車設計是一門高度實踐性的學科，理論知識的掌握固然重要，但更關(guān)鍵的是將這些知識應用到實際設計和制造中。因此，實踐教學在汽車設計課程中占有重要地位。學生不僅需要在課堂上學習理論知識，還需要通過實驗、實習和綜合設計等實踐活動，將理論知識轉(zhuǎn)化為實際技能。然而，目前很多高校在實踐教學方面存在不足，實驗設備和場地有限，實踐教學時間短暫，校企合作也不夠緊密。

2 基于地瓜理論的課堂教學思考

2.1 地瓜理論的主要內(nèi)容和特征

地瓜理論代表了一類植物的生長形態(tài)，如地瓜、土豆、花生，它們的塊莖在地下分布生長，又通過地面的莖蔓相互連接，并且塊莖和莖蔓都無限延伸生長。這個概念在德勒茲的理論中得到了進一步的發(fā)展，成為描述一種復雜、去中心化和多向度生成過程的隱喻。與傳統(tǒng)上柏拉圖式的“樹狀”結(jié)構(gòu)不同，后者往往表現(xiàn)出中心化、等級制和靜態(tài)特征，塊莖式思維強調(diào)的是路徑的橫向延伸和交叉，而非單一的向上發(fā)展。這種思維方式突出了非線性、去中心化和流動性，正如動物的集群行為、城市的交通網(wǎng)絡、人類大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡、文學創(chuàng)作以及新思想和新方法的涌現(xiàn)，都是地瓜理論的體現(xiàn)。盡管地瓜理論看似強調(diào)“非結(jié)構(gòu)化”，但這并不意味著完全沒有結(jié)構(gòu)存在。實際上，這種思維模式反映的是一種多元而開放的系統(tǒng)，它挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的中心化體系，倡導一種更加流動和靈活的組織形式。這種多樣性和去中心化的特征，使得地瓜理論在分析復雜系統(tǒng)和多層次網(wǎng)絡時，提供了一種新的視角。

地瓜理論具有非線性、去中心化和跨學科連接的特征。

（1）非線性。在傳統(tǒng)的教育和思維模式中，知識通常以線性的方式組織和呈現(xiàn)，這種線性結(jié)構(gòu)類似于一棵樹的生長，從根部（基礎）到樹冠（高級知識）逐漸延伸，路徑明確且單一。然而，地瓜理論中的非線性強調(diào)知識點和學習過程的多樣化和復雜性，知識的獲取和理解不再局限于單一的路徑，而是可以通過多個不同的途徑和方式進行。

（2）去中心化。去中心化在地瓜理論中被用來反對傳統(tǒng)的層級制和權(quán)威中心化的思維方式，具體表現(xiàn)為知識和權(quán)力的網(wǎng)絡化結(jié)構(gòu)。在這樣的結(jié)構(gòu)中，各個節(jié)點之間的聯(lián)系是橫向的，而非縱向的層級關(guān)系。每個節(jié)點可以直接與其他節(jié)點連接，形成一個去中心的網(wǎng)絡。

（3）跨學科連接。地瓜理論主張通過跨學科的視角來理解和探索問題。這種方法認可各個學科的獨立性，但更強調(diào)它們之間的交叉點和連接?？鐚W科連接允許將不同學科的視角和方法論融合在一起，產(chǎn)生新的洞見。

2.2 通過非線性思想革新教學方法

地瓜理論強調(diào)知識的非線性連接和動態(tài)擴展[4]，通過非線性教學方法，學生可以在不同知識節(jié)點之間自由探索，形成一個有機的知識網(wǎng)絡。這種方法不僅有助于學生理解和掌握復雜的汽車設計知識，還能培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和綜合應用能力。

2.2.1 動態(tài)課程結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的教學方法通常是線性的，從基礎知識逐步深入到高級內(nèi)容。然而，汽車設計涉及多個復雜且相互關(guān)聯(lián)的知識點，線性教學模式往往無法有效涵蓋學生的個性化學習需求。通過建立動態(tài)課程結(jié)構(gòu)，可以更好地適應不同學生的學習節(jié)奏和興趣點。

（1）模塊化課程設計：將課程內(nèi)容分成若干獨立但互相關(guān)聯(lián)的模塊，學生可以根據(jù)自己的興趣和學習進度選擇模塊進行學習。

（2）靈活學習路徑：提供多條學習路徑，允許學生根據(jù)自己的興趣和職業(yè)規(guī)劃選擇不同的學習路線。

（3）實時反饋和調(diào)整：通過在線學習平臺和實時反饋機制，學生可以隨時調(diào)整自己的學習計劃和進度，教師也可以根據(jù)學生的反饋進行課程內(nèi)容的調(diào)整和優(yōu)化。

2.2.2 自主學習與探索

非線性學習強調(diào)學生在知識網(wǎng)絡中的自主探索和發(fā)現(xiàn)過程。在汽車設計教學中，通過引導學生自主學習和探索，可以幫助他們更好地理解和應用抽象的知識。

（1）開放式學習資源：提供豐富的學習資源，包括電子書籍、視頻講解、設計軟件和實際案例等，學生可以根據(jù)自己的需求和興趣自主選擇學習內(nèi)容。

（2）問題驅(qū)動學習：鼓勵學生提出自己的問題，并通過自主學習和探索尋找答案。例如，在學習汽車動力系統(tǒng)時，學生可以提出關(guān)于電動汽車動力系統(tǒng)的效率優(yōu)化問題，并通過查閱資料、進行實驗和與同學討論來尋找解決方案。

（3）學習社群與合作：建立在線學習社群，學生可以在社群中分享自己的學習成果、提出問題、互相討論和合作，共同探索和解決問題。

2.3 通過去中心化思想革新教學方法

地瓜理論強調(diào)知識的去中心化，通過去中心化的教學方法，學生可以在學習過程中自主選擇學習路徑和資源，形成一個多元化的學習環(huán)境。這種方法不僅有助于學生獨立思考和自主學習，還能培養(yǎng)他們的團隊合作和協(xié)作能力。

2.3.1 去中心化的教學資源

在去中心化的教學模式中，教學資源不再集中在教師或教材上，而是通過多種渠道和形式分散開來，學生可以根據(jù)自己的需求和興趣，自主選擇和利用各種教學資源。

（1）開放式學習平臺：建立在線學習平臺，提供豐富的教學資源，包括視頻講解、電子書籍、設計軟件、案例庫等，學生可以隨時隨地訪問和利用這些資源。

（2）多樣化學習材料：提供多種形式的學習材料，如虛擬現(xiàn)實（VR）模擬、互動式學習游戲和在線實驗室，讓學生通過不同的方式進行學習和實踐。

（3）跨學科資源共享：與其他學科和專業(yè)共享教學資源，學生可以通過訪問不同領域的知識，擴展自己的學習范圍和深度。

2.3.2 去中心化的學習評價

傳統(tǒng)的學習評價通常集中在教師的評估上，而去中心化的學習評價則強調(diào)多元化的評價方式，學生、同學、教師和外部專家共同參與評價過程。

（1）同伴評估：學生在完成項目或作業(yè)后，互相進行評估和反饋，通過同伴評估，學生可以從不同的視角獲得意見和建議，提升自己的設計水平。

（2）自我評估：鼓勵學生進行自我評估，反思自己的學習過程和成果，總結(jié)經(jīng)驗和不足，制定改進計劃。

（3）外部評審：邀請行業(yè)專家和企業(yè)導師參與學生項目的評審，提供專業(yè)意見和指導，幫助學生了解行業(yè)需求和標準。

2.4 通過跨學科連接提升教學效果

2.4.1 跨學科課程設計

在汽車設計教學中，跨學科課程設計能夠幫助學生將不同學科的知識結(jié)合起來，全面理解和解決復雜的設計問題。

（1）課程整合：將與汽車設計相關(guān)的其他學科知識融入課程中，如材料科學、電子工程、計算機科學和環(huán)境科學等。

（2）聯(lián)合授課：邀請其他學科的專家和教授聯(lián)合授課，提供跨學科的視角和知識。

（3）跨學科項目：設計一些跨學科的綜合項目，要求學生在項目中應用多個學科的知識。

2.4.2 跨學科學習資源

提供豐富的跨學科學習資源，幫助學生在學習過程中自主探索和應用不同學科的知識。

（1）跨學科資源庫：建立一個跨學科的學習資源庫，涵蓋與汽車設計相關(guān)的各個學科的資料和資源，如材料科學、電子工程、計算機科學和環(huán)境科學等。學生可以隨時訪問和利用這些資源，進行自主學習和研究。

（2）在線學習平臺：利用在線學習平臺，提供跨學科的課程和學習資料。學生可以通過在線平臺學習不同學科的知識，并將這些知識應用到汽車設計中。

（3）跨學科講座和研討會：定期舉辦跨學科的講座和研討會，邀請各個學科的專家和教授分享他們的研究成果和經(jīng)驗。學生可以通過參加這些活動，了解不同學科的最新發(fā)展和研究動態(tài)。

3 結(jié)論

通過地瓜理論非線性、去中心化和跨學科連接等核心要素，對汽車設計教學進行改革和實踐探索，不僅能提升學生的自主學習能力和創(chuàng)新思維，還能培養(yǎng)他們的團隊合作和跨學科應用能力，為未來的職業(yè)發(fā)展提供了堅實的基礎和廣闊的空間，對汽車設計教學具有重要的實踐意義。

基金項目：1、江蘇大學高等教育教改研究課題“面向智能汽車新經(jīng)濟的車輛工程產(chǎn)教融合，科創(chuàng)驅(qū)動育人機制研究”（編號：2023JGZD014）；2、江蘇大學高等教育教改研究課題“交通強國戰(zhàn)略視域下交通運輸多元化人才培養(yǎng)模式研究”（編號：2023JGYB021）。

參考文獻：

[1]魯興樹.塊莖思維視角下學校治理的改革進路[J].江蘇教育，2022（18）：26-29.

[2]王望予.汽車設計（第五版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2023.

[3]李德震，馬廉潔，周云光，等.汽車設計課程思政元素二維挖掘體系實踐研究[J].汽車實用技術(shù)，2024，49（08）：148-153.

[4]孟昱.基于塊莖思維下的當代藝術(shù)教育轉(zhuǎn)型研究[D].大連：大連工業(yè)大學，2020.