汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)與碰撞安全課程教學(xué)體系優(yōu)化

中圖分類(lèi)號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI:10.16400/j.cnki.kjdk.2025.16.011

Optimization of the Teaching System of the Course \"Automobile Body Structure and Crash Safety\"

BAO Zuguo， HAN Weijian (Nanjing Tech University， Nanjing， Jiangsu )

AbstractWith the continuous development of modern traffic safety technology，the crash safety performance of automobiles has become one of the important criteria for evaluating vehicle safety.As an important course in the automotive engineering major， thecourse \"Automobile Body Structureand Crash Safety\" undertakes the important task ofcultivating students'automotive safety technology literacyandenablingthem to masterthe abilitiesofbody structure design and crash safety analysis. This paper aims at the current teaching situation of the course \"Automobile Body Structure and CrashSafety\"incolegesanduniversities，analyzes theexisting problems，and puts forwardsuggestions foroptimizing the teaching systemofthis course in combination with modern educationalconcepts and technological development.Through optimization measures such as deepening thecourse content， innovating teaching methods，and improving the experimental platform，the teaching qualitycan be improved，and automotive enginering talents with more innovative thinking and practical abilities can be cultivated.

Keywordsautomobile body structure; crash safety; course teaching; optimization of teaching system

汽車(chē)碰撞安全一直是汽車(chē)工程領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，而車(chē)身結(jié)構(gòu)作為決定汽車(chē)碰撞安全性的重要因素，影響著車(chē)輛在發(fā)生碰撞時(shí)的安全性。隨著國(guó)內(nèi)外汽車(chē)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)安全法規(guī)的日益嚴(yán)格，智能化、輕量化等新技術(shù)的應(yīng)用，汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)與碰撞安全的研究和教學(xué)也面臨新的挑戰(zhàn)。尤其是在汽車(chē)工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)體系中，如何適應(yīng)行業(yè)需求，培養(yǎng)具備汽車(chē)碰撞安全設(shè)計(jì)與分析能力的專(zhuān)業(yè)人才，已成為亟待解決的問(wèn)題。

1汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)與碰撞安全課程的特點(diǎn)

汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)與碰撞安全課程作為汽車(chē)工程專(zhuān)業(yè)課程的重要組成部分，其聚焦于車(chē)身設(shè)計(jì)與碰撞性能分析，不僅涉及傳統(tǒng)的車(chē)身設(shè)計(jì)知識(shí)，還涵蓋碰撞安全、智能安全系統(tǒng)、輕量化設(shè)計(jì)等現(xiàn)代技術(shù)。其主要特點(diǎn)如下。第一，多學(xué)科交叉性。該課程結(jié)合機(jī)械工程、材料科學(xué)、力學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)，學(xué)生需要掌握車(chē)身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、材料的力學(xué)特性、碰撞模擬技術(shù)以及碰撞安全評(píng)價(jià)方法。課程內(nèi)容具有較強(qiáng)的跨學(xué)科特性，要求學(xué)生具備較為廣泛的學(xué)科基礎(chǔ)；第二，理論與實(shí)踐相結(jié)合。課程注重理論知識(shí)的傳授，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐操作。學(xué)生需通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、有限元分析(FEA)等現(xiàn)代工程技術(shù)手段進(jìn)行車(chē)身設(shè)計(jì)和碰撞仿真。此外，學(xué)生還需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)和模擬來(lái)分析車(chē)身在碰撞中的表現(xiàn)，理解車(chē)身結(jié)構(gòu)對(duì)碰撞安全的影響；第三，技術(shù)更新快，內(nèi)容更新迅速。隨著汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，尤其是智能汽車(chē)、自動(dòng)駕駛技術(shù)等領(lǐng)域的突破，車(chē)身結(jié)構(gòu)與碰撞安全技術(shù)不斷演進(jìn)。課程需要不斷更新內(nèi)容，及時(shí)融入新技術(shù)、新材料（如高強(qiáng)度鋼、鋁合金、碳纖維復(fù)合材料等)的應(yīng)用，以及智能碰撞安全系統(tǒng)的研究，保證課程內(nèi)容與行業(yè)發(fā)展同步；第四，重視綜合性解決方案。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，需要通過(guò)綜合性的項(xiàng)目設(shè)計(jì)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，如在保證安全的前提下設(shè)計(jì)輕量化車(chē)身結(jié)構(gòu)，或者使用有限元法對(duì)車(chē)身在不同碰撞條件下的表現(xiàn)進(jìn)行仿真分析。課程設(shè)計(jì)通常以案例驅(qū)動(dòng)，讓學(xué)生從整體上理解車(chē)身設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和安全性要求。

2汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)與碰撞安全課程現(xiàn)狀

在當(dāng)前的教育環(huán)境中，汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)與碰撞安全課程作為汽車(chē)工程專(zhuān)業(yè)的重要組成部分受到廣泛關(guān)注。盡管課程已經(jīng)普及，但在整體教學(xué)水平和課程內(nèi)容方面，各高校之間仍存在一定的差距。首先，從課程內(nèi)容來(lái)看，部分高校的汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)與碰撞安全課程仍然較為基礎(chǔ)，主要側(cè)重于傳統(tǒng)車(chē)身設(shè)計(jì)知識(shí)的傳授。這些課程涵蓋車(chē)身結(jié)構(gòu)的基本原理、材料選擇、制造工藝等方面的內(nèi)容，但對(duì)于現(xiàn)代碰撞安全技術(shù)、智能安全系統(tǒng)等前沿領(lǐng)域的講解則相對(duì)薄弱，導(dǎo)致學(xué)生難以全面掌握汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)與碰撞安全的最新發(fā)展趨勢(shì)和技術(shù)動(dòng)態(tài)。其次，在教學(xué)方法方面，部分高校仍然采用傳統(tǒng)的理論講授方式。這種方式缺乏互動(dòng)性和創(chuàng)新性，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。因缺乏實(shí)踐操作環(huán)節(jié)，學(xué)生的實(shí)際操作能力也難以得到有效提升。最后，在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和實(shí)踐環(huán)節(jié)的建設(shè)方面，部分高校存在明顯的滯后現(xiàn)象。由于資源有限，這些高校缺乏先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，無(wú)法為學(xué)生提供充足的實(shí)踐機(jī)會(huì)，導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足。由于缺乏足夠的實(shí)踐鍛煉，學(xué)生難以將課堂上學(xué)到的理論知識(shí)有效地應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題，不僅限制了學(xué)生個(gè)人能力的全面發(fā)展，還使其難以跟上行業(yè)發(fā)展的步伐，從而在未來(lái)的就業(yè)和職業(yè)發(fā)展中處于不利地位。

3優(yōu)化課程教學(xué)體系的策略

3.1深化課程內(nèi)容，緊跟行業(yè)發(fā)展

為使課程教學(xué)質(zhì)量與時(shí)俱進(jìn)，要不斷深化課程內(nèi)容，使其與汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展保持同步。課程內(nèi)容應(yīng)當(dāng)緊密結(jié)合當(dāng)前汽車(chē)工業(yè)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，注重傳統(tǒng)車(chē)身設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)傳授的同時(shí)，也要強(qiáng)調(diào)新技術(shù)、新材料的應(yīng)用，以及汽車(chē)安全系統(tǒng)的最新進(jìn)展。在課程內(nèi)容中，應(yīng)增加對(duì)智能碰撞安全系統(tǒng)的深入講解，包括主動(dòng)安全系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛技術(shù)等前沿領(lǐng)域。這些內(nèi)容的引入有助于學(xué)生了解并掌握汽車(chē)安全技術(shù)的最新趨勢(shì)，提升其在未來(lái)汽車(chē)工程領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力。例如，通過(guò)分析智能安全系統(tǒng)的實(shí)際案例，學(xué)生可以學(xué)習(xí)如何在設(shè)計(jì)中融入先進(jìn)的傳感器和算法，以提高車(chē)輛的安全性能[3。教師還可以將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)技術(shù)和有限元分析(FEA)技術(shù)引入課堂教學(xué)，通過(guò)實(shí)際操作和案例分析，幫助學(xué)生更好地理解車(chē)身碰撞分析與模擬技術(shù)。這樣的教學(xué)方式可以增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力，提升其對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題的分析和解決能力。例如，學(xué)生可以通過(guò)模擬軟件開(kāi)展車(chē)身結(jié)構(gòu)的碰撞測(cè)試，觀察不同材料和設(shè)計(jì)對(duì)碰撞結(jié)果的影響，從而深入理解材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原理。課程內(nèi)容還應(yīng)涵蓋當(dāng)前汽車(chē)行業(yè)的熱點(diǎn)話(huà)題，如電動(dòng)汽車(chē)的電池安全、氫燃料汽車(chē)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等。通過(guò)學(xué)習(xí)這些內(nèi)容，學(xué)生可以全面了解汽車(chē)工程領(lǐng)域的前沿知識(shí)，為未來(lái)的職業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.2創(chuàng)新教學(xué)方法，提高互動(dòng)性

傳統(tǒng)的教學(xué)模式過(guò)于側(cè)重理論知識(shí)的灌輸，而忽視實(shí)踐環(huán)節(jié)和師生、生生之間的互動(dòng)。為提升教學(xué)效果，教學(xué)方法亟待多元化發(fā)展。具體而言，可以引入案例教學(xué)、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式學(xué)習(xí)等新型教學(xué)模式，讓學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中學(xué)習(xí)和掌握相關(guān)知識(shí)。

例如，在汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)部分，教師可以采用翻轉(zhuǎn)課堂這一創(chuàng)新教學(xué)方式。課前學(xué)生通過(guò)觀看教師精心制作的視頻、閱讀詳盡的案例分析材料等自主學(xué)習(xí)車(chē)身結(jié)構(gòu)的基本理論、材料選擇、制造工藝等內(nèi)容。而在課堂上，教師則引導(dǎo)學(xué)生深入討論車(chē)身結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、輕量化技術(shù)等實(shí)際問(wèn)題，通過(guò)案例分析讓學(xué)生更好地理解理論知識(shí)在實(shí)際應(yīng)用中的價(jià)值。同時(shí)，教師可以組織學(xué)生進(jìn)行小組合作，共同設(shè)計(jì)一款汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行模擬碰撞測(cè)試，檢驗(yàn)其安全性和耐用性。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生可以運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，通過(guò)實(shí)際操作來(lái)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，從而加深對(duì)車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜性的認(rèn)識(shí)。

在碰撞安全部分，教師可以采用混合式學(xué)習(xí)的方式。學(xué)生在線(xiàn)上學(xué)習(xí)碰撞安全的基本理論、碰撞測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、碰撞生物力學(xué)等內(nèi)容，并在線(xiàn)下進(jìn)行碰撞模擬實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析。教師可以通過(guò)設(shè)計(jì)具有挑戰(zhàn)性的項(xiàng)目任務(wù)，如提高汽車(chē)碰撞安全性的創(chuàng)新方案、碰撞測(cè)試數(shù)據(jù)的處理等，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決問(wèn)題的能力。在課堂上教師可以組織學(xué)生進(jìn)行小組討論和匯報(bào)，分享各自的項(xiàng)目進(jìn)展和成果，以便相互學(xué)習(xí)和借鑒。通過(guò)這種方式，學(xué)生能將理論與實(shí)踐相結(jié)合，提高分析和解決問(wèn)題的能力，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力。在這些創(chuàng)新教學(xué)方法的支持下，學(xué)生可以更加積極地參與課堂討論，在小組合作中鍛煉團(tuán)隊(duì)協(xié)作能

|科教導(dǎo)刊

力。教師則可以通過(guò)定期的反饋和評(píng)估，及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和存在的問(wèn)題，從而調(diào)整教學(xué)策略，使每個(gè)學(xué)生都能在課程中獲得最大的收益。

3.3完善實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，增強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)

實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)在教學(xué)中扮演著至關(guān)重要的角色，是理論與實(shí)踐相結(jié)合的橋梁，讓學(xué)生將抽象的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為具體的操作技能。為進(jìn)一步提升教學(xué)效果，高校應(yīng)當(dāng)積極尋求與汽車(chē)制造企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)等單位合作，共同打造一個(gè)更為完善和先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。這個(gè)平臺(tái)不僅包含傳統(tǒng)的車(chē)身結(jié)構(gòu)與碰撞試驗(yàn)，還應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn)，引入虛擬仿真技術(shù)和工程實(shí)踐基地建設(shè)。

在虛擬仿真平臺(tái)的建設(shè)方面，教師可以利用最新的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和物理引擎技術(shù)，創(chuàng)建一個(gè)高度仿真的虛擬環(huán)境。在這個(gè)環(huán)境中學(xué)生可以進(jìn)行各種車(chē)身碰撞測(cè)試，模擬分析不同材料、結(jié)構(gòu)在碰撞中的表現(xiàn)，并對(duì)車(chē)身設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)這種模擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以直觀地觀察到車(chē)身在受力時(shí)的變形過(guò)程，還能安全地進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，從而加深對(duì)車(chē)身結(jié)構(gòu)和碰撞動(dòng)力學(xué)的理解。

工程實(shí)踐基地則為學(xué)生提供了一個(gè)接近真實(shí)工作環(huán)境的場(chǎng)所。在這里學(xué)生可以參與車(chē)身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制造、裝配以及最終的碰撞測(cè)試等各個(gè)環(huán)節(jié)。通過(guò)親手操作，學(xué)生可以更加深刻地理解理論知識(shí)，并在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。此外，高校可以與企業(yè)合作，根據(jù)行業(yè)需求開(kāi)設(shè)特定的項(xiàng)目實(shí)踐課程。這些課程可以圍繞企業(yè)提供的實(shí)際工程問(wèn)題展開(kāi)，讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中提升自己的實(shí)踐能力和工程素養(yǎng)。

3.4加強(qiáng)跨學(xué)科融合，培養(yǎng)復(fù)合型人才

隨著汽車(chē)安全技術(shù)的不斷復(fù)雜化，未來(lái)的學(xué)生在職業(yè)發(fā)展中所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)日益增多，所以其要具備更加廣泛和深入的知識(shí)背景。鑒于此，課程體系的優(yōu)化不僅應(yīng)聚焦于汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)與碰撞安全本身，還應(yīng)積極加強(qiáng)與其他學(xué)科的融合4。

為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，課程體系中可以加入與材料學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、智能控制等領(lǐng)域交叉的課程。這些交叉課程將有助于學(xué)生從多個(gè)角度理解汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)與碰撞安全，從而培養(yǎng)其系統(tǒng)思維和創(chuàng)新能力。例如，通過(guò)學(xué)習(xí)材料學(xué)，學(xué)生可以了解不同材料在汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用及其對(duì)碰撞安全的影響。通過(guò)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)和智能控制，學(xué)生可以掌握如何利用先進(jìn)的技術(shù)手段對(duì)汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)和碰撞安全進(jìn)行更精確地分析和優(yōu)化。此外，為讓學(xué)生更深入地理解跨學(xué)科融合的重要性，教師可以在課程中引入一些跨學(xué)科的項(xiàng)目。這些項(xiàng)目將模擬真實(shí)的工程環(huán)境，讓學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)會(huì)如何綜合運(yùn)用不同學(xué)科的知識(shí)。通過(guò)這種方式，學(xué)生能在實(shí)踐中鍛煉自己的跨學(xué)科思維能力，成為適應(yīng)未來(lái)汽車(chē)行業(yè)發(fā)展需求的復(fù)合型人才。這些人才具備深厚的汽車(chē)工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)，能靈活運(yùn)用其他領(lǐng)域的知識(shí)和技術(shù)，為汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展注入新的活力。

例如，在一個(gè)涉及材料學(xué)和汽車(chē)碰撞安全的項(xiàng)目中，學(xué)生要設(shè)計(jì)一種新型汽車(chē)保險(xiǎn)杠，這種保險(xiǎn)杠需要在保持輕量化的同時(shí)提供更高的碰撞吸收能力。在項(xiàng)目中，學(xué)生需要運(yùn)用材料學(xué)的知識(shí)來(lái)選擇合適的復(fù)合材料，并結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)來(lái)預(yù)測(cè)和優(yōu)化保險(xiǎn)杠在不同碰撞情況下的性能。通過(guò)這樣的實(shí)踐，學(xué)生可以將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，體會(huì)到跨學(xué)科合作在解決復(fù)雜工程問(wèn)題中的巨大價(jià)值。通過(guò)這些跨學(xué)科的課程和項(xiàng)目，學(xué)生將逐漸形成一種綜合性的思維模式，這種思維模式將使其在未來(lái)的職業(yè)生涯中更好地應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜和多變的工程挑戰(zhàn)。

4結(jié)語(yǔ)

隨著汽車(chē)行業(yè)的快速發(fā)展，高校汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)與碰撞安全課程的教學(xué)體系亟待優(yōu)化。通過(guò)深化課程內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法、完善實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和加強(qiáng)跨學(xué)科融合等措施，可以有效提高課程教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的汽車(chē)工程人才。未來(lái)，隨著教學(xué)體系的不斷完善，汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)與碰撞安全課程必將在提升汽車(chē)安全技術(shù)水平和推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中發(fā)揮更加重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]劉振博.項(xiàng)目教學(xué)法在汽車(chē)結(jié)構(gòu)綜合實(shí)驗(yàn)課程中的應(yīng)用[J].汽車(chē)實(shí)用技術(shù)，2024，49(18)：154-157.

[2]范若尋，劉杰，段建.新業(yè)態(tài)背景下汽車(chē)三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程改革研究[J].汽車(chē)維護(hù)與修理，2024(14):42-44.

[3]叢曉英.MR技術(shù)在純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)結(jié)構(gòu)與拆裝實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].汽車(chē)測(cè)試報(bào)告，2023(6)：128-130.

[4]宋小艷，劉菲菲.汽車(chē)結(jié)構(gòu)拆裝實(shí)訓(xùn)課程虛擬教學(xué)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[J].汽車(chē)實(shí)用技術(shù)，2022，47(17):184-187.