汽车制造工艺学课程教学改革探索

冯能莲，牛礼民，宾 洋

（1.北京工业大学 环境与能源工程学院，北京100124；2.安徽工业大学机械工程学院，安徽 马鞍山243002）

汽车制造工艺学是车辆工程专业的一门主干课，也是学生将来继续深造或走向工作岗位（无论是生产企业、科研院所，还是高等院校，抑或维修和商贸）之后所用知识最多的课程之一。其特点可概括为四个字：多——内容 多；广——范 围 广；强——实 践 性 强；难——难学、难教。因此，在有限的学时和现有的教学条件下，要想激发学生的学习兴趣和积极性，达到教与学的统一，从而提高教学的质量，就必须进行教学内容和方法上的改革。多年来，笔者在这门课的教学中，作了一些尝试，主要的有以下几个方面。具有双重角色。如图1所示，它既是一门专业课，又是基础课与其它专业课之间的桥梁与纽带。既是对诸多已修课程（公共基础课和几乎所有的学科基础课）的全面和高度概括、综合、运用，也是进一步学好后续其它专业课（如汽车设计等）的基础。同时，又具有自身独立而完整的知识体系。

汽车制造工艺学是随着机械制造学科的产生而形成的。机械制造学科是一门有着悠久历史的学科，同时又是不断推陈出新、发展迅速的学科。在不断发展、

图1 《汽车制造工艺学》的地位、作用和知识结构

一、构建“模块”结构，形成“整体”概念

一般地，每门课程都有一章“绪论”，“良好的开端，成功的一半”，因此，说好这个“开场白”非常重要。由于汽车制造工艺学综合性强、知识点多，因此，讲好“绪论”尤为必要。

（一）理顺课程关系，讲清知识结构

课堂教学伊始，结合汽车产业的发展，对这门课程的特点作一分析，并向学生介绍课程教学梗概。首先要为学生理顺三个方面的关系：制造工艺在汽车工业中的地位、汽车制造工艺与其它课程的关系、汽车制造工艺学的知识结构。

制造工艺在汽车工业中的重要性地位是毋庸置疑的。对于一辆性能优越的汽车，如果说设计是基础，材料是条件，制造是手段的话，那么，工艺就是保障。完美的设计，新型的材料，先进的技术，都只有通过工艺才能完整地表达出来。企业的工艺水平不仅代表了它的技术水平，而对提高生产效率、降低生产成本也起到至关重要的作用。建设创新型企业，首先要建立创新型工艺，因为，工艺创新才是企业发展的核心要素。

在车辆工程专业的课程体系中，汽车制造工艺学充实、完善的进程中，形成了汽车制造工艺学知识宽泛、内容繁杂的特点。尽管如此，通过对各知识点内在关系的分析，形成了“基础知识”、“基本理论”、“基本应用”、“实操训练”和“先进技术”等五大知识模块，见图1。各知识模块有一定的相对独立性，而模块之间又具有一定的关联性。

需要指出的是，汽车制造工艺学其实质仍是属于机械制造工艺学的学科范畴，与内燃机制造工艺学等其它“制造工艺学”课程可谓“近亲”关系，它们之间的区别主要在于“典型零件的制造工艺”一章中所选取的“典型零件”的不同，图2表示出了这种关系。其实，很多的“制造工艺学”教材所选“典型零件”甚至完全相同，一般包括：轴类、轮盘类、套筒类、箱体类、叉类零件。因此，笔者所述的课程改革内容、方法、措施同样也适用于机械制造工艺学。

图2 “制造工艺学”间的关系

然而，与其它通用机械相比，汽车不仅有结构、性能要求的差异，具体到零部件在加工制造方面的工艺问题，也都不尽相同。所以，尽管工艺原理、方法、技术规范等有其共性的一面，对汽车制造工艺的特殊性方面也不可忽视。汽车制造工艺学的最大特点体现在覆盖件的冲压工艺，其次是焊装工艺，二者与涂装工艺、总装工艺合称为汽车生产“四大工艺”。虽然，由于课程设置和课时的限制，在汽车制造工艺学这门课中不可能面面俱到，但在“绪论”课中将这些关系交待清楚还是需要的。

通过这种模块课的介绍，对课程内容进行剖析、归纳、总结，帮助学生理顺了关系，使这一庞杂的课程内容层次清晰并有了条理，增强了学生的感性认识，明确了教材的整体结构和具体内容间的内在联系，形成了系统概念。由于对课程有了完整的宏观把握，使学生在其后的学习中有了明确的方向性和较强的目的性，从而激发了学生进一步学习本门课程的欲望，具有了学习的主动性，有利于教学更好地进行。

（二）阐述教学方法，提出教学要求

课程任务与内容不同，教与学方法也不一样，而教与学方法的区别决定了教与学效果的差异，有时甚至决定了教与学的成败。对于综合性、实践性强的汽车制造工艺学，最应避免沿袭传统的“填鸭式”教学方式，而应采用“四结合”（授课与实操相结合、课堂内外相结合、理论与实践相结合、教学与科研相结合）的教学模式，才能收到优良的教与学效果，达到师生“双赢”的目的。

课程性质与目的不同，则教学要求也有区别。在“绪论”课中，有必要明确课程的基本要求，亮出教师的“底线”。比如，笔者曾对学生的出勤和听课是这么要求的：到不到课堂没关系，在课堂听与不听也没关系。但是，同时要求：对于选择不到堂的学生应凭自已的能力和水平通过相关测试并一次性通过考试，对于到堂不听的学生则要求能正确回答课堂提问（随堂提问作为平时成绩之一）并且不影响其他同学听课。其实，这看似没要求的两个“没关系”却是提出了更高的要求，典型的“表面没要求，实际高要求”。这一“招”很奏效，因为，对于从校门到校门、毫无制造企业工作经历的学生，几乎没人能够在有限的时间内通过“自学”就很好地掌握汽车制造工艺学的内容（当然，如果真有自我获取知识能力很强的学生，那是值得高兴的事）。如此一来，学生反而能自觉到堂并认真听课，形成了良好的学习习惯。

要学好汽车制造工艺学这门课程，学习方法很重要。只有掌握了正确、科学的学习方法，才能掌握学习的主动性，进而调动学习的积极性，培养学习的自觉性。学生首先必须端正学习的态度，高度重视各个教学环节，不可有偏颇。对于课程的各知识模块，应能做到“熟练掌握基础知识、深刻理解基本理论、灵活把握基本应用、积极参与实操训练、深入了解先进技术”。只有这样，才能通过科学有效的方法获得本课程的相关知识和技能。也只有这样，在教学进程中师生才能相互配合、协调一致，达到教与学的统一，真正做到教学相长，共同进步。

二、改革教学内容、方法，提升学生学习激情

初识汽车制造工艺学大多学生感觉杂乱琐碎、枯燥无味，如何将其讲得生动有趣，这就要看教师的“修行”了。传统的教学方式（如教师讲，学生听，上课记笔记，课后看笔记，考试背笔记，考后全忘记）不能发挥学生的独立思考能力，大大压抑了学生的创造性思维，所以本门课程和其他专业课一样，必须首先要突破这种传统方式的束缚，改革其教学内容与方法。

（一）教学形式多样化，避免教师“一言堂”

为了克服教师“一言堂”、“满堂灌”这种注入式教学方法的弊端，在汽车制造工艺学的教学中采取了“互动式”的教学模式。

在章节讲授的开始，先将基本的内容作一简单提要，讲一下纲目、要点、难点，并提出几个问题，要求学生自学或看声像资料，在此基础上组织讨论，然后再作总结、评论、解答，最后对某些地方再作进一步讲解。

例如“机械加工工艺规程的编制”这一章，并不是一开始就简单地照本宣科，按教材上的内容逐条讲解，而是先提出一个问题：为什么偌大的一个工厂能够有条不紊地、有节奏地进行生产，并能保证产品质量？围绕这一主题，将工艺规程的作用、内容和形式等作为主要内容提出来，这样，学生学习目的较明确，即使很枯燥的条文式内容，学起来也很有兴趣。

根据不同的章节内容，其方法上的侧重点也不一样，在每次课的开始，还采用提问的形式将上次课所讲的内容概括总结一下，并将学生回答的情况作为平时成绩计入总成绩中，这样可以督促学生课后复习，加深理解和巩固学过的内容，也激发了学生的自觉性。

由于贯彻了反复多次的认识过程，多样化的教学形式，佐之以师生互动，既活跃了课堂气氛，学生学得也很生动、有趣，从而提高了学习的积极性。

（二）突出重点，讲清难点，兼顾一般，合理安排课时

为解决学时少、内容多的矛盾，在课时安排上不能搞平均分配，而是有所侧重。在课堂上，重点讲解一些主要的和难理解的章节，如“工件的定位及定位误差分析”、“机械加工精度及表面质量”等。在每章结束后，都布置一些课外习题或安排答疑、习题课，以加深对它们的理解和掌握。

在内容上，也是做到有增有减，对学生能够看得懂、易理解的内容，就让其课外自学，如对“专用夹具的设计”这一章，就这样处理的。当然，需要强调的是不讲解的内容并不是不重要的内容。此外，对于某些目前应用广泛但限于条件不便深入的一些工艺方法和措施，就采用现场课介绍或组织学生观看录像（如“柔性制造技术”、“特种加工”等），这样既让学生对新技术、新工艺有所了解，又节约了不少的学时。

对某些较难的知识点，则增加一些教学内容或讲解一些例题，以帮助学生理解。例如，讲授“工件定位与夹紧”时，一方面，要帮助学生正确理解自由度与独立运动是对同一概念的两种描述，另一方面，要注意区别工件夹紧后位置不动与限制工件的自由度是两个不同的概念，为此，增加“工件定位时自由度判别方法”、“夹紧对工件定位的影响”等内容是必要的。再如，讲授“工件组合定位”时，为了帮助学生正确、迅速地判断是否会产生“过定位”情况，就增加了“组合定位中‘过定位’的判断方法”一节，并列举汽车、发动机制造中几个有代表性的例题。这样，虽然多花费了一些课时，但有了实效，使学生对一些基本概念和基本原理掌握更扎实，这是十分值得的事。

在有些章节上，并不是按照书上所列顺序一成不变地讲解，而是根据内容之间的内在本质与相互联系来论述。做到环环相扣，使讲课富有系统性和条理性，学生也能听得明白，理解得快，掌握得快，掌握得牢。

（三）课堂教学中注意联系生产实际

汽车制造工艺学是一门实践性很强的课程，学生对这门课程的普遍反应是“看看容易，听听懂，用用错”。因此，如何正确运用，是一个很重要的问题。应采取认识、实践、再理解的教学方式。在实际生产中，对于一个工艺问题的解决，其方法往往不是一成不变的，但加工质量是受到生产条件、生产类型、零件的结构等一系列因素的影响。所以，在课堂讲授中也就不能囿于课本，而应与生产实际紧密联系，采用案例教学法，加深学生对知识的理解。如讲“工件以孔在水平心轴上定位时定位误差的分析”的内容时，向学生交待清楚，教材中的分析方法其理论依据是工件只受重力的影响，而忽略了夹紧力和其它外力影响因素，以及夹具的制造精度及其使用具体情况，这是为了分析问题方便所采用的方法，而这种方法在加工中的质量保证上有明显的缺陷和不足。这样，既启发了学生思维，将制造工艺与汽车、发动机的原理与设计知识联系起来，使他们能够积极、主动地去学习发现，又提高了学生的实践能力，使其能够熟练掌握、灵活运用。

（四）充分利用多媒体手段

随着计算机技术、网络技术等信息技术的飞速发展，多媒体教学已成为高校教学的主要模式，并有改变传统教学模式（即口授＋板书教学模式的）特点，给高等院校的教学改革带来了新的契机。特别对于汽车制造工艺学课程，由于其图形量大，尤其是有些机构还存在复杂的运动关系（如工件的定位与夹紧机构、分度机构等），使用多媒体教学更凸显其优势。在汽车制造工艺学的教学中采用多媒体手段，除可以提高课堂教学效率外，更主要的是可以采用文字、图片、动画和视频相结合的方法，使一些抽象难懂的内容变得直观而形象。此外，还可以通过网络更新丰富的前沿资料，及时介绍一些新技术、新材料、新工艺。值得注意的是，当今社会技术发展日新月异，新的工艺方法层出不穷（从协同设计、数字加工到虚拟装配，从低碳生产、绿色制造到生物制造等等），教师也要不断更新知识、充实提高自己。

三、完善工艺实践环节，加强综合运用训练

为了使学生获得感性知识，了解和掌握汽车制造工艺基本的实际知识，验证理论、加深理解、巩固已学知识，培养运用所学知识去分析和解决生产实际问题的能力，在理论学习的过程中，还应考虑安排一个重要的实践性教学环节——工艺实习。

在实习前，首先向学生讲清工艺实习的内容和具体要求；在实习时采取听报告、车间参观、个人作业等多种环节与方法；实习结束后要求学生提交书面实习报告。报告中必须有规定的实习内容及个人作业内容，不仅要有生产实际的说明，还必须对生产问题作必要的说明，以及对改进生产的建议。

通过实习，使学生根据零件的结构和具体的生产条件及生产类型，完成零件的机械加工工艺规程的编制；提出合理的夹具结构方案或设计出切实可行的典型工装夹具。实习结束后，要求学生撰写个人实习总结，其内容强调从一两个生产实际零件入手，写出解决工艺问题的方案和建议，而不是“流水帐”式的日记。

工艺课程设计是为后续理论课程学习和进行毕业设计打下一个必要的理论和实践相结合的基础。“眼过千遍，不如手过一遍”。工艺课程设计具有综合性、实践性和灵活性。也正是由于灵活性，才能激发学生的积极性和创造性。通过工艺实习和课程设计既可巩固以前所学知识，又可提高学生的实际工作能力。更重要的是使学生们知道了为什么要学习这门课以及怎样学好这门课。例如，在进行加工工艺规程制订时，要说明工艺规程没有绝对的对和错，只具有相对的合理性。这不同于其它基础课，可以通过公式求得结果。加工怎么安排很灵活，其决定性因素取决于生产条件，不同的生产条件对同一零件可能有不同的加工方法，即结果往往不是唯一的，而具有多样性和灵活性。在解决某一具体的工艺问题时，需要全面地加以考虑，尤其要强调注意正确处理质量、生产率和经济性三者之间的辩证关系，达到多（产品）、快（效率）、好（质量）、省（成本）的目的。

四、结语

汽车制造工艺学是一门知识面宽、实践性强、应用性广的课程，也是培养学生掌握保证汽车产品质量、提高生产效率、降低生产成本等工程技术本领的课程。只有从其特点入手，了解课程体系的内在规律性，紧密结合生产实际，密切关注汽车制造业的发展现状，通过不断完善、更新、充实教学内容，探索多元化的教学方法与手段，不断深化改革，才能达到有效提高教学质量的目的。