基于云平台的汽车设计课程教学改革初探

郭栋　冯仁　李文礼

摘 要 汽车设计是车辆工程专业非常重要的一门专业核心课程。本文介绍了汽车设计课程的主要内容并分析了目前该课程教学中存在的一些问题，提出了基于云平台的汽车设计课程教学改革方案。

关键词 汽车设计 云平台 教学改革

1课程意义及内容

汽车设计是车辆工程专业非常重要的一门课程。该课程几乎涵盖了车辆工程专业所有基础课程和专业课程的全部知识，它融合了机械、电子、液压、材料、软件工程和人机工程等多个学科，能够让学生将自己在三年多的时间里学到的所有知识充分糅和起来，并能够体现车辆工程专业学生的综合专业素养。所以，汽车设计课程是车辆工程专业教学成效的一个重要体现点，也是展现学生学习效果，体现学生综合素养的重要窗口。

传统的汽车设计课程教学分为理论教学和课程设计两大部分。理论教学主要讲授包括汽车整车设计基本原则及步骤；离合器、变速器、万向传动轴、驱动桥、悬架、转向系和制动系等各总成的基本设计方法。课程设计一方面是对理论教学的补充和完善，另一方面也能够培养和提高学生运用理论于实际的能力。课程设计一般选择理论教学中难度适中的零部件或总成进行设计（如机械式变速器，转向系），训练学生的载荷确定、强度分析和绘图等方面的能力。

2目前教学中存在的问题

2.1教学内容缺乏“时代感”

随着汽车技术逐渐成为一个多学科交叉且日新月异的技术领域，很多新技术、新材料、新结构、新方法在实际中已得到大量应用。然而和其他一些专业课程一样，目前汽车设计课程仍然主要以老旧的传统技术为讲授对象，很少涉及到已经得到充分运用的新技术和新观点。比如，目前汽车设计课程中针对变速器的设计主要是传统的手动变速器，关于自动变速器的设计内容非常有限，更谈不上液力变矩器、湿式多片离合器、行星齿轮等关键零部件的设计，而这些内容又是目前的变速器生产企业进行技术改革和创新所急需的掌握的技术。

2.2课堂教学形式单一

传统的课堂教学是教师通过放映PPT展示教学内容。一页接一页的PPT不仅使得课堂变得单调乏味，降低了学生的学习热情，同时也使得学生缺乏对学习对象直观而深刻的认识，导致学生对汽车零部件及总成的认识停留在抽象的文字概念上。

2.3理论与实践分离

目前我校汽车设计课程的理论教学与实验教学相分离，且时间间隔较长。一方面导致学生在理论学习过程中缺乏对实体的直观感受，从而对抽象枯燥的理论学习的兴趣降低，使教学效果大打折扣；另一方面，由于间隔时间较长，学生对理论知识的遗忘比较严重，导致实验教学过程中学生不能很好地将理论知识运用到实验课环节，从而使得实验教学的效果也不尽如人意。甚至有时理论教学和实验教学的教师也不同，使得学生对于不同教师教学特点的把握更加困难，这又进一步割裂了理论与实验教学，削弱了教学效果。

2.4学科交叉程度大，专业跨度大

目前的汽车设计虽然主要是以零部件的机械设计为主，但各个零部件之间的要求、结构和工况都存在着较大的差异。这就要求教师熟悉汽车构造、汽车理论和机械设计方法。如果考虑到机电一体化设计，还需要教师具有汽车软件工程、电子技术等方面的知识，要求非常高，还要起到对本科课程总结和应用的作用。所以汽车设计不仅是专业课程，也是总结提高的课程，其授课难度较大。

2.5缺乏课外答疑途径

无论是理论教学还是实验教学，都几乎只限于课堂上的讲授。由于学生和老师之间缺乏一种及时有效的交流渠道，所以当学生在课外遇到疑难问题时无法得到最及时的指导和解答，这会在一定程度上削弱学生学习的积极性和思考的主动性。

3基于云平台的教学改革

一所学校、一位老师、一间教室，这是传统教育。“互联网+教育”、“云平台”给传统教育提供了无限发展空间，可以实现资源共享，促使理论教学和实验教学在时空上高度融合，同时能够补充教材上没有涉及到的新技术、新方法，显著提升教学的效果。

3.1教学内容中引入新技术

教学内容陈旧和课堂教学形式单一的问题，可以通过云平台添加当前汽车设计中的新技术、新思想、新潮流为教学内容而得到很好的解决。教师在备课阶段收集和整理出有关汽车设计的新新技术和具备发展潜力的未来技术，在云平台上形成一个“新技术教学资源库”。在课堂教学中，将汽车设计教材的基础知识与云平台的“新技术教学资源库”相结合，形成“新”、“旧”搭配的新的教学模式。在传统教学内容的基础上通过云平台补充新技术教学，一方面可以使学生对汽车设计课程的基础知识理解更加透彻，提升学生的专业素养；另一方面开阔学生视野，使学生对汽车设计技术的发展方向有更为清楚的把握，有助于学生明确学习目标，提升学习热情和学习主动性。云平台具有使用方便、资源丰富、可实时更新资源等诸多传统教学所不具有的优点。在“互联网+”时代，有效地将互联网应用到教育中去，形成“互联网+教育”的新型教学模式，是教育模式的一大创新，也是未来教学模式的发展方向。

3.2引入模型教学

对于复杂的机械结构，仅仅依靠文字描述或者图片展示难以使学生对其有很清晰的认识，这会导致学生在理解复杂的结构特点和工作原理时比较吃力。通过云平台引入相應教学案例的三维模型，可以非常直观地观察任何一个部位的结构，极大地帮助学生对于案例的认知和理解。在准确认知的基础上继续开展教学，不仅可以加快教学进度，提升教学质量，更能在减轻学生理解困难的基础上提升学生的学习热情和学习积极性。除了在课堂上借助模型帮助学生认识和理解，同样可以通过云平台将模型进行共享，让学生在课外结合教材对模型进行进一步讨论、研究，进行更深层次的思考和探究，使学生形成自己对该案例的理解和观点。

3.3搭建虚拟实验室

搭建基于云平台的虚拟实验室，形成理论教学与实验教学的无缝对接，解决理论与实验分离的问题。理论教学和实验教学是汽车设计课程的“姊妹篇”，二者是“鸟之两翼，车之双轮”，起到相辅相成的作用。云平台教学虚拟实验室通过虚实耦合，依托基于云平台技术的智慧校园，重构实验硬件，将理论讲授和实验资料存放在数据库中，虚拟实验通过超链接与虚拟场景联系，生成交互式虚拟教学实验数据，达到课堂就是实验室，实验室就是课堂的效果。依托学校建设的私有云平台，可以保证计算存储设施的灵活性、可用性、低成本和稳定性。通过私有云平台，实现中心理论讲授资源和实验教学资源在校内、校外的共享，提高教学资源的利用率和共享面，有助于提升学生课堂效果、学习兴趣和实践操作能力。

3.4开辟师生沟通渠道

由于种种原因，大学生和老师之间的课外交流很少，而很多问题的发现和解决往往又是通过这种交流完成的，云平台为学生和教师的交流提供了渠道。首先，云平台可以消除时空上的差距，学生在课外遇到任何问题都可以通过云平台向教师反映，教师可以实时解答。同时每一个问题和相应的解答都将积累在云平台的“问答资源库”中并向每一个学生开放，成为学生总结和回顾知识的重要素材。另外，云平台为学生和教师提供在线面对面的交流渠道。可以是一对一，一对多，也可以是多对多的交流模式，形成学生和学生、学生和老师以及教师之间相互交流的课外交流模式。

参考文献

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