新工科背景下基于BSC的汽车构造课程教学改革探索

高欣 孟凡环 张士强 孙立晶 张聚涛 张卫国

摘 要：新工科对传统工程教育提出新的要求，汽车构造课程传统教学模式的教学效果有待改进，文章分析了汽车构造课程特点，基于BSC学科竞赛探索基于赛车和赛事的课程现场教学改革，探索了理论教学、实验教学的相关教学组织与教学方法，初步达到了课程教学与学科竞赛的双赢，有利于培养学生的综合素质，实现了新工科工程类应用型本科专业的培养目标。

关键字：新工科;汽车构造;BSC;学科竞赛;车辆工程;现场教学

中图分类号：G642.0  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）21-196-03

Abstract： The New Engineering Disciplines Structure puts forward new requirements for the traditional engineering education. The traditional teaching mode of automobile structure course needs to be improved. This paper analyzes the characteristics of the teaching about automobile structure course， explores the on-the-spot teaching reform based on BAJA-racing car and BSC process based on the development of BSC subject competition， explores the teaching methods of theory teaching and experimental teaching， achieves a win-win situation between course teaching and subject competition， cultivates students' comprehensive quality and realizes the training goal of engineering education in the the application- oriented undergraduates.

Keywords： New engineering disciplines structure; Automobile structure; BSC; Academic competition; Vehicle eng -ineering; On-the-spot teaching

CLC NO.： G642.0  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）21-196-03

1 引言

在教學实践中，板书加多媒体的传统教学效果不能很好地将理论和实践融合，课堂加实验易造成理论与实践两张皮，这跟新工科倡导的工程专业素质教育相差甚远。传统教学中学生融入度低，主体性差，学有所用不及时。课程的载体仅限于教材、媒体、文献、教具等，难以承载新工科对复杂工程能力的培养目标的达成。BSC竞赛和赛车能贯穿课程学习的全过程，承载理论学习和实践实习，利用和挖掘BSC等学科竞赛的教学价值，将有效促进教学改革。[1]

2 汽车构造课程分析

2.1 汽车构造课程性质

汽车构造是本科车辆工程和汽车类专业的基础核心课程，也是车辆工程专业学生接触的第一门专业课程，课程核心是学习汽车的构成和基本原理，既是专业启蒙，也是后续众多专业课程的学习基础，学习过程中需要机械、电子、材料、力学、液压等多领域知识的支撑去理解课程内容。

2.2 理论部分

对于初次接触专业课的本科学生，课程中涉及整车的宏观到局部，信息量大，知识点多而杂;知识体系大而复杂，学习线索长;工程识图能力差，图与物对应难度大;专业术语多且难记忆难以理解，指导实践的价值有待挖掘;既要懂技术缘由与沿袭，更要突出实践指导价值，并支持后续专业创新思维。

2.3 课内实践

课内试验多为验证性和演示性，一般安排在理论课后，学生只能在老师给的框架下行动，压制了学生的探索性、创造性和积极性。实验与理论容易两张皮，实践机会少，理论与实践的融合范围、融合深度被制约。

3 BSC教学功能分析与开发

3.1 BSC介绍

BSC是中国汽车工程学会巴哈大赛（BaJa SAE China）的简称，也称中国大学生巴哈大赛，赛事为各全国院校同台竞技，各院校在1年内使用同一型号发动机，设计制造出一辆单座、发动机中置、后驱的小型越野车参加比赛，竞赛包括静态和动态项目的测试。

赛事初衷是培养与锻炼汽车初学者的系统工程实践能力。赛事是由中国汽车工程学会推出的一个全新的技能型人才培养平台，其目的是激发参赛学生的学习兴趣，促进学生主动学习并进行深入钻研的热情，从而使其全面深入地掌握汽车整车设计、制造、装配、调试、维修等多方面的专业能力和合作等情感素养。[2]

3.2 BSC参赛的教学价值

自2017年，唐山学院组织学生参加BSC大赛，比赛成绩逐年向好，学生反馈积极。分析大赛的教学价值，参赛使学生成为学习的主体，学生的学习质量和进度与造车的进度、质量以及赛事的成绩排名相关，大赛让理论与实践融为一体。

造车是一个典型的复杂工程，要求所学即所用，所用源于所学。BSC的赛车全部由学生自己设计制造，“从0到1”诞生一台参加比赛的赛车，需要学生们在汽车构造的理论框架下学习、想象、论证、研讨、创新、实验等反复过程。更大的想象和创新的空间使同学们大胆地把自己的想法说出来，并做出来，典型的汽车工程也包含了具体的实验内容，学生的工程实践能力可以得到具体的培养。

3.3 BSC教学功能开发

“做中学、学中做”符合工程类专业的认知规律，车队队员在实验室、赛场、设计室不断地重复实践和理论学习，让理论有的放矢，让实践有理有据，学生的综合工程素养得以培养和提高。

课题组也在理论教学案例、教学方式、实验项目等方面结合BSC赛车，相关课程知识点的教学就在实习车间的赛车旁进行现场教学，BSC赛车和赛事用来导学、促学、支持相关的教学过程，学生的学习状态、学习方式大为改观。

4 基于BSC的现场教学模式改革

现场教学法是师生同时深入工程现场， 通过对现场事实的调查、分析和研究，从而认识问题、研究问题和解决问题的教学方式。BSC赛车基本没有覆盖件，汽车各系统结构简单，易于研究，亲近学生，适合作为教学模型，师生以赛车为载体现场教学、提问、研讨、提车问题、解决问题。[3]

4.1 基于BSC的理论教学

4.1.1 BSC参赛过程与教学过程融合

对汽车构造课程知识点进行梳理，相关知识点跟巴哈赛车系统和总成、巴哈赛车的规则、巴哈赛车的性能有机融合;把赛车造车的各个环节分解成子任务，分散到理论知识的讲解中，实现知识点与造车子任务的高度结合，做到有的放矢;把如何取得更好的大赛名次跟学习质量相互绑定。[4]BSC使学生能够学以致用，培养其解决问题的能力，实现从理论到应用，又从应用到理论的教学过程，实现理论知识的升华。

4.1.2 巴哈賽事案例作为教学案例

车队师生把历届学生在造车过程中遇到的问题作为教学案例引入课程，让同学们尝试寻求解决方法，学生分组协作，最终通过分析计算，找出解决的最佳方案，并应用到车辆的改进上。[5]教学过程中学生把自己的智慧变成成果，依托赛车加强了学生的理论理解、实际分析和计算的能力，培养和发挥学生的创造性思维和解决实际问题的能力。以课程转向系知识点为例，由于转向系中涉及的杆件较多，且连接、相对位置等较复杂，其牢固性，传递运动的稳定性等均较难理解，教师就把17年BSC赛事中组委会提出的 “前轮转向节中固定稳定杆的横立柱的螺栓容易脱落，不能保证赛车的安全性”赛车问题让学生分组分析并解决，结果不仅使赛车性能得以完善，同时该章节学习也在一次典型的工程实践中理解和掌握。

4.2 基于BSC设计实践教学

以BSC竞赛为驱动，充分激发学生的学习主动性和积极性，将被动学习转化为主动学习，将实验目的工程化。课程组将五个实验按照其所属模块分为拆装实验、模型制作实验、赛车实车实验三类，从而实现分层次、渐进的实验教学过程。拆装实验主要是对课程所学知识的巩固和进一步理解，而作为拆装对象的巴哈赛车的机构更适合做教学模型;模型制作实验主要是对课本知识的深入分析及模拟成型，实验对象为赛车的典型系统;赛车实验是赛车为载体，完成实物的相关性能试验，重现赛车车检环节。基于BSC设计的实验，实现从课本到模拟再到真实赛事的完整过程，理论与实验相互融合，实验与实际工程相互印证，理念和实际相互交融。学生在做这些实验时不仅有了较高的学习兴趣、学习目标更明确具体、工程实践能力得到训练、也为后续的竞赛和课程学习打下了坚实的基础。[6]

5 教学改革成效

竞赛的竞技排名能激发学生集体荣誉感、团队精神、学习热情等，理论对接实践，实践追溯理论。依托大赛同学们学习目的明确，小组学习、探究学习、项目学习等得以实现。

现场教学模式在17、18级车辆工程专业进行了教学实践，汽车构造理论与造车实践相结合的现场教学方式取得了初步的效果。教学改革初步实现了竞赛和教学的双赢，初步形成了基于BSC的课程教学体系和实践教学体系，学生的知识水平、工程实践能力、情感、团队精神、意志品质、工程素养等均得到了培养和加强。

参考文献

[1] 杜灿谊.新工科背景下汽车工程应用型人才实践与创新能力培养体系建构[J].中国教育技术装备， 2019， 000（004）：87-89.

[2] 我校赛车队勇夺中国汽车工程学会巴哈大赛冠军[J].厦门理工学院学报，2015，23（04）：113.

[3] 张海燕，肖昌龙，赵姣，李凤.现场教学法在《园林树木学》中的运用[J].教育教学论坛，2019（04）：203-204.

[4] 高欣，汤生安，齐雪玉.基于BSC提高车辆工程专业工程实践能力的教学改革探索[J].汽车维护与修理，2018（12）：55-57.

[5] 高欣，汤生安，齐雪玉.浅析大学生竞赛团队管理——以全国大学生巴哈大赛为例[J].汽车维护与修理，2018（04）：80-82.

[6] 陈齐平，谢银飞，曾礼平，宋小科，王天田.以科技竞赛为载体培养车辆工程专业学生创新实践能力探索[J].教育现代化，2020，7（11）： 32-35.