“汽车制造工艺学”的教学创新与实践

谢翌　胡晓松　李伟　胡建军　马黎俊

[摘 要] 从“汽车制造工艺学”的教学现状出发，根据课程特点与教学中的问题提出了教学体系化以及提高教学效率的总体改革方向。通过产学结合、课程设计与课堂作业并行的方式进行了教学创新。实践证明，该方法可以有效提升学生的学习效率，整体提高对该门课程的掌握程度。

[关键词] 汽车制造工艺学;教学改革;教学实践

[作者简介] 谢 翌（1983—），男，重庆人，博士，重庆大学汽车工程学院副教授（通信作者），主要从事新能源汽车热管理、电池热管理研究。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2021）12-0085-04   [收稿日期] 2020-09-26

汽车是目前最为常用的交通工具之一，汽车从生产制造到成品运营，都与人们的日常生活息息相关。同时随着汽车工业的发展，人们对于汽车这一产品的要求也日益提高，尤其是在制造层面，转而向高精度高自动化制造方向发展[1]。而纯电动汽车以及混合动力汽车的推出，更是给汽车制造工艺带来了新的机遇与挑战。因此，学生在学习汽车制造工艺学的基础知识时，应该与实际生产相结合来理解学科本身的内容，学会灵活应用汽车制造工艺学的理论进行工艺流程设计。

一、“汽车制造工艺学”教学现状

“汽车制造工艺学”涉及汽车制造流程中的各种主要工艺流程，包括汽车零件毛坯的成型与精化、汽车零部件的机械加工工艺与装配工艺、汽车车身覆盖件的冲压成型工艺、汽车轻量化与塑料化的塑料与复合材料的成型工艺等[2]。主要要求学生掌握汽车制造过程中的加工工艺，重点是加工余量、工序间尺寸及其公差的确定以及工艺尺寸链的原理与应用。根据目前教学经验，“汽车制造工艺学”的教学现状主要是有限的课时量与繁多的知识点之间矛盾，以及零碎抽象的理论知识点与实用性很强的学科特点之间的矛盾。

（一）有限的课时量与繁多的知识点之间的矛盾

目前，“汽车制造工艺学”课时量普遍在48学时左右，而对于一门系统的学科而言，当前的学时无法完全涵盖学科的全部内容。考虑学生的接受能力，以及统计层面上的学习效率，有限的课时量与繁多的知识点之间的矛盾会始终存在。课时量与知识点量之间的矛盾也是教师教学授业与学生听课学习之间的矛盾，需要协调有效课时时间与重难点知识点，同时考虑可能出现的不确定性。因此，该课程的改革方向不应单纯的增加课时量或者减少课本知识点，而应该尽可能提升教学的效率。

另外，为了让学生在48个学时中掌握“汽车制造工艺学”课程重要知识点，教师需要根据课时量以及知识点有针对性地制定一个教学计划，进而让学生能够很好的接受所学的内容，以便达到学后灵活运用的目的。作为学生，需要在仅有的48个学时内充分利用课堂与学生及老师进行交流，进而完善自身知识面、思维上的不足，从而充分提高学习效率。因此，该课程的改革方向不应是单纯的增加课时量或者减少课本的知识点，而应该在现有的课时基础上将知识进行系统的整理，并采用适合的教学方式对学生进行引导，尽可能提升教学的效率。

（二）零碎抽象的理论与实用性很强的学科特点之间的矛盾

“汽车制造工艺学”中涉及的工序设计、误差计算、工艺尺寸链原理在汽车加工过程中具有非常重要的作用，但是作为教材里的理论，因为没有生产实践过程的支撑，学生在学习时就会觉得十分抽象，这也是目前该门课程的教学难点，也是学生普遍掌握不好的原因。另外，“汽车制造工艺学”属于成体系的学科，除了重点需要掌握的知识点外，其中纷繁复杂的知识点依然较多，涵盖的汽车产业的范围也十分广泛。学生在片段化学习时容易陷入死记硬背知识点的误区，导致学习效率降低，教学质量也无法取得预期效果。

二、“汽车制造工艺学”课程改革原则

对于“汽车制造工艺学”的课程改革创新，需要把握的重点是促进课程教学的体系化以及提高课堂教学效率，解决课时量不足带来的问题。

（一）课程体系化

课程教学的体系化包括课程本身的体系化与教学环节的体系化。课程的体系化要求“汽车制造工艺学”在编排书目时就要保证知识点之间的系统性、连贯性，而教学的体系化则是建立在课程体系化之上的。目前教學中的问题在于，对于工科学生，在学习“汽车制造工艺学”时，面对的只有一个书本以及相互分离的几章内的知识点，缺乏对该学科一个整体性系统性的认识，导致在学习的过程中陷入学习—遗忘的循环中，降低了学习的效率，也不利于教师完成教学任务。因此在教学的过程中，需要在教师、学生以及课本之间加入新的变量或者媒介，以达到将三者之间的信息有机的融合起来的目的，形成教师—媒介—学生这一互相反馈的教学体系。其中，这个新的变量或者媒介既能集中反映“汽车制造工艺学”的大部分知识，又可以让学生参与其中，通过文字信息以外的方式获取知识，系统性的学习与巩固该门课程的相关知识。例如，教师在讲完“工件的机械加工质量与定位机床夹具”课程之后，紧接着就要讲“机械工艺加工工艺流程的制定”这一课程，在讲这类前后衔接紧密的课程时，教师可以留出充分时间让学生理解课程的理论知识，再通过媒介采用观看实践视频的方式，让学生进一步掌握机械工艺加工工艺流程的制定以及实践制定过程中的注意事项，这样能够让学生融会贯通。

（二）考虑课程间隔

提高课程教学效率要考虑到课程设计的间隔性。“汽车制造工艺”这门课程的学科特点，学生在学习该门课程的时遗忘程度较高。课时数少而分散，学生接受困难，这都对课堂教学的效率提出了新的要求。因此，从学校组织汽车制造工艺学课程的角度来看，这门课程是车辆工程专业的主要课程之一，课程内容涵盖的生产效率、经济成本以及汽车制造工艺质量相关内容为重要知识点，通过课程的教学和教师教学环境的有机配合，能够使学生进一步掌握机械制造的原理、机械工艺规程以及设计专业夹具的基本能力，让学生进一步综合掌握机械加工工艺系统流程，从而让学生所学的内容与未来企业所需紧密衔接。从学生的角度出发，针对教学效率的课程改革的总体方向是将教学与作业相结合，学生完成作业的同时也是在进行自我教学或者团队教学。这样可以弥补上课时间的不足，也增加了学生重复记忆知识点的频率，实现教学相长。而实现教学与作业相统一的具体形式可以根据学生整体素质、学校教学能力的不同进行调整。此外从教师的层面出发，还需要对教师进行集中培训，打造一支高水准高能力的师资团队，确保教师在授课时可以正确精准的阐述课本知识，让学生在理论基础方面得到正确的引导。

三、“汽车制造工艺学”课程改革的实践

（一）产学结合，优势互补

“汽车制造工艺学”是一门实践性很强的课程，所有的知识源于生产，最终又回归于生产。课堂上的大部分知识甚至可以在一次生产过程中集中体现，因此让学生初步参与生产实践过程，相当于引入了一个课本之外的媒介，让学生通过直接接受知识以外的方法进行学习[3]。而且生产实践要求的知识的综合性更高，因此更容易让学生系统地体会到本课程的整体框架，也有利于对其进行记忆。根据对本学院的学生基本能力的综合评估以及学院的教学资源配置能力，笔者联系到本校的金工实习培训部门并请到了校外汽车生产一线的技师，为学生们演示汽车加工过程中的某些具体步骤。其中毛坯的制取与粗加工阶段主要是参观，让学生对于该步骤有一个感性直观的认识。而对于涉及尺寸链原理以及误差计算方面的知识，则在金工实习培训部门能力范围内设定部件的加工精度要求，需要学生们通过分小组设计简单部件的加工工艺以满足该精度。不同的小组之间设计不同的部件，要求最终几个部件可以装配到一起。中间需要具体上手操作的部分可以请金工实习培训中心的人员帮忙，而设计工艺的阶段也可以由生产一线的技师实时指导。这样设计的好处在于，避免不必要的难度设定以至于该方案学生无法完成，又可以让他们在运用知识设计的过程中，与不同组之间有效沟通，同时在与加工师傅和一线技师交流的同时，修正自己在知识上的错误认知。由于设计的是相对简单的部件，不会因为任务繁重而占用学生太多的时间。

（二）课程设计与课堂作业相结合

课程设计与课堂作业的目的是一致的，主要是希望学生可以在课堂外对相关知识进行巩固，区别在于课程设计是需要长期完成的，而课堂作业则是短期内进行知识重复的方法[4]。将二者结合的目的是实现课堂的延续以弥补课时数的不足。根据记忆曲线原理，及时重复接受知识可以加深对知识点的记忆，以达到长期记忆的目的[5]。再有，课堂作业不仅方便检验学生对汽车制造工艺学理论知识的掌握情况，还能够进一步激发学生的机械加工设计创作潜能，进而使他们拥有一个良好的专业学习习惯。把課堂作业融入课程教学过程中，形成教学互动，进而提升学生积极性，避免学生懈怠等不良现象。如今，大多数高校汽车制造工艺学课堂以讲为主，实践为辅，为了避免这种“填鸭式”教学方式。笔者在课程实践中尝试在学习完成误差链的讲授后，布置课程设计任务，与上一节提到的产学结合的实践内容相配套，为每个学生提出个性化的课程设计任务，在课程设计结束后开启实践环节，这样可以最大限度的利用课堂外的时间。虽然每个学生的学习能力有所不同，但是因为是课下任务，因此允许学生之间互相交流，接受能力强的学生在指导其他学生的时候也可以对既有知识点产生新的理解。最终课程设计将作为期末考试的一部分，其中笔试占80%，课程设计占20%。将课程设计直接与期末成绩挂钩，是考虑到因为课程设计属于课堂外的内容，如果只作为一个粗略的评价指标，会有学生不认真对待。因此，这里通过给定课程设计分数，给学生一个量化的目标也有利于调动其积极性，而课程设计的目标并不难，避免学生的压力过大，使结果适得其反。

四、“汽车制造工艺学”课程改革试行结果

在“汽车制造工艺学”课程改革的过程中，笔者按照教学改革的要求，以提高课堂效率并加强课程知识的体系化为目标，深入学习国内外优秀教学案例，并根据重庆大学的教学资源的配置与学生的实际能力针对性的实行教学改革。在普通班级内，学生们普遍反映课程的知识点难以记忆。从学习误差计算的章节开始，班级的学习进度出现了明显的差异，随堂小测验的结果可以看出有很多学生此时出现了难以跟进学习进度的现象，班级的整体学习效率下滑。而在课程创新试行班级，因为加入了课程实践部分以及相配套的课程设计，学生的对知识的掌握程度明显改善。并且因为学生之间互相交流，形成了良好的组内与组间相互学习的良好氛围，班级的整体学习进度得以保证。从随堂小测验的结果来看，尽管学生的学习效果仍有差距，但是整体成绩有变好的趋势，低分段的学生学习效果明显改善。课程完成后，对课堂内72名学生采用匿名电子问卷调查的形式，收集学生意见。结果见下表1。

从统计结果可以看出，有超过85%的学生表示对本次课程改革满意，这表明本次课程改革创新除了获得了较好的教学成果，还在学生中获得不错的反响，总体来说是一次较为成功的尝试。但是有的学生反映，课程设计与实践环节都加入后课业压力较大，时间安排缺乏灵活性，这些问题都需要在今后的工作中慢慢调整。

参考文献

[1]杨沿平，唐杰，周俊.我国汽车产业自主创新现状、问题及对策研究[J].中国软科学，2006（3）：16-21.

[2]韩英淳.汽车制造工艺学[M].北京：人民交通出版社， 2009.

[3]董大奎，林冶.论“产学结合，校企合作”是高等职业教育发展的必由之路[J].中国高教研究，2005（5）：56-57.

[4]王荣先，万玉琼.汽车制造工艺学课程教学改革与实践[J].洛阳理工学院学报（自然科学版），2014，24（1）：79-81.

[5]Angel，Fidalgo-Blanco， Francisco，等.Knowledge Spirals in Higher Education Teaching Innovation[J].International journal of knowledge management（IJKM），2014，10（4）.

Abstract： According to the current situation， the characteristics， and the problems in the course of Manufacturing Technology of Automobile， this paper puts forward the general reform direction of enhancing the efficiency and the systematization of the teaching. Based on these principles， teaching innovation is conducted through the combination of the industry and education， the course design and the class assignment. Practice shows that this method can obviously improve students learning efficiency and their mastery of the course knowledge as a whole.

Key words： Manufacturing Technology of Automobile; teaching reform; teaching practice