应用型本科汽车设计课程教学改革与探索*

郭哲锋 李洲稷 康翔宇 阿俊利

摘  要  汽车设计是应用型本科院校车辆工程专业的核心课程，对培养学生的工程应用能力具有重要作用。为了改善当前教学效果不佳的现状，结合洛阳理工学院实际条件，对汽车设计课程的教学进行改革与探索，丰富和发展汽车设计课程的教学方法和内容，提升学生的学习热情，增强学生所学知识的综合应用能力。

关键词  应用型本科；车辆工程；汽车设计；教学改革

中图分类号：G642.0    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2022）16-0116-03

0  引言

近年来，我国的汽车行业快速发展，对车辆专业技术人才需求量激增[1]。与此同时，汽车行业也在经历巨大变革。在此背景下，如果继续沿用传统的教学方式进行车辆工程专业本科生的培养，将很难满足用人单位的需求，必将被时代所淘汰。为了提高应用型本科院校车辆工程专业本科生的培养质量，应当对教学方式进行适当改革。汽车设计作为车辆工程专业的核心课程，其教学效果对本科生的培养质量有着巨大影响。汽车设计课程涉及内容广泛，既可使学生对以往学到的多元化基础知识进行融会贯通，又为其后续进行毕业设计、汽车工程设计及研究工作打下坚实基础[2-3]。目前，课程的教学方式偏理论化，与现实工程问题结合不紧密，学生仅能从表面了解书本中的知识，无法领会汽车设计的基本思路，无法达到预期的教学效果[4-5]。对汽车设计课程在教学方面的改革进行研究和探讨，以期提高车辆工程专业本科生的培养质量，使其适应时代的发展和需要。

1  课程教学现状及存在的问题

汽车设计课程主要讲述汽车底盘中相关功能部件的基本设计原则和设计方法，内容涵盖机械、液压、材料、电控等多个领域的知识，课程知识的综合性较强。本课程目前在教学方面还存在很多问题，具体表现在以下几个方面。

1.1  教学模式单一

现阶段的教学模式主要是课堂讲授，课程的教学涉及汽车底盘各个功能部件的方方面面，内容十分丰富，课程学时短，理论教学任务重。一般以PPT演示稿的形式进行教学，如果遇到难以理解的机构，教师需要在演示稿中插入相应的2D原理图或简化版动图，有时还需要根据经验和技能在黑板上进行板书绘图教学，帮助学生理解和记忆。在传统的教学模式中，强调教学内容的完整性，教学方式一般按照教材的编排顺序进行讲解，每个章节大多是先讲授本章节主要功能部件的功用和设计要求，然后对其主要零部件的结构类型和工作原理进行认识与剖析，在此基础上结合机械设计和其他力学知识，对关键零部件的相关尺寸进行设计和校核计算，并穿插和说明某些需要规避与掌握的设计原则和技巧，最后讲解某些次要零部件和附属机构的设计要求。整个教学过程环环相扣、前后呼应，但由于学时的限制，教学模式相对单一，有些内容无法深入讲解和剖析，缺少其他方式的教学环节与理论教学内容进行补充，教学效果不佳。

1.2  考核方式不足

课程现阶段的考核方式主要以期末考试成绩为主、平时成绩为辅的方式进行考核。期末考试成绩占80%，考勤+作业作为平时成绩占20%，还可以根据学生在课堂随机提问和主动回答问题等互动环节的表现适当提升平时成绩，考核的方式相对固化，不利于体现学生对课程的掌握程度。从学生作业的情况来看，虽然有的问题在作业中已经训练，但课堂上对这一问题进行再次提问时，还是有一些学生不能很好地回答，这说明这些学生作业流于形式，学习态度不够端正。对期末考试学生一般比较重视，但有些学生喜欢考前突击强化学习，完全奔着考试成绩及格的目的而学习，脱离了学习的初衷。由于课程的知识点较为零碎且综合性较强，突击强化学习即使能够达到考试及格的目的，也很难消化吸收课本知识并做到灵活运用，考试成绩无法体现学生对知识的掌握程度。因此，考核方式有待改善。

1.3  学生基础知识储备有待加强

本课程作为车辆工程专业本科生培养过程中的重要节点，注重培养学生对先修知识的综合运用能力，需要学生掌握机械设计、汽车构造、液压传动、材料力学、电工与电子技术、单片机原理及应用等先修课程知识，对学生个人的基础知识储备水平和应用能力要求较高。课程中涉及计算的内容比较多，

公式复杂枯燥难懂，学生前期由于对先修课程理解不透彻，对于这部分内容厌学情绪较强。课程中涉及电控的内容较多，学生在充分掌握设计原则的基础上可以理解电控策略和方法，但是对于电路的设计和控制模块的开发则完全依赖于对先修电学知识的掌握程度。课程中还有一些需要用优化设计方法进行解决的问题，优化设计的理论和算法知识一般在硕士研究生阶段才会进行重点强化和学习，这对于学生广泛涉猎本专业前沿技术有一定的要求，这一类的内容学生普遍无法很好地掌握。

1.4  青年教师缺乏从业经验

本课程教学团队的教师都具有硕士或博士学位，近年来青年教师在团队中所占的比重越来越大。从青年教师的履历来看，大多数是在高校读完硕士或博士学位毕业，然后直接进入本校任教，缺乏在相关汽车企业从业的背景和经验。青年教师在攻读学位期间一般以学习专业知识和进行科研攻关类的活动为主，对于企业的生产流程和管理模式只在学习期间或多或少地从书本、老师或实习师傅那里有所了解，大都停留在理论层面。众所周知，汽车类设计人员只有在相关汽车企业工作一段时间，并深度参与汽车的设计和开发工作，才会使所学的理论知识与实际生产相统一，才能对汽车设计工作有一个全新的认识，而这些方面的实践经验正是当前青年教师所缺乏的。结果就是青年教师的教学内容与实际生产脱节，影响汽车设计课程的教学效果。

2  课程教学改革与探索

针对本课程教学中存在的问题，在学院领导的大力支持和本课程教学改革小组老师的共同努力下，结合洛阳理工学院现实条件，从各个方面进行一系列改革，取得显著成效。

2.1  理论与实践相结合

结合车辆工程专业培养方案的要求，仍坚持以课堂讲授的教学方式为主，但适当增强其他类型的教学方式。一方面带领学生到附近的汽车企业参观实习，让学生在参观实习过程中进一步理解和强化学习过的知识，增强学生的认识；另一方面，在指导学生拆装实习实训时，结合学生正在拆装的功能部件，让学生回答“为什么这样设计而不那样设计”此类的问题，并让学生结合汽车设计课程中介绍过的一些设计原则和技巧，找出拆装产品中的一些设计缺陷，再根据学生对问题的回答情况作出相应的指导和纠正。在一问一答的过程中，学生不仅在教师的带领下回忆和复习了汽车设计课程中学习过的知识，而且做到了理论与实际的结合，并能够灵活运用所学知识对问题进行解答，明白本课程具有较高的实用性，提高了本课程在心目中的地位和学习积极性。

适当设置现场教学方式的课时，到学院汽车零部件陈列室进行现场授课，结合陈列室中的零部件讲解课程知识。这种借助立体实物进行教学的方式，使学生更容易理解产品的工作原理和结构。在理论教学基础上开展多种实践与理论教学相结合的教学方式，显著提升了学生对于汽车设计课程的学习兴趣，增强了学生的工程实践能力，教学效果显著增强。

2.2  考核方法改革

针对传统考核方法的不足，对考核方法进行改革，设置一个分组设计演练环节的考核作为期中测试成绩，将传统的成绩构成进行重新分配。新的成绩比例构成变为期末考试成绩（40%）+期中测试成绩（40%）+平时成绩（20%）的形式。分组演练时将学生每5～6人分为一组，结合课堂教学中学习的内容，从功能部件的资料查阅、设计流程、原理图绘制、设计计算、三维设计等方面让学生在小组内部自主分工合作，完成一个功能部件的设计。让学生在设计演练的过程中熟悉汽车设计的方法和应当承担的角色，提高学生对于本课程的实践应用能力，也为即将到来的毕业设计环节做一个提前的简化版的预演。最后，教师根据每组上交的报告以及学生在小组中的分工及工作量的多少，综合给学生打分。分组设计演练充分调动了学生的学习积极性，学生为了获得比较高的期中测试成绩，会努力增加和提高自己的工作内容和质量。由于学生各自进行的工作内容在班级内部基本没有重复，这样可以有效避免相互抄袭的现象，更进一步督促学生依靠自身的努力学习掌握相关知识，完成自己分配的工作。新的考核方法充分反映了学生对于本门课程的掌握情况，提升了学生对于本课程的综合应用能力，还可以根据设计演练每个项目的完成情况为以后的教学提供相应参考，便于改进教学。

2.3  引导学生自主学习

为了改善学生基础知识储备较弱的现状，通过各种途径引导学生自主学习，提升学生的知识水平和学习的积极性。对于复杂难懂的计算公式，要求学生课前有针对性地查阅先修机械设计课程的相关知识点，并在授课过程中随机抽取学生对公式中相关参数的含义和影响进行讲解，督促学生自主学习和巩固先修知识，提升综合应用能力。对于电控类内容，在充分讲解控制策略的基础上，鼓励班级中参加过循迹小车大赛的学生带领其他学生进行控制电路的实物搭建或虚拟仿真，电学知识基础较差的学生在技术水平相对较高的参加过循迹小车大赛学生的指导下，自主学习和参与的热情都较高，对于电学知识的学习质量和应用能力提升较快。控制模块开发完成后，可以推选代表在课堂上对自己小组所做的工作内容进行演示和讲解，教师结合学生讲解的内容进行适当补充和修正，既提高学生自主学习的热情，又强化先修电学知识的综合应用技能。对于优化设计类内容，课堂上结合简单实例给学生普及优化设计算法的原理和一般求解过程，并将课程中的优化设计问题适当简化，让学生应用优化设计方法尝试进行优化求解，在自主学习的同时拓宽视野，培养创新精神。

2.4  完善教师结构

对于现阶段青年教师缺乏相关企业从业经验的现象，学校和学院层面出台很多制度和管理办法。一方面，学校引导和鼓励青年教师到相关企业和单位挂职锻炼。一般要求青年教师到企业挂职锻炼的时间不少于半年，并要求深度参与挂职企业和单位的实际生产，将挂职锻炼这一增强青年教师工程实践经验和技术水平的工作落到实处。青年教师到相关企业挂职锻炼以后，对于汽车企业的实际生产有了全新的认识，对汽车设计课程的理论教学内容和实际生产之间的脱节问题有了进一步的了解。另一方面，学院积极引入本地区相关行业的知名专家和技术人员担任外聘教师，给车辆工程专业的本科生讲授汽车设计课程。外聘教师具有丰富的工程实践经验，上课时能够结合各种工程实例给学生讲解汽车设计课程的知识点和应用场景，并将工作中可能遇到的问题进行详细讲解，极大地增强学生的学习积极性，提高学生的见识和知识水平，丰富课堂内容，使理论教学与实际生产实现有机结合，教学效果明显改善。

3  结束语

汽车设计是车辆工程专业的核心课程，其教学效果深刻影响本科生的培养质量。针对本课程在教学中存在的问题，实施一系列教学改革。对单一的理论教学模式进行调整和拓展，课程结合企业参观实习、拆装实习等实践环节，并开展现场教学等多种实践活动实现理论与实际的统一，增强学生对本课程知识的理解。对考核方式进行改革，设置一个分组设计演练的环节作为期中测试，新的考核方法更加注重反映学生对于本课程知识的综合运用能力。通过各种途径引导学生自主学习，培养学生应用先修知识解决本课程问题的能力，向学生普及优化设计的算法原理等，拓宽学生的视野，提升学生先进设计手段的应用技巧。完善教师结构，鼓励青年教师到相关企业挂职锻炼，并引入外聘教师，使理论教学与实际生产实现有机结合。通过课程改革与探索，增强学生的学习热情，提升学生自主学习的意识，培养学生对于本课程的综合应用能力，也为应用型本科教学改革提供思路，为应用型人才的培养提供切实有效的改革途径。改革的实施总是充满困难，下一步应针对教学改革内容进行更加深入的研究。

参考文献

[1] 周辉，宋伟志，赵海军，等.应用型本科车辆工程专业专用汽车结构与设计课程改革研究[J].中国现代教育装备，2017（17）：42-43.

[2] 雷治国，陈铭年.车辆工程专业“汽车设计”课程教学改革探索[J]．福建教育学院学报，2017（4）：113-116.

[3] 喻厚宇，黄妙华，钟绍华，等.汽车设计课程研讨式教学方法研究[J].大学教育，2017（5）：56-58.

[4] 刘西，胡远志，蒋成约.面向现代汽车开发的汽车设计课程教学改革与实践[J].科教导刊，2013（23）：179-182.

[5] 崔庭琼，范健文，杨磊，等.《汽车设计》教学方法改革探索[J].才智，2018（20）：153.

*基金项目：2020年度洛阳理工学院教育教学研究项目“新工科背景下基于信息化的混合式教学模式在课程教学中的应用与探索”（项目编号：JY2020021）。

作者：郭哲锋，洛阳理工学院智能制造学院，讲师，研究方向为车辆动力学与控制技术；李洲稷、康翔宇、阿俊利，洛阳理工学院智能制造学院（471023）。