创新教育与汽车构造深度融合的实践研究

屈小贞，田国红，关亮亮，李 刚，郑利民

创新教育与汽车构造深度融合的实践研究

屈小贞，田国红，关亮亮，李 刚，郑利民

（辽宁工业大学 汽车与交通工程学院，辽宁 锦州 121001）

为适应现代化社会科技高速发展需求，高校更加注重培养具有创新思维和创新能力的大学生。文章基于应用型本科院校人才培养理念，通过开展创新教育与汽车构造课程深度融合的实践教学研究，旨在从根本上提升学生的实践能力和创新能力。实践证明该研究不但能够加快学生对汽车构造专业知识的吸取和归纳，还能在教与学的过程中提升学生学习兴趣和创新实践能力。

创新教育；深度融合；创新实践

多数高校的汽车构造课程采用理论教学为主、实验教学为辅的教学方式，注重学生的理论知识水平，却忽视了学生创新实践能力的培养，致使部分学生在实践工作中存在创新能力不足的问题[1-3]。

为适应现代化社会汽车新技术高速发展的需求，相关高校高度重视汽车产业的创新教育，创新教育已成为建立科技强国的有力支撑[4-5]。随着高校大学生创新活动的学习积累，创新活动项目与专业课程的融合需求越来越高，专业课程汽车构造与创新教育的深度融合也日趋重要[6]。

因此，要促使任课教师在进行汽车构造课程的教学过程中，结合创新教育授课方式激发学生学习兴趣，不断提高教师自身的教学实践设计能力和学生的创新思维意识，增强学生对创新活动的理解和兴趣。授课过程中要结合未来汽车新技术的发展需求，找到契合学生自身感兴趣的创新主体，吸引学生主动参与到创新活动主体中去，进而在学习运用汽车构造知识实现创新实践的锻炼中提高学生的综合实践能力。

1 实践研究内容

为更好融合创新教育与汽车构造课程的实践研究，在汽车构造课程的授课过程中，要结合汽车结构知识联系汽车新技术，找到契合学生感兴趣的创新题目，让学生利用汽车构造知识进行创新实践活动，在学习中提高自身的专业实践应用能力。因此，为吸引学生主动参与到创新课题中去，把汽车专业知识更好地融合到创新活动项目中，结合创新教育与汽车构造课程深度融合的实践研究提出以下几点内容。

1.1 创新教育融入汽车构造理论教学

在汽车构造课程的理论教学中，注重传统汽车技术与新能源汽车技术的融合延伸。因多数新能源汽车技术是基于传统汽车技术的升级演变，再结合控制理论技术实现汽车新技术的功能升级。例如基于机电一体化技术，传统的机械操作系统被线控系统取代，实现了车辆线控底盘的集成控制，为无人驾驶汽车技术的实现奠定基础。通过技术解析，把学生引入到新能源汽车技术的创新项目中，以提升学生的眼界和创新思维，最终致力于新能源汽车技术的快速发展。例如：指导学生完成车载定位系统和监控系统实现智能座舱域远程救援功能等创新项目。在教学与创新的过程中极大地提升学生的创新思维和综合实践能力。

1.2 构建多维互动融合的实验教学模式

由于汽车构造课程的实验教学涉及的实验设备很难在理论教学课堂同步呈现，因此，有必要在保障实验教学内容的同时与理论教学紧密联系起来。借助于多维互动融合的教学模式，建立学生之间、学生与小组之间、小组与老师之间的交流互动，提高学生在实验教学过程中的主体作用。结合汽车实物结构，引导学生结合汽车构造课程学到的理论知识进行分析理解，对关键知识点做到真正意义上的融会贯通。同时，引导学生注重典型结构在新能源汽车技术中的功能延伸，做到举一反三，锻炼学生自身的创新实践能力。例如：基于变速器行星齿轮的原理特性，引导学生对行星齿轮组合功能进行延伸讲解，为以后的创新应用奠定理论基础。

1.3 3D微模型在理论教学中的应用

理论教学过程中通过呈现汽车动画结构与3D微模型相结合的教学模式，让学生直观感受动态的实物教学场景，由3D微模型对照其结构和工作原理，加深学生对课堂理论知识的理解和掌握。尤其是汽车底盘结构部分，结合3D微模型和新能源汽车技术的具体应用引导学生挖掘新的创新点，提升学生自身的创新思维能力，并把其应用到具体的创新活动项目中。例如：采用3D打印制造完成的变速器微模型，真实还原车用变速器的空间结构和工作原理，真正让每个学生直观理解感受车用变速器的原理再现。目前3D微模型主要基于变速箱和驱动桥模型的实现，通过3D技术完成行星齿轮的加工和购置高精度的轴承，实现变速箱行星齿轮组的组装和运转。

2 实践研究方案

汽车构造课程与学生创新教育深度融合的实践研究，主要是结合近年来新能源汽车技术的快速发展与应用，在授课过程通过具体讲解传统汽车技术和新技术的共性，基于“旧结构+新控制方法”“新结构+传统控制方法”“新结构+新控制方法”等思路实现创新，提高学生对关键知识点的创新意识和创新思维能力。为融合创新教育与汽车构造的实践研究需做到以下几点。

2.1 传统教学观念的转变

不再强调将学生的理论考试成绩作为考核学生的唯一标准，注重在教学过程中“以创新促学，以创新促教”提升学生实践能力，进而激发学生在汽车构造课程中的学习欲望，鼓励学生结合汽车构造的专业知识，开展创新性活动项目。教学过程中注重结合汽车构造理论知识引导学生积极参与到“互联网+”、挑战杯等创新竞赛活动中去。最终在不断提高学生创新能力的过程中，促进学生对于专业知识进行潜移默化地学习。

2.2 以学生为主体设计教学过程

强化教学内容涉及的技术更迭，在教学过程中使学生“学中问、问中学”，根据汽车新技术需求利用诱导式方法引导学生大胆提出自己的疑问和创新想法。利用创新活动项目驱动，引导学生自主学习，探索汽车构造知识与创新主题的深度融合研究，在教与学的过程中极大地提升学生的创新思维和综合实践能力。例如：结合传动系统中涉及的单向离合器结构，利用其正向转动、反向锁止的工作原理，指导学生设计完成了一种正反双向连续踩踏驱动的自行车装置，并完成专利申报和期刊论文发表等工作。

2.3 丰富课堂教学内容

在汽车构造课程的教学过程中，利用多维互动的教学模式，结合创新教育案例的驱动模式，结合行星齿轮在多挡位自动变速器中的组合应用以及宝马公司主动式前轮转向系统的应用等案例，带动学生积极主动地参与到多维互动的教学模式中，助力学生对创新思维有一个全方位的认识和提升。或结合汽车构造中的一些系统结构演变，再辅以控制系统进而实现全新的功能。例如：多连杆机构在发动机可变气门中的应用，通过多连杆机构实现气门位移在不同工况下的气门升程变化。总之，鼓励学生积极参与发明创作，积极主动参与到创新活动项目中去。

2.4 增强实验教学内容互动

结合汽车构造专业知识和学院购置的教学实验设备，将汽车新技术应用作为创新活动学习对象，形成新的创新思维和创新项目，增强学生的学习兴趣，更进一步激发学生参加科技创新活动的热情。并在多维互动融合过程中，注重学生平时实践环节练习，利用专利启发模式，引导学生积极参与创新活动。结合以往专利授权案例（如ZL2016111440108，一种连续可变摇臂式气门机构），给学生讲解汽车构造专业知识点涉及的创新点和可行性分析，引导学生学习如何将创新设计融入专利设计思维中去，进而提升学生的创新思维能力，最终引导学生实现新能源汽车技术的思维创新和专利创新。例如：为满足车辆实际行驶时的转向操控轻便性和稳定性需求，通过控制行星齿轮组部件间的运动关系来实现不同的转向传动比需求，指导学生设计完成基于变速齿轮组的主动式转向系统、专利申报和期刊论文发表。

3 实践研究目标

通过创新教育与汽车构造课程深度融合的实践研究，旨在提升学生汽车构造课程理论考试成绩的同时，更好地激发学生的创新意识和创新思维能力，提升学生自身的学习兴趣和实践能力，为学生下一步的高质量就业打下坚实基础。因此，通过创新教育与汽车构造课程融合实践研究可以实现以下几个预期目标。

3.1 提升学生创新意识和思维

汽车构造课程中3D微模型辅助的课堂教学，为学生提供了理论联系实践且生动的课堂环境，能够让学生真正地体会到学以致用的乐趣。尤其在汽车构造课程中结合3D微模型，利用多维互动融合的教学模式，极大地激发学生的学习兴趣和创新意识。因此，下一步的教学实践环节中会结合3D打印制造完成的自动变速器模型，课堂上同步呈现自动变速器的空间结构和工作原理，让学生直观体验行星齿轮组的组合演变。

3.2 提升学生参与创新活动的综合能力

在参与创新活动项目的同时，结合“以赛促学，以赛促教”的教学指导思想，旨在锻炼学生的综合实践能力。同时在学习汽车构造课程的过程中，学生带着新技术的应用问题注重了理论基础知识的提升，其学习目的性更强，学习目标更为明确。

3.3 提高学生就业质量

通过汽车构造与创新教育深度融合的实践研究，在培养学生将专业知识和创新思维应用到汽车新技术发展中的工程实践能力中，为下一步的高质量就业打下坚实基础。通过跟踪调研多位往届学生的就业情况，借助创新活动项目获得的创新实践经历和相关专利证书，极大地提高了其在外校研究生入学复试或企业入职面试工作中的通过概率。

3.4 参与创新项目的学生人数增多

通过汽车构造课程内容与创新教育深度融合的实践模式，有助于提升车辆专业学生对汽车构造知识的掌握，促进学生对汽车新技术应用的融合，提高学生对创新活动参与的积极性，最终促使更多学生积极主动地参与到各种相关的创新活动项目中去。比如近年参与“互联网+”等创新竞赛活动的学生人数均在增多。

3.5 提高学生汽车构造的综合成绩

新的汽车构造课程教学模式从根本上改变以往学生“填鸭式”的被动学习模式，让学生从内心里以兴趣为导向，以创新为动力，进行自主学习，分析问题能力得到质的提升。新的教学模式不但提升了学生的综合实践能力，还改掉了以往学生学习兴趣不浓，积极性不高等问题。

4 实践研究成果

虽然通过创新教育与汽车构造课程深度融合的实践研究，指导学生取得了一些创新成果。但在创新教育研究过程中也存在一些难题，比如3D微模型在课堂上的呈现。虽然3D打印技术和智能化制造技术对于汽车结构部件制造加工来说已经成熟，但其教学成本较高，尤其加工精度直接影响经济成本和模型运行精度问题。

总之，要把汽车构造理论知识融入创新项目的实现过程相对不易，通常需要通过理论教学和实验教学来提升学生对汽车新技术的认知，根据汽车构造课程中的汽车底盘结构和电子控制技术，再结合学院实验室现有的实验平台来引导学生参与到汽车新技术的创新项目中去。

过去的几年时间里，在讲解汽车构造课程的过程中，基于汽车底盘不同系统的功能结构完成多项创新课题，先后指导学生30余人参与大学生创新项目，并多次获批辽宁省大学生创新项目；20余人参与“互联网+”、挑战杯等竞赛活动；40余人参与专利申报和期刊论文发表，通过创新活动累计获批专利或发表期刊论文10余项。其中基于省级大创项目“一种除冰霜智能雨刷装置的结构设计及控制研究”和“一种正反双向踩踏驱动自行车装置的设计研究”等研究的设计方案申报了相关的国家发明专利，最终为专业发展和学生综合实践能力提升带来质的飞跃。

5 结语

汽车构造课程与学生创新教育深度融合的实践研究将以学生为主体的培养模式，在教与学的过程中极大地提升学生的创新思维和综合实践能力。教师和学生在“以创新促学，以创新促教”中均能提升实践能力，为车辆工程专业的发展作出应尽的义务。创新教育为在校大学生提供了更好的实践机会，把汽车构造课程与创新活动深度融合起来，将会给车辆构造课程的实践教学带来质的飞跃，让学生的专业实践能力得到综合提升。

因此，为契合应用型本科院校人才培养理念，培养出社会急需的创新型人才，很有必要开展创新教育与汽车构造课程深度融合模式的实践研究，将创新教育根植于汽车构造课程中，旨在从根本上引导学生积极参与创新活动，让学生对汽车构造知识学以致用的认知深有体会。

[1] 张柳,闫羲昊, 侯俊剑,等.新工科视角下《汽车构造实验》课程的探索与实践[J].汽车实用技术,2021,46 (14):185-187.

[2] 孙辉,李浩东.新工科背景下汽车构造实验课程教学改革与探索[J].汽车实用技术,2022,47(19):157-160.

[3] 郭展宏,王红飙,李传峰,等.新时代下《汽车构造》课程的教学与实践[J].汽车实用技术,2022,47(13):127- 129.

[4] 王艳杰, 曹凤萍,王慧文,等.创新创业教育与《汽车构造与性能使用》课程深度融合探究[J].内燃机与配件, 2021(10):251-252.

[5] 谭草, 葛文庆,李波.工程教育认证体系下的专创融合课程教学改革与实践[J].教育教学论坛,2021(35): 65-68.

[6] 罗博.创新创业教育与《汽车构造》课程深度融合研究[J].时代汽车,2022(5):29-30.

Practive Research on Deep Integration of Innovative Education and Automobile Construction

QU Xiaozhen, TIAN Guohong, GUAN Liangliang, LI Gang, ZHENG Limin

( School of Automobile and Traffic Engineering, Liaoning University of Technology, Jinzhou 121001, China )

In order to adapt the rapid development needs of technology in modern society, the university pay more attention to students with innovative thinking and innovative ability. Based on the concept of talent cultivation in application-oriented undergraduate colleges, the practical teaching research of deep integration of innovative education and automobile construction course, aims to fundamentally improve student's practical and innovative ability. The practical research is proved that it can't only accelerate students' absorption and induction of professional knowledge of automobile construction, but also greatly improve students' learning interest and innovative practice ability in the process of teaching and learning.

Innovative education; Deep integration; Innovative practice

G640

A

1671-7988(2023)19-174-04

10.16638/j.cnki.1671-7988.2023.019.034

屈小贞（1980－），男，博士，讲师，研究方向为车辆系统动力学及控制，E-mail:82707780@qq.com。

辽宁工业大学教改项目（xjg2022084）。