汽車制造工藝學(xué)課程教學(xué)改革探索

馮能蓮，牛禮民，賓 洋

（1.北京工業(yè)大學(xué) 環(huán)境與能源工程學(xué)院，北京100124；2.安徽工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，安徽 馬鞍山243002）

汽車制造工藝學(xué)是車輛工程專業(yè)的一門主干課，也是學(xué)生將來繼續(xù)深造或走向工作崗位（無(wú)論是生產(chǎn)企業(yè)、科研院所，還是高等院校，抑或維修和商貿(mào)）之后所用知識(shí)最多的課程之一。其特點(diǎn)可概括為四個(gè)字：多——內(nèi)容 多；廣——范 圍 廣；強(qiáng)——實(shí) 踐 性 強(qiáng)；難——難學(xué)、難教。因此，在有限的學(xué)時(shí)和現(xiàn)有的教學(xué)條件下，要想激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，達(dá)到教與學(xué)的統(tǒng)一，從而提高教學(xué)的質(zhì)量，就必須進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容和方法上的改革。多年來，筆者在這門課的教學(xué)中，作了一些嘗試，主要的有以下幾個(gè)方面。具有雙重角色。如圖1所示，它既是一門專業(yè)課，又是基礎(chǔ)課與其它專業(yè)課之間的橋梁與紐帶。既是對(duì)諸多已修課程（公共基礎(chǔ)課和幾乎所有的學(xué)科基礎(chǔ)課）的全面和高度概括、綜合、運(yùn)用，也是進(jìn)一步學(xué)好后續(xù)其它專業(yè)課（如汽車設(shè)計(jì)等）的基礎(chǔ)。同時(shí)，又具有自身獨(dú)立而完整的知識(shí)體系。

汽車制造工藝學(xué)是隨著機(jī)械制造學(xué)科的產(chǎn)生而形成的。機(jī)械制造學(xué)科是一門有著悠久歷史的學(xué)科，同時(shí)又是不斷推陳出新、發(fā)展迅速的學(xué)科。在不斷發(fā)展、

圖1 《汽車制造工藝學(xué)》的地位、作用和知識(shí)結(jié)構(gòu)

一、構(gòu)建“模塊”結(jié)構(gòu)，形成“整體”概念

一般地，每門課程都有一章“緒論”，“良好的開端，成功的一半”，因此，說好這個(gè)“開場(chǎng)白”非常重要。由于汽車制造工藝學(xué)綜合性強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)多，因此，講好“緒論”尤為必要。

（一）理順課程關(guān)系，講清知識(shí)結(jié)構(gòu)

課堂教學(xué)伊始，結(jié)合汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)這門課程的特點(diǎn)作一分析，并向?qū)W生介紹課程教學(xué)梗概。首先要為學(xué)生理順三個(gè)方面的關(guān)系：制造工藝在汽車工業(yè)中的地位、汽車制造工藝與其它課程的關(guān)系、汽車制造工藝學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

制造工藝在汽車工業(yè)中的重要性地位是毋庸置疑的。對(duì)于一輛性能優(yōu)越的汽車，如果說設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)，材料是條件，制造是手段的話，那么，工藝就是保障。完美的設(shè)計(jì)，新型的材料，先進(jìn)的技術(shù)，都只有通過工藝才能完整地表達(dá)出來。企業(yè)的工藝水平不僅代表了它的技術(shù)水平，而對(duì)提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本也起到至關(guān)重要的作用。建設(shè)創(chuàng)新型企業(yè)，首先要建立創(chuàng)新型工藝，因?yàn)?，工藝?chuàng)新才是企業(yè)發(fā)展的核心要素。

在車輛工程專業(yè)的課程體系中，汽車制造工藝學(xué)充實(shí)、完善的進(jìn)程中，形成了汽車制造工藝學(xué)知識(shí)寬泛、內(nèi)容繁雜的特點(diǎn)。盡管如此，通過對(duì)各知識(shí)點(diǎn)內(nèi)在關(guān)系的分析，形成了“基礎(chǔ)知識(shí)”、“基本理論”、“基本應(yīng)用”、“實(shí)操訓(xùn)練”和“先進(jìn)技術(shù)”等五大知識(shí)模塊，見圖1。各知識(shí)模塊有一定的相對(duì)獨(dú)立性，而模塊之間又具有一定的關(guān)聯(lián)性。

需要指出的是，汽車制造工藝學(xué)其實(shí)質(zhì)仍是屬于機(jī)械制造工藝學(xué)的學(xué)科范疇，與內(nèi)燃機(jī)制造工藝學(xué)等其它“制造工藝學(xué)”課程可謂“近親”關(guān)系，它們之間的區(qū)別主要在于“典型零件的制造工藝”一章中所選取的“典型零件”的不同，圖2表示出了這種關(guān)系。其實(shí)，很多的“制造工藝學(xué)”教材所選“典型零件”甚至完全相同，一般包括：軸類、輪盤類、套筒類、箱體類、叉類零件。因此，筆者所述的課程改革內(nèi)容、方法、措施同樣也適用于機(jī)械制造工藝學(xué)。

圖2 “制造工藝學(xué)”間的關(guān)系

然而，與其它通用機(jī)械相比，汽車不僅有結(jié)構(gòu)、性能要求的差異，具體到零部件在加工制造方面的工藝問題，也都不盡相同。所以，盡管工藝原理、方法、技術(shù)規(guī)范等有其共性的一面，對(duì)汽車制造工藝的特殊性方面也不可忽視。汽車制造工藝學(xué)的最大特點(diǎn)體現(xiàn)在覆蓋件的沖壓工藝，其次是焊裝工藝，二者與涂裝工藝、總裝工藝合稱為汽車生產(chǎn)“四大工藝”。雖然，由于課程設(shè)置和課時(shí)的限制，在汽車制造工藝學(xué)這門課中不可能面面俱到，但在“緒論”課中將這些關(guān)系交待清楚還是需要的。

通過這種模塊課的介紹，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行剖析、歸納、總結(jié)，幫助學(xué)生理順了關(guān)系，使這一龐雜的課程內(nèi)容層次清晰并有了條理，增強(qiáng)了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，明確了教材的整體結(jié)構(gòu)和具體內(nèi)容間的內(nèi)在聯(lián)系，形成了系統(tǒng)概念。由于對(duì)課程有了完整的宏觀把握，使學(xué)生在其后的學(xué)習(xí)中有了明確的方向性和較強(qiáng)的目的性，從而激發(fā)了學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)本門課程的欲望，具有了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，有利于教學(xué)更好地進(jìn)行。

（二）闡述教學(xué)方法，提出教學(xué)要求

課程任務(wù)與內(nèi)容不同，教與學(xué)方法也不一樣，而教與學(xué)方法的區(qū)別決定了教與學(xué)效果的差異，有時(shí)甚至決定了教與學(xué)的成敗。對(duì)于綜合性、實(shí)踐性強(qiáng)的汽車制造工藝學(xué)，最應(yīng)避免沿襲傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方式，而應(yīng)采用“四結(jié)合”（授課與實(shí)操相結(jié)合、課堂內(nèi)外相結(jié)合、理論與實(shí)踐相結(jié)合、教學(xué)與科研相結(jié)合）的教學(xué)模式，才能收到優(yōu)良的教與學(xué)效果，達(dá)到師生“雙贏”的目的。

課程性質(zhì)與目的不同，則教學(xué)要求也有區(qū)別。在“緒論”課中，有必要明確課程的基本要求，亮出教師的“底線”。比如，筆者曾對(duì)學(xué)生的出勤和聽課是這么要求的：到不到課堂沒關(guān)系，在課堂聽與不聽也沒關(guān)系。但是，同時(shí)要求：對(duì)于選擇不到堂的學(xué)生應(yīng)憑自已的能力和水平通過相關(guān)測(cè)試并一次性通過考試，對(duì)于到堂不聽的學(xué)生則要求能正確回答課堂提問（隨堂提問作為平時(shí)成績(jī)之一）并且不影響其他同學(xué)聽課。其實(shí)，這看似沒要求的兩個(gè)“沒關(guān)系”卻是提出了更高的要求，典型的“表面沒要求，實(shí)際高要求”。這一“招”很奏效，因?yàn)?，?duì)于從校門到校門、毫無(wú)制造企業(yè)工作經(jīng)歷的學(xué)生，幾乎沒人能夠在有限的時(shí)間內(nèi)通過“自學(xué)”就很好地掌握汽車制造工藝學(xué)的內(nèi)容（當(dāng)然，如果真有自我獲取知識(shí)能力很強(qiáng)的學(xué)生，那是值得高興的事）。如此一來，學(xué)生反而能自覺到堂并認(rèn)真聽課，形成了良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

要學(xué)好汽車制造工藝學(xué)這門課程，學(xué)習(xí)方法很重要。只有掌握了正確、科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，才能掌握學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，進(jìn)而調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)習(xí)的自覺性。學(xué)生首先必須端正學(xué)習(xí)的態(tài)度，高度重視各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，不可有偏頗。對(duì)于課程的各知識(shí)模塊，應(yīng)能做到“熟練掌握基礎(chǔ)知識(shí)、深刻理解基本理論、靈活把握基本應(yīng)用、積極參與實(shí)操訓(xùn)練、深入了解先進(jìn)技術(shù)”。只有這樣，才能通過科學(xué)有效的方法獲得本課程的相關(guān)知識(shí)和技能。也只有這樣，在教學(xué)進(jìn)程中師生才能相互配合、協(xié)調(diào)一致，達(dá)到教與學(xué)的統(tǒng)一，真正做到教學(xué)相長(zhǎng)，共同進(jìn)步。

二、改革教學(xué)內(nèi)容、方法，提升學(xué)生學(xué)習(xí)激情

初識(shí)汽車制造工藝學(xué)大多學(xué)生感覺雜亂瑣碎、枯燥無(wú)味，如何將其講得生動(dòng)有趣，這就要看教師的“修行”了。傳統(tǒng)的教學(xué)方式（如教師講，學(xué)生聽，上課記筆記，課后看筆記，考試背筆記，考后全忘記）不能發(fā)揮學(xué)生的獨(dú)立思考能力，大大壓抑了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，所以本門課程和其他專業(yè)課一樣，必須首先要突破這種傳統(tǒng)方式的束縛，改革其教學(xué)內(nèi)容與方法。

（一）教學(xué)形式多樣化，避免教師“一言堂”

為了克服教師“一言堂”、“滿堂灌”這種注入式教學(xué)方法的弊端，在汽車制造工藝學(xué)的教學(xué)中采取了“互動(dòng)式”的教學(xué)模式。

在章節(jié)講授的開始，先將基本的內(nèi)容作一簡(jiǎn)單提要，講一下綱目、要點(diǎn)、難點(diǎn)，并提出幾個(gè)問題，要求學(xué)生自學(xué)或看聲像資料，在此基礎(chǔ)上組織討論，然后再作總結(jié)、評(píng)論、解答，最后對(duì)某些地方再作進(jìn)一步講解。

例如“機(jī)械加工工藝規(guī)程的編制”這一章，并不是一開始就簡(jiǎn)單地照本宣科，按教材上的內(nèi)容逐條講解，而是先提出一個(gè)問題：為什么偌大的一個(gè)工廠能夠有條不紊地、有節(jié)奏地進(jìn)行生產(chǎn)，并能保證產(chǎn)品質(zhì)量？圍繞這一主題，將工藝規(guī)程的作用、內(nèi)容和形式等作為主要內(nèi)容提出來，這樣，學(xué)生學(xué)習(xí)目的較明確，即使很枯燥的條文式內(nèi)容，學(xué)起來也很有興趣。

根據(jù)不同的章節(jié)內(nèi)容，其方法上的側(cè)重點(diǎn)也不一樣，在每次課的開始，還采用提問的形式將上次課所講的內(nèi)容概括總結(jié)一下，并將學(xué)生回答的情況作為平時(shí)成績(jī)計(jì)入總成績(jī)中，這樣可以督促學(xué)生課后復(fù)習(xí)，加深理解和鞏固學(xué)過的內(nèi)容，也激發(fā)了學(xué)生的自覺性。

由于貫徹了反復(fù)多次的認(rèn)識(shí)過程，多樣化的教學(xué)形式，佐之以師生互動(dòng)，既活躍了課堂氣氛，學(xué)生學(xué)得也很生動(dòng)、有趣，從而提高了學(xué)習(xí)的積極性。

（二）突出重點(diǎn)，講清難點(diǎn)，兼顧一般，合理安排課時(shí)

為解決學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多的矛盾，在課時(shí)安排上不能搞平均分配，而是有所側(cè)重。在課堂上，重點(diǎn)講解一些主要的和難理解的章節(jié)，如“工件的定位及定位誤差分析”、“機(jī)械加工精度及表面質(zhì)量”等。在每章結(jié)束后，都布置一些課外習(xí)題或安排答疑、習(xí)題課，以加深對(duì)它們的理解和掌握。

在內(nèi)容上，也是做到有增有減，對(duì)學(xué)生能夠看得懂、易理解的內(nèi)容，就讓其課外自學(xué)，如對(duì)“專用夾具的設(shè)計(jì)”這一章，就這樣處理的。當(dāng)然，需要強(qiáng)調(diào)的是不講解的內(nèi)容并不是不重要的內(nèi)容。此外，對(duì)于某些目前應(yīng)用廣泛但限于條件不便深入的一些工藝方法和措施，就采用現(xiàn)場(chǎng)課介紹或組織學(xué)生觀看錄像（如“柔性制造技術(shù)”、“特種加工”等），這樣既讓學(xué)生對(duì)新技術(shù)、新工藝有所了解，又節(jié)約了不少的學(xué)時(shí)。

對(duì)某些較難的知識(shí)點(diǎn)，則增加一些教學(xué)內(nèi)容或講解一些例題，以幫助學(xué)生理解。例如，講授“工件定位與夾緊”時(shí)，一方面，要幫助學(xué)生正確理解自由度與獨(dú)立運(yùn)動(dòng)是對(duì)同一概念的兩種描述，另一方面，要注意區(qū)別工件夾緊后位置不動(dòng)與限制工件的自由度是兩個(gè)不同的概念，為此，增加“工件定位時(shí)自由度判別方法”、“夾緊對(duì)工件定位的影響”等內(nèi)容是必要的。再如，講授“工件組合定位”時(shí)，為了幫助學(xué)生正確、迅速地判斷是否會(huì)產(chǎn)生“過定位”情況，就增加了“組合定位中‘過定位’的判斷方法”一節(jié)，并列舉汽車、發(fā)動(dòng)機(jī)制造中幾個(gè)有代表性的例題。這樣，雖然多花費(fèi)了一些課時(shí)，但有了實(shí)效，使學(xué)生對(duì)一些基本概念和基本原理掌握更扎實(shí)，這是十分值得的事。

在有些章節(jié)上，并不是按照書上所列順序一成不變地講解，而是根據(jù)內(nèi)容之間的內(nèi)在本質(zhì)與相互聯(lián)系來論述。做到環(huán)環(huán)相扣，使講課富有系統(tǒng)性和條理性，學(xué)生也能聽得明白，理解得快，掌握得快，掌握得牢。

（三）課堂教學(xué)中注意聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際

汽車制造工藝學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，學(xué)生對(duì)這門課程的普遍反應(yīng)是“看看容易，聽聽懂，用用錯(cuò)”。因此，如何正確運(yùn)用，是一個(gè)很重要的問題。應(yīng)采取認(rèn)識(shí)、實(shí)踐、再理解的教學(xué)方式。在實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)于一個(gè)工藝問題的解決，其方法往往不是一成不變的，但加工質(zhì)量是受到生產(chǎn)條件、生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)等一系列因素的影響。所以，在課堂講授中也就不能囿于課本，而應(yīng)與生產(chǎn)實(shí)際緊密聯(lián)系，采用案例教學(xué)法，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。如講“工件以孔在水平心軸上定位時(shí)定位誤差的分析”的內(nèi)容時(shí)，向?qū)W生交待清楚，教材中的分析方法其理論依據(jù)是工件只受重力的影響，而忽略了夾緊力和其它外力影響因素，以及夾具的制造精度及其使用具體情況，這是為了分析問題方便所采用的方法，而這種方法在加工中的質(zhì)量保證上有明顯的缺陷和不足。這樣，既啟發(fā)了學(xué)生思維，將制造工藝與汽車、發(fā)動(dòng)機(jī)的原理與設(shè)計(jì)知識(shí)聯(lián)系起來，使他們能夠積極、主動(dòng)地去學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)，又提高了學(xué)生的實(shí)踐能力，使其能夠熟練掌握、靈活運(yùn)用。

（四）充分利用多媒體手段

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等信息技術(shù)的飛速發(fā)展，多媒體教學(xué)已成為高校教學(xué)的主要模式，并有改變傳統(tǒng)教學(xué)模式（即口授＋板書教學(xué)模式的）特點(diǎn)，給高等院校的教學(xué)改革帶來了新的契機(jī)。特別對(duì)于汽車制造工藝學(xué)課程，由于其圖形量大，尤其是有些機(jī)構(gòu)還存在復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)關(guān)系（如工件的定位與夾緊機(jī)構(gòu)、分度機(jī)構(gòu)等），使用多媒體教學(xué)更凸顯其優(yōu)勢(shì)。在汽車制造工藝學(xué)的教學(xué)中采用多媒體手段，除可以提高課堂教學(xué)效率外，更主要的是可以采用文字、圖片、動(dòng)畫和視頻相結(jié)合的方法，使一些抽象難懂的內(nèi)容變得直觀而形象。此外，還可以通過網(wǎng)絡(luò)更新豐富的前沿資料，及時(shí)介紹一些新技術(shù)、新材料、新工藝。值得注意的是，當(dāng)今社會(huì)技術(shù)發(fā)展日新月異，新的工藝方法層出不窮（從協(xié)同設(shè)計(jì)、數(shù)字加工到虛擬裝配，從低碳生產(chǎn)、綠色制造到生物制造等等），教師也要不斷更新知識(shí)、充實(shí)提高自己。

三、完善工藝實(shí)踐環(huán)節(jié)，加強(qiáng)綜合運(yùn)用訓(xùn)練

為了使學(xué)生獲得感性知識(shí)，了解和掌握汽車制造工藝基本的實(shí)際知識(shí)，驗(yàn)證理論、加深理解、鞏固已學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力，在理論學(xué)習(xí)的過程中，還應(yīng)考慮安排一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)——工藝實(shí)習(xí)。

在實(shí)習(xí)前，首先向?qū)W生講清工藝實(shí)習(xí)的內(nèi)容和具體要求；在實(shí)習(xí)時(shí)采取聽報(bào)告、車間參觀、個(gè)人作業(yè)等多種環(huán)節(jié)與方法；實(shí)習(xí)結(jié)束后要求學(xué)生提交書面實(shí)習(xí)報(bào)告。報(bào)告中必須有規(guī)定的實(shí)習(xí)內(nèi)容及個(gè)人作業(yè)內(nèi)容，不僅要有生產(chǎn)實(shí)際的說明，還必須對(duì)生產(chǎn)問題作必要的說明，以及對(duì)改進(jìn)生產(chǎn)的建議。

通過實(shí)習(xí)，使學(xué)生根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和具體的生產(chǎn)條件及生產(chǎn)類型，完成零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程的編制；提出合理的夾具結(jié)構(gòu)方案或設(shè)計(jì)出切實(shí)可行的典型工裝夾具。實(shí)習(xí)結(jié)束后，要求學(xué)生撰寫個(gè)人實(shí)習(xí)總結(jié)，其內(nèi)容強(qiáng)調(diào)從一兩個(gè)生產(chǎn)實(shí)際零件入手，寫出解決工藝問題的方案和建議，而不是“流水帳”式的日記。

工藝課程設(shè)計(jì)是為后續(xù)理論課程學(xué)習(xí)和進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)打下一個(gè)必要的理論和實(shí)踐相結(jié)合的基礎(chǔ)?！把圻^千遍，不如手過一遍”。工藝課程設(shè)計(jì)具有綜合性、實(shí)踐性和靈活性。也正是由于靈活性，才能激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性。通過工藝實(shí)習(xí)和課程設(shè)計(jì)既可鞏固以前所學(xué)知識(shí)，又可提高學(xué)生的實(shí)際工作能力。更重要的是使學(xué)生們知道了為什么要學(xué)習(xí)這門課以及怎樣學(xué)好這門課。例如，在進(jìn)行加工工藝規(guī)程制訂時(shí)，要說明工藝規(guī)程沒有絕對(duì)的對(duì)和錯(cuò)，只具有相對(duì)的合理性。這不同于其它基礎(chǔ)課，可以通過公式求得結(jié)果。加工怎么安排很靈活，其決定性因素取決于生產(chǎn)條件，不同的生產(chǎn)條件對(duì)同一零件可能有不同的加工方法，即結(jié)果往往不是唯一的，而具有多樣性和靈活性。在解決某一具體的工藝問題時(shí)，需要全面地加以考慮，尤其要強(qiáng)調(diào)注意正確處理質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性三者之間的辯證關(guān)系，達(dá)到多（產(chǎn)品）、快（效率）、好（質(zhì)量）、?。ǔ杀荆┑哪康摹?/p>

四、結(jié)語(yǔ)

汽車制造工藝學(xué)是一門知識(shí)面寬、實(shí)踐性強(qiáng)、應(yīng)用性廣的課程，也是培養(yǎng)學(xué)生掌握保證汽車產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本等工程技術(shù)本領(lǐng)的課程。只有從其特點(diǎn)入手，了解課程體系的內(nèi)在規(guī)律性，緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，密切關(guān)注汽車制造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，通過不斷完善、更新、充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，探索多元化的教學(xué)方法與手段，不斷深化改革，才能達(dá)到有效提高教學(xué)質(zhì)量的目的。