汽車制造工藝及裝備課程教學(xué)改革與實(shí)踐

王曉娟 朱禮貴

摘 要：根據(jù)車輛工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，針對(duì)汽車制造工藝及裝備課程的地位和特點(diǎn)，在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上制定了課程的改革方案，從教學(xué)內(nèi)容與教材、教學(xué)形式及實(shí)踐環(huán)節(jié)等幾方面對(duì)該課程進(jìn)行了一系列改革，并在教學(xué)實(shí)踐中獲得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：汽車制造工藝及裝備 教學(xué)改革 教學(xué)實(shí)踐

中圖分類號(hào)：F416.471；G640 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-4914（2015）12-253-02

引言

《汽車制造及工藝裝備》是車輛工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，具有工程實(shí)踐性強(qiáng)及多學(xué)科知識(shí)交叉應(yīng)用的特點(diǎn)，是我校重點(diǎn)建設(shè)課程之一。該課程面向即將在車輛工程及相關(guān)領(lǐng)域從事汽車設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、研發(fā)、生產(chǎn)組織與管理、教學(xué)等方面工作的應(yīng)用型或應(yīng)用研究型高素質(zhì)專業(yè)人才，設(shè)置了汽車制造系統(tǒng)概論、汽車零部件常用工藝方法、典型零部件制造工藝及裝備、汽車整車制造工藝及裝備、汽車制造新技術(shù)新工藝等主要內(nèi)容。

一、存在的主要問(wèn)題及原因

首先結(jié)合近三年試卷分析結(jié)果，并向?qū)W生發(fā)放課程學(xué)習(xí)情況調(diào)查表，分析總結(jié)授課效果。其次走訪汽車企業(yè)及工程技術(shù)人員特別是畢業(yè)于車輛工程專業(yè)的員工進(jìn)行座談，了解其對(duì)學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和對(duì)工藝知識(shí)的需求。根據(jù)調(diào)查結(jié)果分析總結(jié)目前尚存在的主要問(wèn)題及原因。

（一）課程設(shè)置內(nèi)容

《汽車制造工藝》課程中很多理論知識(shí)與基礎(chǔ)課程（如機(jī)械制造基礎(chǔ)等）重復(fù)，而在整車制造四大工藝及裝備方面不夠全面，對(duì)汽車制造系統(tǒng)性也少有涉及。根據(jù)國(guó)產(chǎn)汽車結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化的需求及轎車產(chǎn)量占比約45%的實(shí)際狀況，以及汽車企業(yè)反饋的人才能力需求信息，該課程設(shè)置中某些主要教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)不能滿足專業(yè)需要，應(yīng)及時(shí)予以調(diào)整并更改教學(xué)大綱。

（二）教材與教學(xué)設(shè)施

急需與上述改革配套的新教材，以轎車制造工藝為主線，在層次上更為清晰、理論上更為系統(tǒng)和嚴(yán)謹(jǐn)、內(nèi)容上更為新穎實(shí)用。此外，配套的教學(xué)模型、實(shí)物嚴(yán)重缺乏，學(xué)院僅有的三坐標(biāo)掃描儀及車門焊接夾具實(shí)驗(yàn)臺(tái)架功能有限，需要進(jìn)一步擴(kuò)展相應(yīng)工裝以豐富實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。

（三）教學(xué)方法與手段

該課程以理論教學(xué)為主。受汽車生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)保密約束，公開(kāi)發(fā)布的具體圖像和視頻較少，部分教學(xué)難點(diǎn)缺少視頻和動(dòng)畫等多媒體技術(shù)的支持。對(duì)于專業(yè)基礎(chǔ)較差、空間想象力不高的學(xué)生來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)單的工藝方法尚能理解，但復(fù)雜抽象的裝備內(nèi)在結(jié)構(gòu)由于缺少客觀認(rèn)識(shí)則很難掌握其工作原理。

（四）工程實(shí)踐環(huán)節(jié)

汽車制造工藝及裝備是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)課。由于技術(shù)含量較高的汽車企業(yè)大多是合資或外資企業(yè)，這些企業(yè)自身無(wú)義務(wù)接納學(xué)生實(shí)習(xí)，即使接受也得不到經(jīng)濟(jì)利益甚至還會(huì)影響生產(chǎn)進(jìn)度，更擔(dān)心學(xué)生違反紀(jì)律發(fā)生人身安全事故，這使得汽車制造工藝實(shí)習(xí)基地?cái)?shù)量非常少，實(shí)踐教學(xué)難度很大。此外，由于汽車制造生產(chǎn)過(guò)程的高度自動(dòng)化和生產(chǎn)裝備的精密化，學(xué)生在參觀性的實(shí)習(xí)中能學(xué)到實(shí)質(zhì)性內(nèi)容日益減少；某些技術(shù)和知識(shí)因企業(yè)保密制度使學(xué)生難以接觸或近距離觀察；學(xué)生在整個(gè)實(shí)習(xí)過(guò)程中只在車間參觀實(shí)習(xí)，缺少實(shí)際參與和演練。這些都使學(xué)生的積極性受到影響，實(shí)習(xí)效果達(dá)不到實(shí)踐教學(xué)的綜合性要求。

（五）考核內(nèi)容與形式

該課程考核采用期末考試成績(jī)占比80%（考核基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論和基本原理）+平時(shí)成績(jī)占比20%（考查平時(shí)課堂表現(xiàn)、作業(yè)、出勤等）的模式，百分制；實(shí)習(xí)成績(jī)則主要考核學(xué)生的實(shí)習(xí)報(bào)告和實(shí)習(xí)總結(jié)的撰寫質(zhì)量，5級(jí)分制。由于期末考試成績(jī)占比較大，很多學(xué)生平時(shí)不認(rèn)真學(xué)習(xí)，到期末突擊復(fù)習(xí)死記硬背。這種模式不能全面評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握程度，更無(wú)法合理考核學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和綜合能力，因此不能全面反映教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量，也不利于提高學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。

二、課程教學(xué)改革的基本思路

針對(duì)以上教學(xué)中存在的問(wèn)題，結(jié)合本校實(shí)際情況，依據(jù)車輛工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)及總體建設(shè)規(guī)劃，確定課程改革基本思路。首先根據(jù)課程建設(shè)目標(biāo)重構(gòu)課程內(nèi)容體系，注重本課程的安排及與其他課程內(nèi)容的銜接；再依據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)知的特點(diǎn)探索相應(yīng)的授課與考核方法；同步開(kāi)展相應(yīng)教學(xué)資源的建設(shè)；改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)效果。結(jié)合重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目推動(dòng)課程的教學(xué)研究與實(shí)踐。

三、課程改革內(nèi)容及實(shí)踐

（一）課程設(shè)置內(nèi)容的改革

汽車制造工藝及裝備內(nèi)容廣泛，涉及多個(gè)領(lǐng)域。整體上需要將整個(gè)內(nèi)容梳理成層次清晰的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，在保證本課程知識(shí)的系統(tǒng)性同時(shí)兼顧與其他相關(guān)課程的關(guān)聯(lián)性。此外，實(shí)踐教學(xué)最好應(yīng)同步實(shí)施而不是等理論教學(xué)完成后再實(shí)習(xí)。

如圖1，課程知識(shí)體系分三大部分，由概論、發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤制造工藝及裝備、車身制造工藝及裝備及內(nèi)飾件和總裝配工藝構(gòu)成。具體細(xì)節(jié)上對(duì)與機(jī)械制造基礎(chǔ)等課程相同的內(nèi)容或刪或減，強(qiáng)化典型零件、補(bǔ)充非常規(guī)工藝；強(qiáng)化零件制造過(guò)程控制以及產(chǎn)品質(zhì)量分析和判別等方面的理論知識(shí)和技能，使學(xué)生對(duì)汽車零部件及其整機(jī)的制造過(guò)程形成系統(tǒng)性、關(guān)聯(lián)性的思維方式和知識(shí)構(gòu)架。

其中，零部件與車身制造工藝及裝備是課程核心內(nèi)容，系統(tǒng)性及專業(yè)性較強(qiáng)，占用絕大多數(shù)課時(shí)。這部分內(nèi)容在進(jìn)行課程整體設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)過(guò)程中，需劃分學(xué)習(xí)項(xiàng)目并細(xì)化學(xué)習(xí)任務(wù)，并根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)的重要性和難易程度，賦予每個(gè)任務(wù)不同權(quán)重。實(shí)踐環(huán)節(jié)則分為兩大部分，新增的、貫穿于零部件制造工藝中的課程設(shè)計(jì)及分散在車身制造工藝及裝備中的實(shí)習(xí)，與理論教學(xué)結(jié)合較緊密。最后根據(jù)課程內(nèi)容體系重新修訂了教學(xué)大綱及修改教案，落實(shí)各環(huán)節(jié)的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容。

（二）教材與教學(xué)設(shè)施改革

1.教材。根據(jù)上述課程內(nèi)容，新編寫了《汽車制造工藝及裝備》教材。該教材較全面系統(tǒng)地闡述了現(xiàn)代汽車生產(chǎn)體系、汽車典型零部件的生產(chǎn)工藝和設(shè)備、整車制造四大主要工藝及裝備等，并單獨(dú)或在各章中介紹了汽車生產(chǎn)工藝及裝備的發(fā)展歷程、先進(jìn)的整車和零部件制造技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)等。每章所附的思考題和推薦閱讀書目有益于掌握和理解課程的重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容，補(bǔ)充閱讀資料有助于擴(kuò)展讀者的思路和視野。該書編者中有一直從事高校教學(xué)科研工作的教師和多年在汽車生產(chǎn)企業(yè)工作的工程技術(shù)人員，也有兼具兩種經(jīng)歷的作者。因此，該書主要特點(diǎn)之一是內(nèi)容借鑒企業(yè)生產(chǎn)工藝文件，密切結(jié)合實(shí)際，有助于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，使之進(jìn)入汽車生產(chǎn)企業(yè)后盡快適應(yīng)實(shí)際工藝技術(shù)環(huán)境、掌握工藝技能；特點(diǎn)之二是通過(guò)綜合分析大量相關(guān)資料，對(duì)汽車制造工藝、設(shè)備的一些概念和內(nèi)容進(jìn)行了重新歸納、闡釋和澄清，使其內(nèi)涵更加準(zhǔn)確；特點(diǎn)之三是跟蹤先進(jìn)的生產(chǎn)加工技術(shù)，編入了相應(yīng)的新知識(shí)、新技術(shù)和新工藝，具有一定的前瞻性。

2.教學(xué)設(shè)施?？紤]學(xué)院現(xiàn)有條件，在三坐標(biāo)掃描儀基礎(chǔ)上配套設(shè)計(jì)一種多功能夾緊裝置，方便使用和提高測(cè)繪速度。購(gòu)置若干通用和專用夾頭擴(kuò)展車門焊接夾具實(shí)驗(yàn)臺(tái)架功能。利用快速成型機(jī)3D打印自行設(shè)計(jì)的連桿銑床夾具、曲軸軸瓦鉆模等相應(yīng)工裝以豐富實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。

（三）教學(xué)方法與手段改革

任課教師應(yīng)具有一定實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，授課時(shí)以教材內(nèi)容為主線，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際案例，生動(dòng)而靈活的運(yùn)用學(xué)科知識(shí)。因課時(shí)有限，不可能在規(guī)定學(xué)時(shí)內(nèi)完成上述所有教學(xué)內(nèi)容，所以講授時(shí)應(yīng)突出教學(xué)重點(diǎn)，將非重要或簡(jiǎn)單易懂章節(jié)改為自學(xué)，如汽車制造裝備發(fā)展歷史變遷、彈簧類和粉末冶金類及內(nèi)飾件等。重點(diǎn)章節(jié)除思考題外，讓學(xué)生針對(duì)自己感興趣的主題撰寫一定篇幅的小論文。要求每個(gè)同學(xué)有不同的題目，通過(guò)查閱資料或者到實(shí)習(xí)工廠去觀察后獨(dú)立完成，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、獨(dú)立學(xué)習(xí)能力和應(yīng)用知識(shí)的能力。

為了增強(qiáng)學(xué)生對(duì)該課程內(nèi)容的直觀認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，根據(jù)新教材編制的多媒體課件，增加曲軸、箱體、沖壓、焊接、涂裝及裝配等視頻教程。

（四）工程實(shí)踐環(huán)節(jié)改革

如前所述，本課程是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)課，需要將工程實(shí)踐貫穿于課程教學(xué)，這對(duì)保證教學(xué)質(zhì)量具有關(guān)鍵作用。可充分利用實(shí)習(xí)階段的有利條件，由單一的汽車制造實(shí)習(xí)拓展為涵蓋工藝裝備課程設(shè)計(jì)、汽車制造生產(chǎn)線參觀實(shí)習(xí)、汽車銷售4S店參觀等多方位的實(shí)習(xí)模式，重新整合汽車制造工藝實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。其中，以生產(chǎn)線參觀實(shí)習(xí)為主，以課程設(shè)計(jì)及參觀汽車銷售為輔。

1.工藝裝備課程設(shè)計(jì)。采用團(tuán)隊(duì)教學(xué)法，在階段理論教學(xué)完成后分組讓學(xué)生對(duì)一個(gè)具體的汽車零部件進(jìn)行工藝分析及工裝夾具的設(shè)計(jì)和制作。首批以連桿和曲軸制造工藝為例，進(jìn)行了連桿銑槽夾具和曲軸軸瓦鉆模等簡(jiǎn)易工裝的設(shè)計(jì)嘗試，從優(yōu)秀設(shè)計(jì)中選出代表性作品利用3D打印機(jī)成型。通過(guò)這一環(huán)節(jié)使學(xué)生基本掌握該課程的關(guān)鍵知識(shí)，初步形成工程意識(shí)。在此基礎(chǔ)上探討以學(xué)生為主體的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生利用學(xué)到的知識(shí)參與創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，提高學(xué)習(xí)興趣。

2.生產(chǎn)線參觀實(shí)習(xí)。參考卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的核心要求，與校企單位合作，探討提高實(shí)踐環(huán)節(jié)質(zhì)量的有效方法。這階段需適時(shí)結(jié)合課程進(jìn)度和企業(yè)生產(chǎn)安排，帶學(xué)生到企業(yè)參觀生產(chǎn)線，具體內(nèi)容為典型零部件的生產(chǎn)工藝和設(shè)備、整車制造四大主要工藝及裝備。在此環(huán)節(jié)中教師既是組織者也是實(shí)施者，因此，必須加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)師資隊(duì)伍建設(shè)。具有碩士以上學(xué)歷和具有高級(jí)職稱教師應(yīng)占據(jù)一定的比例，以保證實(shí)踐教學(xué)教師在層次、結(jié)構(gòu)、數(shù)量上科學(xué)合理地滿足教學(xué)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。鼓勵(lì)教授、資深教師、博士研究生參加實(shí)踐教學(xué)以及實(shí)踐教學(xué)工作。

3.汽車銷售4S店參觀實(shí)習(xí)。這階段的目的主要是了解汽車制造后的銷售過(guò)程，同時(shí)了解不同結(jié)構(gòu)、不同價(jià)格的零件在制造工藝方法上的區(qū)別與聯(lián)系。對(duì)汽車制造下游企業(yè)有初步的認(rèn)識(shí)。

（五）考核模式與內(nèi)容改革

1.考核模式改革。理論課考核采用過(guò)程性考核+水平性考核的模式。過(guò)程性考核貫穿學(xué)生的整個(gè)工作學(xué)習(xí)過(guò)程，注重培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)和職業(yè)習(xí)慣；水平性考核主要考查學(xué)生的知識(shí)掌握情況，分期中和期末兩階段實(shí)施（1+1模式）。整個(gè)考核成績(jī)由階段考試30%+期末考試40%+平時(shí)成績(jī)20%構(gòu)成。實(shí)踐環(huán)節(jié)的考核突出對(duì)學(xué)生能力的考核，以成果性考試（設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量等）和結(jié)合實(shí)習(xí)報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)提問(wèn)為主，由組員互評(píng)、組長(zhǎng)評(píng)價(jià)和指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)三部分進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

2.考核內(nèi)容改革。豐富考試題型，弱化對(duì)學(xué)生基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)的記憶性考核，突出對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的理解、分析及應(yīng)用。加強(qiáng)了中期考核力度。改進(jìn)了平時(shí)成績(jī)考核的方式，弱化了考勤成績(jī)，突出對(duì)學(xué)生在知識(shí)整理、工藝設(shè)計(jì)方法、分析問(wèn)題能力等方面的考核，促進(jìn)學(xué)生的日常自學(xué)與階段性復(fù)習(xí)。在綜合題型中注重結(jié)合工程實(shí)際問(wèn)題的應(yīng)用。

3.建設(shè)試題庫(kù)。根據(jù)新教學(xué)大綱要求對(duì)原有試題進(jìn)行調(diào)整，更新、補(bǔ)充和修改完善。豐富考試題庫(kù)，力求多題型、多層次。將考核內(nèi)容以試卷形式形成教學(xué)文件。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析汽車制造工藝及裝備課程存在的問(wèn)題，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐環(huán)節(jié)及考核方式等方面展開(kāi)教學(xué)改革研究，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性明顯增強(qiáng)，收到了良好的教學(xué)效果，教學(xué)質(zhì)量有所提高。目前，已將教學(xué)大綱、各章主要內(nèi)容、教學(xué)多媒體課件、習(xí)題、閱讀書籍及影像資料等基本教學(xué)資料上傳學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，便于學(xué)生課后自學(xué)。教學(xué)平臺(tái)的內(nèi)容將根據(jù)學(xué)生反饋實(shí)時(shí)更新，并隨著汽車制造工藝技術(shù)的發(fā)展不斷補(bǔ)充完善新知識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 丁柏群，王曉娟.汽車制造工藝及裝備[M].北京：林業(yè)出版社，2014

[2] 楊仁華，曾東建.汽車制造工藝實(shí)踐教學(xué)存在的問(wèn)題及改革思路[J].高等教育研究，2010（03）

（作者單位：王曉娟，東北林業(yè)大學(xué)交通學(xué)院；朱禮貴，黑龍江東方學(xué)院機(jī)電工程學(xué)部 黑龍江哈爾濱 150000）

[作者簡(jiǎn)介：王曉娟，女，東北林業(yè)大學(xué)交通學(xué)院副教授、碩士生導(dǎo)師。主要研究方向：汽車設(shè)計(jì)與制造，公路機(jī)電系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)等]

（責(zé)編：紀(jì)毅）