專題講座教學(xué)法在“汽車設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中的探索與實(shí)踐

趙紅　張洪信　陳煥明　牛仁強(qiáng)

摘 要 “汽車設(shè)計(jì)”課程在車輛工程專業(yè)的課程體系中具有重要的地位，在課程面向的實(shí)際應(yīng)用要求和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的前提下，針對當(dāng)前“汽車設(shè)計(jì)”課程教學(xué)過程中存在的重理論輕實(shí)踐、教學(xué)方式單一、缺乏必要的學(xué)習(xí)深度等缺陷導(dǎo)致的課堂效率低、教學(xué)效果不理想的問題，提出了將專題講座教學(xué)法應(yīng)用于課程教學(xué)的模式，并結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)歷著重闡述了專題講座教學(xué)法在“汽車設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中的探索與實(shí)踐以及由此帶來的良好效果，以期待對“汽車設(shè)計(jì)”課程教學(xué)改革提供有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞 汽車設(shè)計(jì) 專題講座教學(xué)法 探索與實(shí)踐

中圖分類號：G424文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.01.030

Exploration and Practice of Seminar Teaching in

Automotive Design Course Teaching

ZHAO Hong， ZHANG Hongxin， CHEN Huanming， NIU Renqiang

（College of Mechanical & Electronic Engineering， Qingdao University， Qingdao， Shandong 266071）

Abstract Automotive design is important in automobile engineering professional course system. With actual curriculum application requirements and training of innovative talent， in view of the current automotive design course in the teaching of the course such as light weight theory practice， single teaching method， lack of necessary study depth caused by defects such as low efficiency of the classroom， the teaching effect is not ideal， the seminar teaching method was applied to the idea of teaching. The seminar teaching method was experienced in automotive design course teaching exploration and practice and had good course effects. This method is expected to provide valuable reference for teaching reform in automotive design.

Key words Automotive design; seminar teaching method; exploration and practice

1 課程開設(shè)的重要性

“汽車設(shè)計(jì)”是全國車輛工程專業(yè)的專業(yè)核心課程之一，在專業(yè)課程體系中占有重要的地位。課程以培養(yǎng)汽車工程領(lǐng)域具有良好素養(yǎng)的工程技術(shù)人才為目標(biāo)，面向高等院校相關(guān)專業(yè)學(xué)生，介紹了汽車整車和主要總成包括傳動(dòng)系、轉(zhuǎn)向系等）以及總成關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)的重要的基礎(chǔ)知識技能和基本方式方法，涉及實(shí)際工程設(shè)計(jì)中的型式選擇，參數(shù)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)方式，技術(shù)手段以及設(shè)計(jì)的程式規(guī)范等等，對于培養(yǎng)合格的汽車工程技術(shù)人才尤其是研發(fā)人才，進(jìn)而提高我國汽車工業(yè)的自主研發(fā)能力和創(chuàng)新能力，全面提升我國汽車工業(yè)的國際競爭力具有不可小覷的作用，這就使得對于“汽車設(shè)計(jì)”課程教學(xué)方式的改革研究顯得格外重要。

2 現(xiàn)階段課程教學(xué)存在的問題

由于“汽車設(shè)計(jì)”課程涉及的知識面廣，課程內(nèi)容體系龐雜，加之新時(shí)期課程教學(xué)時(shí)間受壓縮等因素，在現(xiàn)階段的課程教學(xué)中普遍存在著教學(xué)進(jìn)度快、課堂內(nèi)容安排緊張，課程講述過多局限于理論，缺乏必要的設(shè)計(jì)實(shí)踐、單項(xiàng)模塊知識內(nèi)容學(xué)習(xí)深度不足、實(shí)際學(xué)習(xí)效果浮于表面等問題，這極大地增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，削弱了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，影響了教學(xué)效果。因此，必須對該課程的教學(xué)過程和教學(xué)方式重新進(jìn)行深入思索，切實(shí)提出卓有成效地教學(xué)方式，提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果。①

3 針對教學(xué)問題的專題講座法的引出

“汽車設(shè)計(jì)”課程教學(xué)內(nèi)容龐大、模塊眾多，而各模塊又相對獨(dú)立的，各個(gè)總成零部件的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理念、方法和技術(shù)手段相同，具有互通性的特點(diǎn)。②例如，現(xiàn)代汽車總成或者零部件的設(shè)計(jì)基本采用選型、結(jié)構(gòu)定型、參數(shù)計(jì)算和CAD輔助設(shè)計(jì)、修改定型的過程，而這種設(shè)計(jì)理念和方法在整個(gè)機(jī)械工業(yè)設(shè)計(jì)的過程中已經(jīng)是通用的設(shè)計(jì)流程和理念。

因此，如果能具體地針對課程教學(xué)內(nèi)容中某一典型的總成或者零部件，結(jié)合企業(yè)中的實(shí)際工程設(shè)計(jì)案例，從整個(gè)設(shè)計(jì)工作開始，采用專題講座的形式，邀請相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)工程技術(shù)人員，以實(shí)際工程為背景，帶領(lǐng)學(xué)生針對某一模塊進(jìn)行詳盡深入的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，采用啟發(fā)式提問、開放式思維、實(shí)踐探究的方法循序漸進(jìn)地講解實(shí)際工程中問題的提出和解決方法，就能夠使得學(xué)生身臨其境，集中學(xué)生學(xué)習(xí)的著力點(diǎn)，提高學(xué)生的積極性和實(shí)踐能力，既能夠達(dá)到對某一專題深入熟悉、理論聯(lián)系實(shí)際的目的，也能做到觸類旁通，舉一反三的學(xué)習(xí)效果，還有效地解決了課程內(nèi)容多和教學(xué)時(shí)間緊張的內(nèi)在矛盾，能夠取得良好的教學(xué)效果。

4 專題講座法概述

4.1 專題講座教學(xué)法的含義

所謂專題講座法，就是依據(jù)具體課程知識內(nèi)容的系統(tǒng)架構(gòu)和培養(yǎng)開拓性人才的要求，深入剖析并理清課程知識的聯(lián)系脈絡(luò)，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行恰當(dāng)?shù)哪K化劃分，使之以主題的形式凸顯某一知識模塊的集中性，并對這一專題進(jìn)行各種形式的詳盡講解，深化探討，從而取得良好的學(xué)習(xí)效果的一種教學(xué)方法和教學(xué)模式。

4.2 專題講座教學(xué)法的形式

針對不同的課程特點(diǎn)和具體的教學(xué)要求，專題講座教學(xué)法有多種不同的形式。

對于偏重理論的課程內(nèi)容，可以對某一專題進(jìn)行講授式的專題講座，邀請?jiān)谀骋活I(lǐng)域具有深入見解的專家學(xué)者進(jìn)行講述式教學(xué)，使學(xué)生既能深層次又能高屋建瓴地理解所學(xué)的內(nèi)容，還能使學(xué)生接觸相關(guān)領(lǐng)域最前沿的研究成果和實(shí)際應(yīng)用，從而取得良好的效果;也可以采用研討式專題講座教學(xué)，使學(xué)生在專題討論中各抒己見，交流看法，最終形成共識，領(lǐng)會專題內(nèi)容。而對于工程實(shí)踐性和設(shè)計(jì)動(dòng)手能力要求比較高的課程內(nèi)容，可以采用實(shí)踐性專題講座，具體說來，就是以某一專題為依托，讓實(shí)際設(shè)計(jì)融入專題講解中，先講后做，邊學(xué)邊做，從而對某一專題進(jìn)行理論和實(shí)踐的雙向?qū)W習(xí)，取得良好的學(xué)習(xí)效果。

針對“汽車設(shè)計(jì)”課程的特點(diǎn)，完全可以將上述三種專題講座教學(xué)法有機(jī)地結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法效果的最佳化。

4.3 專題教學(xué)法的實(shí)施要點(diǎn)

首先，課程內(nèi)容的劃分要合理，專題重點(diǎn)突出。要在深入理解課程知識脈絡(luò)和內(nèi)在聯(lián)系的基礎(chǔ)上，打破傳統(tǒng)的課程章節(jié)和結(jié)構(gòu)，將課程內(nèi)容劃分為幾大重點(diǎn)突出的專題，體現(xiàn)知識的模塊化。其次，專題要結(jié)合專業(yè)前沿的最新動(dòng)向。在保證專題體現(xiàn)本模塊基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識和基礎(chǔ)方法的同時(shí)，結(jié)合當(dāng)前實(shí)際中最新的趨勢，體現(xiàn)時(shí)代感，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的積極性。最后，專題要體現(xiàn)靈活的特點(diǎn)。所謂專題靈活，是指對于一個(gè)專業(yè)要能夠采用多種教學(xué)的方式，使學(xué)生參與其中，在互動(dòng)中共同學(xué)習(xí)，共同提高。

4.4 專題講座教學(xué)法的優(yōu)點(diǎn)

由于專題講座教學(xué)法兼顧了課程內(nèi)容的共性和各模塊的特點(diǎn)，不僅能夠夯實(shí)學(xué)生的專業(yè)基本功，還能提高學(xué)生的專業(yè)技術(shù)水平，使得學(xué)生既能在宏觀層面把握學(xué)科的整體架構(gòu)，又能在為微觀層面上理清各個(gè)知識點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系，了解學(xué)科領(lǐng)域的最新成果和發(fā)展動(dòng)向，更新了課程的知識體系，相比于傳統(tǒng)教學(xué)方式，具有顯著的效果。

5 “汽車設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中專題講座教學(xué)法的實(shí)際應(yīng)用

在實(shí)際的“汽車設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中，進(jìn)行了以下專題講座的實(shí)際應(yīng)用。

5.1 課程模塊的劃分

“汽車設(shè)計(jì)”課程主要介紹了汽車整車、主要總成和關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)的基本知識和基本方法，與汽車這一機(jī)電產(chǎn)品模塊化構(gòu)成，各部件設(shè)計(jì)方法的類似的特點(diǎn)相對應(yīng)，教材的編寫也是按照共性和個(gè)性的內(nèi)容編寫。③因此，課程的專題劃分也以此為參照，將課程內(nèi)容劃分為汽車整體設(shè)計(jì)、總成設(shè)計(jì)和關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)三個(gè)大的方向，其中又將總成設(shè)依據(jù)汽車實(shí)際動(dòng)力傳遞和駕駛要求劃分為離合器，變速器，萬向傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋、制動(dòng)系等幾個(gè)系列專題。在此基礎(chǔ)上，將汽車設(shè)計(jì)過程中共性的知識和技能，比如關(guān)鍵零部件載荷的確定、主要元件結(jié)構(gòu)分析，設(shè)計(jì)方法選用和最新技術(shù)應(yīng)用等融入每個(gè)專題中，既能夠強(qiáng)化基礎(chǔ)，又有體現(xiàn)專題特點(diǎn)。

5.2 專題講座法的課堂實(shí)施

以汽車差速器設(shè)計(jì)的專題為例。 本專題的教學(xué)目的是使學(xué)生在充分領(lǐng)會引入汽車差速器的必要性的基礎(chǔ)上，結(jié)合差速器應(yīng)當(dāng)滿足的功能要求，熟悉典型的差速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、組成原理和受力特點(diǎn)分析，進(jìn)而掌握差速器設(shè)計(jì)的基本知識。

首先，進(jìn)行了一次關(guān)于差速器知識的研討式專題講座，邀請了研究機(jī)構(gòu)的研究人員結(jié)合自己多年的工作經(jīng)驗(yàn)給大家講授了差速器一般知識的專題講座，內(nèi)容涉及為什么要引出汽車差速器，通過生動(dòng)的圖形圖像向?qū)W生直觀地講解了汽車動(dòng)力傳遞的一般流程以及差速器在其中所起到的作用，這樣學(xué)生在腦海中清晰地記住了差速器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理，理解了差速器中的行星齒輪、差速器殼、行星齒輪架和半軸齒輪等零部件如何配合工作實(shí)現(xiàn)差速器的差速功能。同時(shí)講述了差速器的發(fā)展簡史，使學(xué)生了解了差速器從發(fā)明逐步演化到現(xiàn)在的漫長歷程，知道了對稱錐齒輪式差速器、滑塊凸輪式差速器、蝸輪式差速器和牙嵌式自由輪差速器等不同差速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及各自的優(yōu)點(diǎn)和局限，加深了對差速器的認(rèn)識，提高了學(xué)生對差速器學(xué)習(xí)的積極性，為后續(xù)的差速器設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)奠定了必要的基礎(chǔ)。

接著，筆者帶領(lǐng)學(xué)生以典型的普通對稱式圓錐齒輪差速器為設(shè)計(jì)目標(biāo)，并邀請了企業(yè)中的有多年設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的汽車工程師為指導(dǎo)老師，進(jìn)行了一次典型差速器關(guān)鍵零部件的實(shí)際設(shè)計(jì)。指導(dǎo)老師假定實(shí)際工程要求的背景開始逐步引導(dǎo)學(xué)生完成了差速器型式的選擇、圓錐齒輪差速器行星齒輪主要參數(shù)的設(shè)計(jì)，詳細(xì)講解了行星齒輪半徑和齒數(shù)的選取等的選取和設(shè)計(jì)。在這個(gè)過程中，學(xué)生人人參與，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)，不斷地發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，講解問題，交流討論，動(dòng)手設(shè)計(jì)，不斷修正，最終完成了自己的設(shè)計(jì)內(nèi)容。這個(gè)過程中，學(xué)生不但掌握了專題知識，而且還充分理解了課程學(xué)習(xí)和實(shí)際設(shè)計(jì)的差距，明白了實(shí)際工程設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，有利于學(xué)生樹立謙虛進(jìn)取的學(xué)習(xí)態(tài)度和嚴(yán)格認(rèn)真，精益求精的工程意識。④

最后，將類似的教學(xué)方法應(yīng)用于其它專題的教學(xué)，例如懸架設(shè)計(jì)專題，學(xué)生也能夠觸類旁通地很快學(xué)會了專題知識，達(dá)到了滿意的教學(xué)效果。

6 結(jié)語

在將專題講座教學(xué)法應(yīng)用于“汽車設(shè)計(jì)”課程實(shí)際教學(xué)的過程中，切身感受到這種教學(xué)方法的優(yōu)勢。而且，從多屆學(xué)生的教學(xué)測評得到的反饋和院系教學(xué)評估的成績來看，也得到了廣大學(xué)生和其他教師的廣泛認(rèn)可，的確不失為一種好的教學(xué)方法。

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