汽車制造工藝學(xué)及生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)方法及課程改革探討

孫樹磊+楊仁華+吳濤+孫仁云+徐延海

摘 要 本文基于汽車制造工藝學(xué)及生產(chǎn)實(shí)習(xí)課程的內(nèi)容及特點(diǎn)，分析了長期教學(xué)過程中存在的問題，并以西華大學(xué)車輛工程國家級(jí)特色專業(yè)教學(xué)為例，從汽車制造工藝學(xué)全局觀教學(xué)體系建設(shè)、學(xué)生積極主動(dòng)性提高方法、多教學(xué)方法綜合應(yīng)用、工程背景專業(yè)教師隊(duì)伍建設(shè)及車輛工程特色班設(shè)立等方面，探討了教學(xué)方法及課程改革措施，并在實(shí)際應(yīng)用中取得了較為理想的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 汽車制造工藝學(xué) 生產(chǎn)實(shí)習(xí) 教學(xué)方法 課程改革

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2017.12.042

Abstract The problem of teaching process was analyzed based on the course content and features of automobile manufacturing technology and production practice. The teaching method and course reform were discussed from the aspect of global teaching system， students initiative， different teaching methods， engineering teachers， and vehicle engineering characteristic classes， which were taken the national characteristic major vehicle engineering of Xihua University for example. And the effective teaching achievement is obtained in practice.

Keywords automobile manufacturing technology； manufacturing technology production practice； teaching method； course reform

0 前言

汽車制造工藝學(xué)作為車輛工程專業(yè)汽車設(shè)計(jì)與制造方向必修的主干課程之一，在突出汽車專業(yè)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生制造工藝學(xué)相關(guān)理論與技術(shù)知識(shí)。[1-2]與汽車制造工藝學(xué)課程相輔相成的是汽車制造工藝學(xué)生產(chǎn)實(shí)習(xí)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生現(xiàn)場工藝實(shí)踐能力。這兩門課屬于制造工藝學(xué)的同一體系，充分體現(xiàn)了高等院校工程類應(yīng)用專業(yè)理論與實(shí)踐教學(xué)的融合。

作為培養(yǎng)工程應(yīng)用復(fù)合型人才為宗旨的西華大學(xué)車輛工程專業(yè)，一直以來極為重視相關(guān)專業(yè)課程的建設(shè)和教學(xué)改革工作。在“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、重應(yīng)用”培養(yǎng)方針的基礎(chǔ)上，以區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展及行業(yè)需求為導(dǎo)向，以工程應(yīng)用為背景，以工程技術(shù)為主線，西華大學(xué)車輛工程專業(yè)分別于2007年和2009年成為四川省特色專業(yè)和國家特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，于2012年成為四川省“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”建設(shè)專業(yè)，并分別獲得了四川省教學(xué)團(tuán)隊(duì)和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，建設(shè)了四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及四川省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。這些平臺(tái)為西華大學(xué)車輛工程專業(yè)特色人才的培養(yǎng)及汽車制造工藝學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)能力的提升起到了重要作用。

然而，在汽車制造工藝學(xué)及生產(chǎn)實(shí)習(xí)的長期教學(xué)過程中，仍然暴露出來了部分問題。[3-4]如制造工藝學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)理論知識(shí)的枯燥性，導(dǎo)致學(xué)生興趣不大；學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐能力不強(qiáng)，理論學(xué)習(xí)與實(shí)習(xí)過程完全脫節(jié)；新工藝及計(jì)算機(jī)信息化制造應(yīng)用能力亟待加強(qiáng)。這些問題往往在學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的考核和答辯環(huán)節(jié)才體現(xiàn)出來，但此時(shí)已無法在教學(xué)環(huán)節(jié)中再進(jìn)行補(bǔ)救，成為了制約學(xué)生車輛工程專業(yè)能力提升的瓶頸之一。因此，本文以西華大學(xué)汽車制造工藝學(xué)及生產(chǎn)實(shí)習(xí)課程為例，通過進(jìn)行一系列課程建設(shè)及教學(xué)方法改革，服務(wù)國家級(jí)特色專業(yè)的建設(shè)，著力提高學(xué)生的工程意識(shí)、工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)和造就適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展需要的高素質(zhì)工程技術(shù)人才。

1 汽車制造工藝學(xué)及生產(chǎn)實(shí)習(xí)的主要內(nèi)容及要求

汽車制造工藝學(xué)主要講解理論和專業(yè)知識(shí)，涉及汽車典型零件機(jī)械加工方法、工夾具設(shè)計(jì)、尺寸鏈分析計(jì)算、工藝文件編制、車身制造、汽車裝配工藝等有關(guān)知識(shí)。包括：汽車制造過程概論、工件的定位和機(jī)床夾具、機(jī)械加工質(zhì)量、機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定、尺寸鏈原理及其應(yīng)用、零件結(jié)構(gòu)工藝性、車身制造四大工藝、計(jì)算機(jī)在制造中的應(yīng)用等。

汽車制造工藝學(xué)生產(chǎn)實(shí)習(xí)主要為現(xiàn)場學(xué)習(xí)，主要涉及以下內(nèi)容：發(fā)動(dòng)機(jī)的總體結(jié)構(gòu)、部裝、總裝配工藝及相關(guān)設(shè)備；發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)試及總裝檢驗(yàn)方法及內(nèi)容；發(fā)動(dòng)機(jī)性能測試及相關(guān)測試設(shè)備；發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、連桿、缸蓋、缸體加工工藝過程，工藝方法、工藝特點(diǎn)及相關(guān)設(shè)備、工裝夾具等；汽車總裝工藝過程及相關(guān)設(shè)備；汽車車身沖壓線及焊接線；汽車檢測及相關(guān)設(shè)備。

通過這兩門課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生熟練運(yùn)用工程材料，掌握機(jī)加工的基本概念、基本理論和工藝裝備，掌握汽車典型零件的加工方法、車身制造的四大工藝及整車裝配基礎(chǔ)知識(shí)，結(jié)合理論與實(shí)踐，能系統(tǒng)地科學(xué)地把機(jī)械加工和裝配工藝方面的知識(shí)加以應(yīng)用。

2 汽車制造工藝學(xué)及生產(chǎn)實(shí)習(xí)課程存在的主要問題

通過上述課程內(nèi)容的介紹及相關(guān)要求可以看出，汽車制造工藝學(xué)課程涉及的內(nèi)容很廣，且需要對前期諸多課程綜合應(yīng)用。在以往的教學(xué)過程中，主要按照課程教學(xué)大綱，獨(dú)立開展課程的講解，雖然課程內(nèi)容豐富，但也暴露出來了一些問題，需要進(jìn)行適當(dāng)改革。

（1）學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的能力不強(qiáng)，理論學(xué)習(xí)與實(shí)習(xí)過程脫節(jié)。學(xué)生在學(xué)習(xí)汽車制造工藝學(xué)之前，就已經(jīng)學(xué)習(xí)過前序課程的相關(guān)理論知識(shí)，如互換性與公差配合、工程材料、機(jī)械制圖及機(jī)械設(shè)計(jì)等，并開展了金工實(shí)習(xí)及專業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí)等實(shí)踐活動(dòng)。在開展本課程教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生在前序課程理論學(xué)習(xí)和實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)中，根本沒有考慮到制造工藝問題，導(dǎo)致前序課程沒有目的性。汽車制造工藝學(xué)理論的學(xué)習(xí)與生產(chǎn)實(shí)習(xí)也脫節(jié)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)往往存在走馬觀花的現(xiàn)象，兩門課之間在學(xué)習(xí)過程中缺乏穿插講解和聯(lián)系。endprint

（2）制造工藝學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)理論知識(shí)的枯燥性，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及主動(dòng)性不高。汽車制造工藝學(xué)涉及了很多概念、加工裝配原理與方法、工藝文件等知識(shí)，致使課程本身極為枯燥。如果講解方法不得當(dāng)，學(xué)生學(xué)習(xí)起來既難以理解，又沒有任何興趣。

（3）汽車制造新工藝及計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）環(huán)節(jié)的缺失。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，汽車制造工藝也有了快速的發(fā)展，企業(yè)工藝方面的人才需求偏向于新工藝及CAM等方面。因此，傳統(tǒng)的書本知識(shí)已經(jīng)不符合汽車制造工藝學(xué)課程的發(fā)展要求，而這也正是當(dāng)下該課程較為缺失的環(huán)節(jié)。

（4）學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中零部件結(jié)構(gòu)及裝配工藝性較差。畢業(yè)設(shè)計(jì)是檢驗(yàn)學(xué)生四年學(xué)習(xí)成果最為重要的環(huán)節(jié)之一。然而在車輛工程汽車設(shè)計(jì)及制造方向的學(xué)生，很大一部分的畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙沒有考慮工藝性問題，或者結(jié)構(gòu)工藝性較差，甚至都不知道如何進(jìn)行裝配，加工工藝及裝配尺寸鏈等問題沒有得到重視。

3 汽車制造工藝學(xué)及生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)方法及課程改革探索

本文以近年來西華大學(xué)車輛工程專業(yè)的汽車制造工藝學(xué)及生產(chǎn)實(shí)習(xí)課程為例，針對上述存在的主要問題，采取了以下幾方面的改進(jìn)措施，對汽車制造工藝學(xué)課程體系及課程教學(xué)方法改革進(jìn)行了相關(guān)的探索。

3.1 高度統(tǒng)籌，建立汽車制造工藝學(xué)及實(shí)踐知識(shí)全局觀教學(xué)體系

以車輛工程專業(yè)培養(yǎng)方案及汽車制造工藝學(xué)教學(xué)大綱為基礎(chǔ)，梳理知識(shí)架構(gòu)體系及課程間聯(lián)系，通過車輛工程專業(yè)班級(jí)導(dǎo)師（班主任），向?qū)W生講解和灌輸課程之間的知識(shí)框架與作用關(guān)系。以汽車制造工藝學(xué)及生產(chǎn)實(shí)習(xí)課程為例，其知識(shí)體系構(gòu)建流程如圖1所示。

首先應(yīng)向?qū)W生闡明機(jī)械工程專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)與汽車制造工藝學(xué)之間的聯(lián)系，講述前序課程公差配合、機(jī)械制圖及機(jī)械設(shè)計(jì)等開展的過程中需要重點(diǎn)關(guān)注和以后會(huì)用到的知識(shí)點(diǎn)，為制造工藝學(xué)打下基礎(chǔ)；其次通過金工實(shí)習(xí)及車輛專業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí)的過程中，提到制造工藝學(xué)等相關(guān)的概念，讓學(xué)生為接下來的課程做好準(zhǔn)備；在汽車制造工藝學(xué)課程開展過程中，回顧并結(jié)合金工實(shí)習(xí)感官經(jīng)歷，進(jìn)一步講解基礎(chǔ)制造工藝，消除學(xué)生陌生感，回顧并結(jié)合專業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí)感官經(jīng)歷，講解裝配、車身制造等工藝，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)信心；通過機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、車身覆蓋件模具設(shè)計(jì)與裝配等實(shí)踐環(huán)節(jié)，增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手及實(shí)踐能力；授課中結(jié)合課程中汽車典型零件加工及裝配，反復(fù)強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)實(shí)習(xí)與之對應(yīng)的環(huán)節(jié)，重點(diǎn)現(xiàn)場學(xué)習(xí)，增強(qiáng)實(shí)習(xí)針對性，避免走馬觀花；強(qiáng)調(diào)所學(xué)相關(guān)知識(shí)的應(yīng)用，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中對零部件制造裝配工藝提出方案，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生工藝能力。通過這種全周期過程中知識(shí)的穿插，構(gòu)建汽車制造工藝學(xué)及實(shí)踐知識(shí)全局觀教學(xué)體系，讓學(xué)生真正掌握汽車制造工藝學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)及實(shí)踐能力。

3.2 結(jié)合興趣點(diǎn)，努力提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性及自主性

開設(shè)課程之前，在班級(jí)導(dǎo)師或班主任幫助下通過問卷調(diào)查的方式，調(diào)查學(xué)生的興趣點(diǎn)，如給予航空航天等軍工領(lǐng)域、高端汽車領(lǐng)域、未來工作方向選擇及其他等一系列的選項(xiàng)讓其選擇和填寫。在了解學(xué)生興趣點(diǎn)的基礎(chǔ)上，講解汽車設(shè)計(jì)及制造與將來可能從事工作之間的切實(shí)聯(lián)系，讓學(xué)生立馬得到重視；通過教師結(jié)合自身的工作經(jīng)驗(yàn)，講述制造工藝學(xué)在各方面的應(yīng)用；根據(jù)調(diào)查結(jié)果，通過各種短視頻（如超精密制造、航空航天、汽車制造、大國工匠等）讓領(lǐng)悟制造技術(shù)的重要性，提起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，這樣往往能夠抓住學(xué)生的注意力，非常有利于課程的順利開展。

3.3 多教學(xué)方法綜合應(yīng)用，重視新技術(shù)、新工藝的引入

改變傳統(tǒng)“講聽式”的教學(xué)模式，結(jié)合汽車制造工藝學(xué)相關(guān)內(nèi)容及車輛工程專業(yè)學(xué)生特點(diǎn)，運(yùn)用實(shí)物解析法、多媒體組合教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法、研討問題教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法及項(xiàng)目和過程導(dǎo)向法等手段，實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、做”三位一體。[5-6]以如圖2所示的連桿加工工藝為例，通過現(xiàn)場實(shí)物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，綜合講解加工工藝流程、定位原理及方法、工夾具設(shè)計(jì)等，并通過實(shí)習(xí)過程更加深入的了解各種設(shè)備，讓學(xué)生去探求這種傳統(tǒng)加工方式的優(yōu)缺點(diǎn)，從而引入到漲斷等新工藝、計(jì)算機(jī)輔助制造及數(shù)控加工等新技術(shù)，使學(xué)生切身領(lǐng)會(huì)到理論與實(shí)踐的結(jié)合。

3.4 建設(shè)一支具有工程經(jīng)驗(yàn)背景的教師隊(duì)伍

汽車制造工藝學(xué)是一門實(shí)踐能力很強(qiáng)的專業(yè)課程，如果任課教師缺乏與制造工藝相關(guān)的工作背景，僅從教材等獲取理論知識(shí)進(jìn)行傳授，會(huì)導(dǎo)致課程講解極為空洞，教學(xué)過程不夠豐富多彩。為此，必須建設(shè)一支具有工程經(jīng)驗(yàn)背景的教師隊(duì)伍。以西華大學(xué)為例，加上近兩年來新引進(jìn)的兩名年輕老師共四名老師從事汽車制造工藝學(xué)及生產(chǎn)實(shí)習(xí)的教學(xué)工作，均具有兩年及以上企事業(yè)單位制造工藝相關(guān)的工作經(jīng)驗(yàn)，能充分發(fā)揮工程經(jīng)驗(yàn)，豐富了課堂教學(xué)。

3.5 成立車輛工程專業(yè)特色班，注重專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐能力的提升

為了更好地實(shí)行因材施教，整合教學(xué)資源，引導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新性學(xué)習(xí)、主動(dòng)實(shí)踐和科技創(chuàng)新，培養(yǎng)具有堅(jiān)實(shí)工程背景、實(shí)踐能力及創(chuàng)新精神的未來汽車工程人才，推進(jìn)車輛工程國家級(jí)特色專業(yè)建設(shè)，成立車輛工程專業(yè)特色班。在良好平臺(tái)的基礎(chǔ)上，通過指導(dǎo)學(xué)生參加中國大學(xué)生方程式汽車大賽等比賽，讓學(xué)生利用汽車制造工藝學(xué)相關(guān)知識(shí)親手制造一輛汽車參加比賽，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐技能，從而全面提高車輛工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。

4 結(jié)語

通過近年來的一系列的教學(xué)方法及課程改革的努力，汽車制造工藝學(xué)及生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)出版了《汽車制造工藝學(xué)》等普通高等教育汽車類專業(yè)方向規(guī)劃教材，在國內(nèi)的東風(fēng)汽車有限公司商用車發(fā)動(dòng)機(jī)廠、重慶長安汽車股份有限公司、中國重汽集團(tuán)成都王牌商用車有限公司等單位建立了實(shí)習(xí)基地，指導(dǎo)學(xué)生在中國大學(xué)生方程式汽車大賽等賽事中屢獲佳績，并助推西華大學(xué)車輛工程專業(yè)獲得了國家級(jí)特色專業(yè)及四川省“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，建設(shè)了四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及四川省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等相關(guān)科研平臺(tái)。但在汽車制造工藝學(xué)及生產(chǎn)實(shí)習(xí)課程建設(shè)及教學(xué)過程中仍存在諸多未能解決的問題，如缺少接觸國外真正的先進(jìn)工藝的機(jī)會(huì)、缺乏現(xiàn)場教學(xué)原理演示模型、欠缺企事業(yè)用人單位工藝部門技術(shù)人員的溝通渠道等。在未來的教學(xué)過程中，需要努力在這些方面開展工作，從而進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生汽車制造工藝能力。

“四川省車輛工程卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”資助項(xiàng)目（2012）

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