基于OBE理念的汽車底盤(pán)構(gòu)造課程改革探究

許莎 邢彥鋒 金光燦

摘 要：汽車底盤(pán)構(gòu)造是車輛工程專業(yè)一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。目前的教學(xué)中大多采用以教師為中心的教育模式。文章在OBE（Outcomes Based Education）理念的模式下，探討了汽車底盤(pán)構(gòu)造教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段等方面的改革思路，從而增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提高課程教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：OBE；汽車底盤(pán)構(gòu)造；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2018）19-0141-03

Abstract： Vehicle chassis structure is an important course of vehicle engineering. Most of the existing teaching adopts teacher-centered education mode. Based on the OBE concept， the teaching contents， teaching methods and means of vehicle chassis structure are studied in this paper to enhance the students' interest in learning and improve the quality of the course.

Keywords： OBE； vehicle chassis structure； teaching content； teaching method

一、概述

汽車底盤(pán)構(gòu)造是車輛工程專業(yè)的一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。課程通過(guò)對(duì)典型實(shí)例的分析，系統(tǒng)闡述了現(xiàn)代汽車的構(gòu)造和工作原理，主要介紹了汽車傳動(dòng)系統(tǒng)、行使系統(tǒng)、汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)以及汽車車身、儀表及附屬裝置[1]。課程集成了工程圖學(xué)、汽車零部件設(shè)計(jì)、汽車工藝學(xué)等多門(mén)課程的基本原理和方法。通過(guò)課程的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生掌握汽車底盤(pán)結(jié)構(gòu)體系中各構(gòu)成部分的功用與要求、典型結(jié)構(gòu)及其工作原理、實(shí)現(xiàn)類似功用的不同結(jié)構(gòu)類型及其特點(diǎn)與應(yīng)用等方面的知識(shí)，使學(xué)生具備一定的汽車零部件設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)的能力。同時(shí)，也可以提高學(xué)生識(shí)讀工程圖和綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)的能力。汽車底盤(pán)構(gòu)造會(huì)影響到后續(xù)汽車設(shè)計(jì)、汽車?yán)碚摰葘I(yè)核心課程的學(xué)習(xí)以及本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成。因此，該課程在車輛工程專業(yè)的課程培養(yǎng)體系中占據(jù)非常重要的地位。

二、汽車底盤(pán)構(gòu)造課程教學(xué)現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)高校在汽車工程學(xué)院均設(shè)有汽車底盤(pán)構(gòu)造課程。在教學(xué)內(nèi)容安排和組織上，由于各高校的人才培養(yǎng)定位不同而有一定差異?？傮w來(lái)說(shuō)存在著以下主要問(wèn)題。

（一）內(nèi)容多課時(shí)少

“卓越工程師”的培養(yǎng)計(jì)劃中，為加強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，增加了學(xué)生校外實(shí)習(xí)的課時(shí)，相應(yīng)地校內(nèi)課程的學(xué)時(shí)有所減少。汽車底盤(pán)構(gòu)造主要使用的是吉林大學(xué)汽車工程系主編的教材。全書(shū)分五大部分共15章500多頁(yè)。為了適應(yīng)培養(yǎng)計(jì)劃的要求，理論授課32學(xué)時(shí)。要在32學(xué)時(shí)內(nèi)講授完教材主要的理論內(nèi)容，時(shí)間非常緊迫。這樣就導(dǎo)致學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解不夠細(xì)致、深入和全面，往往知其然不知其所以然。對(duì)課堂講過(guò)的結(jié)構(gòu)比較了解，而對(duì)類似功能的其他結(jié)構(gòu)不太清楚，不能真正做到所學(xué)知識(shí)的融會(huì)貫通。

（二）課程內(nèi)容老化

隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車底盤(pán)的主要零部件也經(jīng)歷了機(jī)械式、液力式到電動(dòng)式、混合式的發(fā)展。尤其是新能源車和智能車的興起，汽車底盤(pán)的構(gòu)造也隨之發(fā)生了顛覆性的改變。吉林大學(xué)主編的教材是目前各高校普通采用的優(yōu)秀教材，內(nèi)容全面、案例典型、條理清晰。但是由于汽車新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，教材內(nèi)容略顯陳舊，對(duì)底盤(pán)四大系統(tǒng)關(guān)鍵零部件的案例還主要以傳統(tǒng)機(jī)械式結(jié)構(gòu)為主，缺乏前沿新技術(shù)新結(jié)構(gòu)的介紹與講解[2]。此外，主要采用二維工程圖的形式呈現(xiàn)典型零部件的結(jié)構(gòu)組成，學(xué)生普遍反映學(xué)起來(lái)枯燥難懂。在教學(xué)研討會(huì)上，也經(jīng)常有學(xué)生提出要增加新技術(shù)新結(jié)構(gòu)的典型案例以及新能源車、智能車的相關(guān)普及內(nèi)容。

（三）理論與實(shí)踐脫節(jié)

汽車底盤(pán)構(gòu)造是一門(mén)實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，不僅要求學(xué)生掌握底盤(pán)各主要部分的基本構(gòu)成和工作原理，而且還要進(jìn)行關(guān)鍵零部件的拆裝實(shí)驗(yàn)。在理論環(huán)節(jié)的教學(xué)中，通常仍然是以教師課堂多媒體教學(xué)為主。對(duì)于典型結(jié)構(gòu)的構(gòu)造大多采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖講解工作原理，工程圖講解結(jié)構(gòu)組成的方式。對(duì)于一些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，由于工程圖很難把所有的結(jié)構(gòu)清楚表達(dá)出來(lái)，造成了學(xué)生理解的困難，往往囫圇吞棗。拆裝實(shí)驗(yàn)無(wú)疑可以加深學(xué)生對(duì)理論教學(xué)的印象，有助于理論知識(shí)的理解和消化。但是，在目前的課程計(jì)劃中，汽車底盤(pán)構(gòu)造的拆裝實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有跟理論環(huán)節(jié)同步進(jìn)行，而是放在學(xué)期末集中幾周進(jìn)行。這樣就造成了學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)理論知識(shí)記憶模糊，無(wú)法有效的理論聯(lián)系實(shí)際，達(dá)到促進(jìn)理解、加深印象的作用。

三、基于OBE理念的課程改革

現(xiàn)代工程教育發(fā)展的主要趨勢(shì)是以學(xué)生能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，從原來(lái)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)教師教轉(zhuǎn)向?qū)W生學(xué)。OBE是一種成果導(dǎo)向教育[3]，主要強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生能力的培養(yǎng)，如主動(dòng)學(xué)習(xí)能力、自學(xué)能力、主動(dòng)實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)工作能力、交流與溝通能力等等。為此中國(guó)工程教育通用標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)華盛頓協(xié)議，貫徹“以人為本”的評(píng)價(jià)理念，制定的學(xué)生、培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、持續(xù)改進(jìn)、課程體系、師資隊(duì)伍、支持條件等七項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，“以學(xué)生為中心”貫穿了學(xué)生從入口-出口的全過(guò)程?；贠BE成果導(dǎo)向的工程教育理念極大的沖擊了我國(guó)傳統(tǒng)的基于課程導(dǎo)向的工程教育理念。

（一）明確培養(yǎng)目標(biāo)

OBE理念要求學(xué)校和教師應(yīng)該先明確學(xué)習(xí)成果，配合多元彈性的個(gè)性化學(xué)習(xí)要求，讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)過(guò)程完成自我實(shí)現(xiàn)的挑戰(zhàn)，再將成果反饋用來(lái)改進(jìn)原有的課程設(shè)計(jì)與課程教學(xué)[4]。

根據(jù)OBE基本思想，制訂培養(yǎng)計(jì)劃的過(guò)程中，首先要明確學(xué)生預(yù)期的學(xué)習(xí)成果。在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)不同的手段，讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)自我挑戰(zhàn)完成預(yù)期的成果。并在不斷的教學(xué)實(shí)踐中對(duì)原有的培養(yǎng)方案和教學(xué)方法進(jìn)行總結(jié)和提高。對(duì)于車輛工程專業(yè)的學(xué)生，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要達(dá)到的學(xué)習(xí)成果主要有：掌握汽車底盤(pán)總布置設(shè)計(jì)和零部件設(shè)計(jì)或選型的基本方法；掌握汽車基本零部件的性能要求和實(shí)現(xiàn)方法；具備由汽車基本機(jī)構(gòu)派生新結(jié)構(gòu)的能力，能用計(jì)算機(jī)進(jìn)行零、部件的輔助設(shè)計(jì)；具有創(chuàng)新性思維的能力和較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)，能夠獨(dú)立進(jìn)行汽車車身一般零件的改進(jìn)設(shè)計(jì)；有系統(tǒng)性思維的能力和具備汽車車身一般部件產(chǎn)品集成和開(kāi)發(fā)的基本能力。

（二）教學(xué)內(nèi)容的改革

1. 依據(jù)OBE工程教育導(dǎo)向，構(gòu)建更加合理的內(nèi)容體系

根據(jù)人才培養(yǎng)定位和培養(yǎng)目標(biāo)，從學(xué)生的整體知識(shí)和能力結(jié)構(gòu)出發(fā)，通盤(pán)規(guī)劃汽車底盤(pán)構(gòu)造的內(nèi)容[5]。在目前的汽車底盤(pán)構(gòu)造課程內(nèi)容中，往往過(guò)多的強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)的全面性和系統(tǒng)性。課程內(nèi)容繁多、形式呆板，學(xué)生往往要花大量的時(shí)間去死記硬背知識(shí)點(diǎn)。相比于現(xiàn)代汽車的發(fā)展，課程內(nèi)容也顯得比較陳舊和落后。這樣造成學(xué)生感到非常枯燥，降低了學(xué)習(xí)興趣。

采用OBE工程教育理念，樹(shù)立“以人為本”的現(xiàn)代教育思想。課程內(nèi)容構(gòu)建中遵循“必要、典型、與時(shí)俱進(jìn)”的原則。注重加強(qiáng)汽車底盤(pán)構(gòu)造各部分的內(nèi)在邏輯聯(lián)系，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)與其他相關(guān)課程及實(shí)踐環(huán)節(jié)的銜接。改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)方法，加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，使學(xué)生充分了解當(dāng)前汽車底盤(pán)構(gòu)造的最新技術(shù)。

2. “學(xué)以致用”的教材內(nèi)容編排

《汽車底盤(pán)構(gòu)造》的培養(yǎng)目的是使學(xué)生能夠掌握系統(tǒng)的汽車底盤(pán)結(jié)構(gòu)專業(yè)知識(shí)，具備綜合運(yùn)用理論知識(shí)和技術(shù)手段分析解決汽車底盤(pán)結(jié)構(gòu)問(wèn)題的能力。在目前課程內(nèi)容中，存在內(nèi)容多、理論深、實(shí)踐內(nèi)容相對(duì)不足的問(wèn)題。將傳統(tǒng)以某種車型為主線的課程內(nèi)容，轉(zhuǎn)變?yōu)橐阅承┑湫偷慕Y(jié)構(gòu)為學(xué)習(xí)對(duì)象。從學(xué)生掌握底盤(pán)結(jié)構(gòu)所必備的實(shí)際技能出發(fā)，對(duì)原有繁雜的內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化合并，篩選出典型的結(jié)構(gòu)形式，增加具體應(yīng)用實(shí)例和汽車底盤(pán)構(gòu)造前沿技術(shù)方面的內(nèi)容，增添學(xué)生們感興趣的智能車和新能源車的相關(guān)介紹和內(nèi)容。

3. “模塊化”的實(shí)踐指導(dǎo)書(shū)編寫(xiě)

根據(jù)理論教學(xué)內(nèi)容，將實(shí)踐教學(xué)任務(wù)按照內(nèi)部邏輯和相互關(guān)聯(lián)細(xì)化，劃分為不同的模塊。按照學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，對(duì)每一模塊制定詳細(xì)的實(shí)踐指導(dǎo)書(shū)。做到實(shí)踐內(nèi)容“化整為零，集零為整”，使學(xué)生真正掌握底盤(pán)的結(jié)構(gòu)組成。同時(shí)，邀請(qǐng)企業(yè)人員參與指導(dǎo)書(shū)的編寫(xiě)，踐行理論聯(lián)系實(shí)際的培養(yǎng)要求。

（三）教學(xué)方法與手段的改革

教學(xué)方法是以《汽車底盤(pán)構(gòu)造》教材為授課主要內(nèi)容，補(bǔ)充生產(chǎn)實(shí)踐中所不斷出現(xiàn)的新的實(shí)例進(jìn)行講解，理論學(xué)習(xí)的同時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，理論與實(shí)際相結(jié)合[6]。具體有：

1. 問(wèn)題啟發(fā)式教學(xué)方法

根據(jù)當(dāng)節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)，留出10～20分鐘的時(shí)間，針對(duì)所學(xué)內(nèi)容留給學(xué)生幾個(gè)開(kāi)放性的問(wèn)題，由學(xué)生自行分組討論。適當(dāng)給出每個(gè)問(wèn)題的線索和提示，引導(dǎo)學(xué)生由學(xué)生尋找問(wèn)題的解決方法。

2. 翻轉(zhuǎn)課堂式教學(xué)方法

結(jié)合課程內(nèi)容，由學(xué)生自行選擇自己感興趣部分，準(zhǔn)備PPT，課堂講解。針對(duì)所講內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)、討論、答辯。

3. 探究項(xiàng)目式教學(xué)方法

課前布置探究項(xiàng)目，學(xué)生自行分組，課下搜集項(xiàng)目所需資料，上交探究項(xiàng)目報(bào)告，必要時(shí)課堂提問(wèn)、答辯。

4. 一體化模塊化教學(xué)方法

目前，汽車底盤(pán)構(gòu)造的教學(xué)是以理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐教學(xué)分開(kāi)的方式進(jìn)行。先由理論課教師在課堂上講解理論知識(shí)，理論學(xué)習(xí)結(jié)束后再由實(shí)踐課教師進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)。這樣會(huì)造成理論和實(shí)踐聯(lián)系不夠緊密。學(xué)生普遍反映，理論學(xué)習(xí)時(shí)缺乏對(duì)結(jié)構(gòu)直觀的理解，實(shí)踐學(xué)習(xí)時(shí)對(duì)理論知識(shí)又印象不深。在課程建設(shè)中，把底盤(pán)的每一個(gè)系統(tǒng)根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的不同細(xì)分為不同的小模塊。在每一個(gè)模塊學(xué)習(xí)完成后，由學(xué)生提供學(xué)習(xí)報(bào)告，收集學(xué)生最想了解的結(jié)構(gòu)形式和工作原理，然后按照學(xué)生需求進(jìn)行每一模塊的實(shí)踐教學(xué)，并要求學(xué)生自己制訂拆裝計(jì)劃進(jìn)行實(shí)地拆裝實(shí)踐。使學(xué)生在“教、學(xué)、做”的過(guò)程中充分掌握所學(xué)內(nèi)容。

教學(xué)手段主要是采用多媒體課件、三維教具及板書(shū)相結(jié)合，用立體動(dòng)畫(huà)表示出課程的難點(diǎn)，結(jié)合板書(shū)，以提高課堂教學(xué)的效果。

在理論教學(xué)中，關(guān)鍵零部件的結(jié)構(gòu)通常是以二維工程圖的形式展現(xiàn)給學(xué)生。學(xué)生理解困難，學(xué)習(xí)枯燥。教學(xué)改革中，充分利用現(xiàn)有的虛擬仿真軟件、對(duì)典型零部件的結(jié)構(gòu)形式和工作原理進(jìn)行仿真，以動(dòng)畫(huà)的形式演示結(jié)構(gòu)的工作過(guò)程和原理。這樣，不僅可以加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，也可以提供學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。鼓勵(lì)學(xué)生自己制作仿真動(dòng)畫(huà)，深入了解關(guān)鍵零部件的結(jié)構(gòu)組成和工作原理。另外，除動(dòng)畫(huà)外，也可采用3D打印的三維教具來(lái)更直觀的反映典型零部件的基本形式。

（四）加強(qiáng)學(xué)生課外實(shí)踐訓(xùn)練

傳統(tǒng)的底盤(pán)構(gòu)造的實(shí)踐教學(xué)往往在實(shí)驗(yàn)室中采用虛擬拆裝為主、實(shí)物拆裝為輔的方式。拆裝對(duì)象也主要為變速器、主減速器等少數(shù)結(jié)構(gòu)。依據(jù)OBE理念，為使學(xué)生能夠更全面掌握底盤(pán)的結(jié)構(gòu)形式，與汽車工程學(xué)院的合作企業(yè)協(xié)調(diào)并建立長(zhǎng)久聯(lián)系，為學(xué)生提供課堂之外的企業(yè)實(shí)踐基地。聘請(qǐng)企業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師作為實(shí)踐環(huán)節(jié)指導(dǎo)老師，為學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)講解底盤(pán)關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)原理、最新發(fā)展動(dòng)態(tài)并指導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手，了解零部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

（五）建立科學(xué)的考評(píng)體系

改進(jìn)傳統(tǒng)的課程考核方法，打破以閉卷考試為主的考試模式。采用項(xiàng)目研究、翻轉(zhuǎn)課堂、口試答辯等開(kāi)放型考核方法。學(xué)生根據(jù)興趣不同，自愿組合建立小組，完成考核所需完成的工作。引導(dǎo)并鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、了解科技前沿、最新動(dòng)態(tài)而不是死記硬背。學(xué)生可以選擇底盤(pán)構(gòu)造某一關(guān)鍵零部件進(jìn)行詳細(xì)的剖析，了解結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展演變過(guò)程、最新技術(shù)動(dòng)態(tài)，制作工作原理演示動(dòng)畫(huà)，上交項(xiàng)目研究報(bào)告。每小組將自己的研究發(fā)現(xiàn)以翻轉(zhuǎn)課堂的形式講解給其余同學(xué)，并由其余同學(xué)針對(duì)報(bào)告內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)、建議、答辯。

學(xué)生的最終成績(jī)?cè)u(píng)估考核構(gòu)成主要有出勤、課堂表現(xiàn)、平時(shí)作業(yè)三部分構(gòu)成。其中，課堂表現(xiàn)包括：課堂討論與答辯、翻轉(zhuǎn)課堂等。平時(shí)作業(yè)包括：探究項(xiàng)目報(bào)告、理論作業(yè)、案例總結(jié)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)踐總結(jié)等。

四、結(jié)束語(yǔ)

為了車輛工程專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃的需求，《汽車底盤(pán)構(gòu)造》課程必須符合工程教育的需求?；贠BE理念針對(duì)《汽車底盤(pán)構(gòu)造》進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等的改革，在以學(xué)生為中心的基礎(chǔ)上加入底盤(pán)結(jié)構(gòu)實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)合作能力，并通過(guò)項(xiàng)目探究、翻轉(zhuǎn)課堂、報(bào)告撰寫(xiě)等手段提高國(guó)際視野。通過(guò)探索新的教學(xué)模式，改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，提高《汽車底盤(pán)構(gòu)造》課程的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。使汽車底盤(pán)構(gòu)造課程成為學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握當(dāng)代汽車技術(shù)最新動(dòng)向的基礎(chǔ)課程。這對(duì)于學(xué)生建立牢固的專業(yè)概念，學(xué)好后續(xù)相關(guān)各門(mén)專業(yè)課程，乃至于將來(lái)走上工作崗位勝任具體技術(shù)，都具有十分重要的作用。

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