“汽車制造工藝學”的教學創(chuàng)新與實踐

謝翌　胡曉松　李偉　胡建軍　馬黎俊

[摘 要] 從“汽車制造工藝學”的教學現(xiàn)狀出發(fā)，根據(jù)課程特點與教學中的問題提出了教學體系化以及提高教學效率的總體改革方向。通過產(chǎn)學結(jié)合、課程設(shè)計與課堂作業(yè)并行的方式進行了教學創(chuàng)新。實踐證明，該方法可以有效提升學生的學習效率，整體提高對該門課程的掌握程度。

[關(guān)鍵詞] 汽車制造工藝學;教學改革;教學實踐

[作者簡介] 謝 翌（1983—），男，重慶人，博士，重慶大學汽車工程學院副教授（通信作者），主要從事新能源汽車熱管理、電池熱管理研究。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2021）12-0085-04? ?[收稿日期] 2020-09-26

汽車是目前最為常用的交通工具之一，汽車從生產(chǎn)制造到成品運營，都與人們的日常生活息息相關(guān)。同時隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，人們對于汽車這一產(chǎn)品的要求也日益提高，尤其是在制造層面，轉(zhuǎn)而向高精度高自動化制造方向發(fā)展[1]。而純電動汽車以及混合動力汽車的推出，更是給汽車制造工藝帶來了新的機遇與挑戰(zhàn)。因此，學生在學習汽車制造工藝學的基礎(chǔ)知識時，應該與實際生產(chǎn)相結(jié)合來理解學科本身的內(nèi)容，學會靈活應用汽車制造工藝學的理論進行工藝流程設(shè)計。

一、“汽車制造工藝學”教學現(xiàn)狀

“汽車制造工藝學”涉及汽車制造流程中的各種主要工藝流程，包括汽車零件毛坯的成型與精化、汽車零部件的機械加工工藝與裝配工藝、汽車車身覆蓋件的沖壓成型工藝、汽車輕量化與塑料化的塑料與復合材料的成型工藝等[2]。主要要求學生掌握汽車制造過程中的加工工藝，重點是加工余量、工序間尺寸及其公差的確定以及工藝尺寸鏈的原理與應用。根據(jù)目前教學經(jīng)驗，“汽車制造工藝學”的教學現(xiàn)狀主要是有限的課時量與繁多的知識點之間矛盾，以及零碎抽象的理論知識點與實用性很強的學科特點之間的矛盾。

（一）有限的課時量與繁多的知識點之間的矛盾

目前，“汽車制造工藝學”課時量普遍在48學時左右，而對于一門系統(tǒng)的學科而言，當前的學時無法完全涵蓋學科的全部內(nèi)容。考慮學生的接受能力，以及統(tǒng)計層面上的學習效率，有限的課時量與繁多的知識點之間的矛盾會始終存在。課時量與知識點量之間的矛盾也是教師教學授業(yè)與學生聽課學習之間的矛盾，需要協(xié)調(diào)有效課時時間與重難點知識點，同時考慮可能出現(xiàn)的不確定性。因此，該課程的改革方向不應單純的增加課時量或者減少課本知識點，而應該盡可能提升教學的效率。

另外，為了讓學生在48個學時中掌握“汽車制造工藝學”課程重要知識點，教師需要根據(jù)課時量以及知識點有針對性地制定一個教學計劃，進而讓學生能夠很好的接受所學的內(nèi)容，以便達到學后靈活運用的目的。作為學生，需要在僅有的48個學時內(nèi)充分利用課堂與學生及老師進行交流，進而完善自身知識面、思維上的不足，從而充分提高學習效率。因此，該課程的改革方向不應是單純的增加課時量或者減少課本的知識點，而應該在現(xiàn)有的課時基礎(chǔ)上將知識進行系統(tǒng)的整理，并采用適合的教學方式對學生進行引導，盡可能提升教學的效率。

（二）零碎抽象的理論與實用性很強的學科特點之間的矛盾

“汽車制造工藝學”中涉及的工序設(shè)計、誤差計算、工藝尺寸鏈原理在汽車加工過程中具有非常重要的作用，但是作為教材里的理論，因為沒有生產(chǎn)實踐過程的支撐，學生在學習時就會覺得十分抽象，這也是目前該門課程的教學難點，也是學生普遍掌握不好的原因。另外，“汽車制造工藝學”屬于成體系的學科，除了重點需要掌握的知識點外，其中紛繁復雜的知識點依然較多，涵蓋的汽車產(chǎn)業(yè)的范圍也十分廣泛。學生在片段化學習時容易陷入死記硬背知識點的誤區(qū)，導致學習效率降低，教學質(zhì)量也無法取得預期效果。

二、“汽車制造工藝學”課程改革原則

對于“汽車制造工藝學”的課程改革創(chuàng)新，需要把握的重點是促進課程教學的體系化以及提高課堂教學效率，解決課時量不足帶來的問題。

（一）課程體系化

課程教學的體系化包括課程本身的體系化與教學環(huán)節(jié)的體系化。課程的體系化要求“汽車制造工藝學”在編排書目時就要保證知識點之間的系統(tǒng)性、連貫性，而教學的體系化則是建立在課程體系化之上的。目前教學中的問題在于，對于工科學生，在學習“汽車制造工藝學”時，面對的只有一個書本以及相互分離的幾章內(nèi)的知識點，缺乏對該學科一個整體性系統(tǒng)性的認識，導致在學習的過程中陷入學習—遺忘的循環(huán)中，降低了學習的效率，也不利于教師完成教學任務。因此在教學的過程中，需要在教師、學生以及課本之間加入新的變量或者媒介，以達到將三者之間的信息有機的融合起來的目的，形成教師—媒介—學生這一互相反饋的教學體系。其中，這個新的變量或者媒介既能集中反映“汽車制造工藝學”的大部分知識，又可以讓學生參與其中，通過文字信息以外的方式獲取知識，系統(tǒng)性的學習與鞏固該門課程的相關(guān)知識。例如，教師在講完“工件的機械加工質(zhì)量與定位機床夾具”課程之后，緊接著就要講“機械工藝加工工藝流程的制定”這一課程，在講這類前后銜接緊密的課程時，教師可以留出充分時間讓學生理解課程的理論知識，再通過媒介采用觀看實踐視頻的方式，讓學生進一步掌握機械工藝加工工藝流程的制定以及實踐制定過程中的注意事項，這樣能夠讓學生融會貫通。

（二）考慮課程間隔

提高課程教學效率要考慮到課程設(shè)計的間隔性。“汽車制造工藝”這門課程的學科特點，學生在學習該門課程的時遺忘程度較高。課時數(shù)少而分散，學生接受困難，這都對課堂教學的效率提出了新的要求。因此，從學校組織汽車制造工藝學課程的角度來看，這門課程是車輛工程專業(yè)的主要課程之一，課程內(nèi)容涵蓋的生產(chǎn)效率、經(jīng)濟成本以及汽車制造工藝質(zhì)量相關(guān)內(nèi)容為重要知識點，通過課程的教學和教師教學環(huán)境的有機配合，能夠使學生進一步掌握機械制造的原理、機械工藝規(guī)程以及設(shè)計專業(yè)夾具的基本能力，讓學生進一步綜合掌握機械加工工藝系統(tǒng)流程，從而讓學生所學的內(nèi)容與未來企業(yè)所需緊密銜接。從學生的角度出發(fā)，針對教學效率的課程改革的總體方向是將教學與作業(yè)相結(jié)合，學生完成作業(yè)的同時也是在進行自我教學或者團隊教學。這樣可以彌補上課時間的不足，也增加了學生重復記憶知識點的頻率，實現(xiàn)教學相長。而實現(xiàn)教學與作業(yè)相統(tǒng)一的具體形式可以根據(jù)學生整體素質(zhì)、學校教學能力的不同進行調(diào)整。此外從教師的層面出發(fā)，還需要對教師進行集中培訓，打造一支高水準高能力的師資團隊，確保教師在授課時可以正確精準的闡述課本知識，讓學生在理論基礎(chǔ)方面得到正確的引導。

三、“汽車制造工藝學”課程改革的實踐

（一）產(chǎn)學結(jié)合，優(yōu)勢互補

“汽車制造工藝學”是一門實踐性很強的課程，所有的知識源于生產(chǎn)，最終又回歸于生產(chǎn)。課堂上的大部分知識甚至可以在一次生產(chǎn)過程中集中體現(xiàn)，因此讓學生初步參與生產(chǎn)實踐過程，相當于引入了一個課本之外的媒介，讓學生通過直接接受知識以外的方法進行學習[3]。而且生產(chǎn)實踐要求的知識的綜合性更高，因此更容易讓學生系統(tǒng)地體會到本課程的整體框架，也有利于對其進行記憶。根據(jù)對本學院的學生基本能力的綜合評估以及學院的教學資源配置能力，筆者聯(lián)系到本校的金工實習培訓部門并請到了校外汽車生產(chǎn)一線的技師，為學生們演示汽車加工過程中的某些具體步驟。其中毛坯的制取與粗加工階段主要是參觀，讓學生對于該步驟有一個感性直觀的認識。而對于涉及尺寸鏈原理以及誤差計算方面的知識，則在金工實習培訓部門能力范圍內(nèi)設(shè)定部件的加工精度要求，需要學生們通過分小組設(shè)計簡單部件的加工工藝以滿足該精度。不同的小組之間設(shè)計不同的部件，要求最終幾個部件可以裝配到一起。中間需要具體上手操作的部分可以請金工實習培訓中心的人員幫忙，而設(shè)計工藝的階段也可以由生產(chǎn)一線的技師實時指導。這樣設(shè)計的好處在于，避免不必要的難度設(shè)定以至于該方案學生無法完成，又可以讓他們在運用知識設(shè)計的過程中，與不同組之間有效溝通，同時在與加工師傅和一線技師交流的同時，修正自己在知識上的錯誤認知。由于設(shè)計的是相對簡單的部件，不會因為任務繁重而占用學生太多的時間。

（二）課程設(shè)計與課堂作業(yè)相結(jié)合

課程設(shè)計與課堂作業(yè)的目的是一致的，主要是希望學生可以在課堂外對相關(guān)知識進行鞏固，區(qū)別在于課程設(shè)計是需要長期完成的，而課堂作業(yè)則是短期內(nèi)進行知識重復的方法[4]。將二者結(jié)合的目的是實現(xiàn)課堂的延續(xù)以彌補課時數(shù)的不足。根據(jù)記憶曲線原理，及時重復接受知識可以加深對知識點的記憶，以達到長期記憶的目的[5]。再有，課堂作業(yè)不僅方便檢驗學生對汽車制造工藝學理論知識的掌握情況，還能夠進一步激發(fā)學生的機械加工設(shè)計創(chuàng)作潛能，進而使他們擁有一個良好的專業(yè)學習習慣。把課堂作業(yè)融入課程教學過程中，形成教學互動，進而提升學生積極性，避免學生懈怠等不良現(xiàn)象。如今，大多數(shù)高校汽車制造工藝學課堂以講為主，實踐為輔，為了避免這種“填鴨式”教學方式。筆者在課程實踐中嘗試在學習完成誤差鏈的講授后，布置課程設(shè)計任務，與上一節(jié)提到的產(chǎn)學結(jié)合的實踐內(nèi)容相配套，為每個學生提出個性化的課程設(shè)計任務，在課程設(shè)計結(jié)束后開啟實踐環(huán)節(jié)，這樣可以最大限度的利用課堂外的時間。雖然每個學生的學習能力有所不同，但是因為是課下任務，因此允許學生之間互相交流，接受能力強的學生在指導其他學生的時候也可以對既有知識點產(chǎn)生新的理解。最終課程設(shè)計將作為期末考試的一部分，其中筆試占80%，課程設(shè)計占20%。將課程設(shè)計直接與期末成績掛鉤，是考慮到因為課程設(shè)計屬于課堂外的內(nèi)容，如果只作為一個粗略的評價指標，會有學生不認真對待。因此，這里通過給定課程設(shè)計分數(shù)，給學生一個量化的目標也有利于調(diào)動其積極性，而課程設(shè)計的目標并不難，避免學生的壓力過大，使結(jié)果適得其反。

四、“汽車制造工藝學”課程改革試行結(jié)果

在“汽車制造工藝學”課程改革的過程中，筆者按照教學改革的要求，以提高課堂效率并加強課程知識的體系化為目標，深入學習國內(nèi)外優(yōu)秀教學案例，并根據(jù)重慶大學的教學資源的配置與學生的實際能力針對性的實行教學改革。在普通班級內(nèi)，學生們普遍反映課程的知識點難以記憶。從學習誤差計算的章節(jié)開始，班級的學習進度出現(xiàn)了明顯的差異，隨堂小測驗的結(jié)果可以看出有很多學生此時出現(xiàn)了難以跟進學習進度的現(xiàn)象，班級的整體學習效率下滑。而在課程創(chuàng)新試行班級，因為加入了課程實踐部分以及相配套的課程設(shè)計，學生的對知識的掌握程度明顯改善。并且因為學生之間互相交流，形成了良好的組內(nèi)與組間相互學習的良好氛圍，班級的整體學習進度得以保證。從隨堂小測驗的結(jié)果來看，盡管學生的學習效果仍有差距，但是整體成績有變好的趨勢，低分段的學生學習效果明顯改善。課程完成后，對課堂內(nèi)72名學生采用匿名電子問卷調(diào)查的形式，收集學生意見。結(jié)果見下表1。

從統(tǒng)計結(jié)果可以看出，有超過85%的學生表示對本次課程改革滿意，這表明本次課程改革創(chuàng)新除了獲得了較好的教學成果，還在學生中獲得不錯的反響，總體來說是一次較為成功的嘗試。但是有的學生反映，課程設(shè)計與實踐環(huán)節(jié)都加入后課業(yè)壓力較大，時間安排缺乏靈活性，這些問題都需要在今后的工作中慢慢調(diào)整。

參考文獻

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[5]Angel，F(xiàn)idalgo-Blanco， Francisco，等.Knowledge Spirals in Higher Education Teaching Innovation[J].International journal of knowledge management（IJKM），2014，10（4）.

Abstract： According to the current situation， the characteristics， and the problems in the course of Manufacturing Technology of Automobile， this paper puts forward the general reform direction of enhancing the efficiency and the systematization of the teaching. Based on these principles， teaching innovation is conducted through the combination of the industry and education， the course design and the class assignment. Practice shows that this method can obviously improve students learning efficiency and their mastery of the course knowledge as a whole.

Key words： Manufacturing Technology of Automobile; teaching reform; teaching practice