新工科背景下《汽車構(gòu)造》教學(xué)改革研究

蘇丹丹，李浩東，董小平

（1.河北大學(xué) 質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督學(xué)院，河北 保定 071002；2.河北省汽車制造質(zhì)量教育社會(huì)實(shí)踐基地， 河北 保定 071002；3.河北省新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)輕量化技術(shù)創(chuàng)新中心，河北 保定 071002）

前言

新工科建設(shè)的主要目標(biāo)是培養(yǎng)人才，即培養(yǎng)一批具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、跨界整合能力、高素質(zhì)的各類交叉復(fù)合型卓越工程科技人才[1]。為了實(shí)現(xiàn)新工科建設(shè)目標(biāo)，高校教學(xué)改革應(yīng)遵循追求質(zhì)量卓越、面向未來(lái)發(fā)展、滿足國(guó)際要求等新工科建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。本文基于新工科的目標(biāo)、內(nèi)涵和特征，密切結(jié)合《汽車構(gòu)造》課程教學(xué)特點(diǎn)，充分考慮當(dāng)前教學(xué)過(guò)程中存在的問題，基于課程教學(xué)改革的要求，提出了“一個(gè)中心，三個(gè)融入”的教學(xué)理念，以期獲得良好的教學(xué)效果。

1 《汽車構(gòu)造》課程特點(diǎn)

《汽車構(gòu)造》課程是車輛工程專業(yè)核心課程，該課程的先導(dǎo)課程包括《工程制圖》《機(jī)械原理》等專業(yè)基礎(chǔ)課程，后續(xù)課程包括《汽車?yán)碚摗贰镀囋O(shè)計(jì)》等專業(yè)核心課程和專業(yè)拓展課程?！镀嚇?gòu)造》課程在新工科專業(yè)課程體系建設(shè)中發(fā)揮著承前啟后的重要作用，為車輛工程專業(yè)學(xué)生發(fā)展提供不可或缺的專業(yè)理論、方法和技術(shù)[2]。

《汽車構(gòu)造》的主要教學(xué)內(nèi)容包括汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤兩大部分，課程教學(xué)內(nèi)容多、知識(shí)點(diǎn)豐富，理論知識(shí)學(xué)習(xí)和實(shí)踐能力培養(yǎng)結(jié)合性強(qiáng)。《汽車構(gòu)造》的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生全面、系統(tǒng)地掌握汽車各關(guān)鍵零部件的基本結(jié)構(gòu)、工作原理等，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、利用專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力，同時(shí)注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、研究開發(fā)能力、創(chuàng)新能力等。

2 《汽車構(gòu)造》教學(xué)現(xiàn)狀

2.1 教學(xué)模式枯燥

目前，《汽車構(gòu)造》課程教學(xué)主要是采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式[3]。

理論教學(xué)主要采用多媒體教學(xué)模式，以老師講授知識(shí)點(diǎn)為主，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，傾向于填鴨式的教學(xué)模式，很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，限制了教學(xué)效果的進(jìn)一步提升。

實(shí)踐教學(xué)主要是教師指導(dǎo)學(xué)生完成對(duì)汽車關(guān)鍵零部件的拆裝實(shí)驗(yàn)。由于受到實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)和實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)地面積限制，實(shí)踐教學(xué)每組學(xué)生人數(shù)較多、學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)少。此外，有的學(xué)生重動(dòng)手而輕思考，拆裝實(shí)驗(yàn)時(shí)走馬觀花，無(wú)法起到鞏固理論教學(xué)的作用。

《汽車構(gòu)造》傳統(tǒng)教學(xué)模式基本是先課堂教授理論課程，實(shí)踐拆裝安排理論課程結(jié)束之后進(jìn)行。理論與實(shí)踐教學(xué)在課程安排上存在時(shí)間差，導(dǎo)致學(xué)生在理論教學(xué)中學(xué)到的知識(shí)很難及時(shí)在實(shí)踐教學(xué)中得到鞏固并學(xué)以致用，因此不利于教學(xué)質(zhì)量的整體提升。

2.2 考核模式單一

傳統(tǒng)《汽車構(gòu)造》課程的考核方式主要考慮期末考試成績(jī)與平時(shí)成績(jī)，如期末考試成績(jī)占70%、平時(shí)成績(jī)占30%。這種考核方式主要考察學(xué)生對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的掌握情況、平時(shí)出勤及課堂參與度等，而忽視了對(duì)學(xué)生研究開發(fā)能力和創(chuàng)新能力等的考察，更無(wú)法考察學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

3 基于新工科建設(shè)的《汽車構(gòu)造》課程改革

新工科專業(yè)的課程設(shè)置要根據(jù)其在整個(gè)課程體系中的定位以及與前導(dǎo)課程和后續(xù)課程的邏輯關(guān)系，明確本課程在培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、研究開發(fā)能力和創(chuàng)新能力中的責(zé)任并做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)?！镀嚇?gòu)造》課程是車輛工程專業(yè)核心課程，在新工科課程體系建設(shè)中起著重要作用，也是實(shí)現(xiàn)新工科培養(yǎng)目標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

3.1 《汽車構(gòu)造》課程教學(xué)改革的要求

組成新工科《汽車構(gòu)造》課程的教學(xué)內(nèi)容需要具備以下特點(diǎn)。

3.1.1 有效性和穩(wěn)定性

首先，學(xué)生在《汽車構(gòu)造》課程中所學(xué)知識(shí)、理論和方法在畢業(yè)后的職業(yè)發(fā)展和終身學(xué)習(xí)中是基本的、無(wú)可代替的和必不可少的，即所學(xué)的基本規(guī)律、基本原理、基本技能是長(zhǎng)期有效的；其次，《汽車構(gòu)造》課程內(nèi)容是不容易過(guò)時(shí)的和穩(wěn)定的，即能夠在學(xué)生畢業(yè)后較長(zhǎng)的職業(yè)生涯中發(fā)揮作用。

3.1.2 前沿性和系統(tǒng)性

《汽車構(gòu)造》課程教學(xué)內(nèi)容中必須包含汽車行業(yè)的前沿知識(shí)、最新科研成果和行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，以開拓學(xué)生視野，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注未來(lái)行業(yè)發(fā)展、了解學(xué)科專業(yè)最新科研動(dòng)向；《汽車構(gòu)造》課程全部教學(xué)內(nèi)容是相對(duì)獨(dú)立的、完整的系統(tǒng)，其核心內(nèi)容應(yīng)該包括基本理論、基本技術(shù)以及最新進(jìn)展等。

3.1.3 應(yīng)用性和實(shí)踐性

《汽車構(gòu)造》課程應(yīng)用性是指教學(xué)內(nèi)容能夠在解決汽車行業(yè)復(fù)雜工程問題中發(fā)揮作用并得到有效應(yīng)用，主要包括解決工程問題的思路、方法、手段、途徑等方面；《汽車構(gòu)造》課程的實(shí)踐性是指課程教學(xué)內(nèi)容能夠與工程實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，對(duì)工程實(shí)踐具有一定的指導(dǎo)意義，并支持和推動(dòng)工程教育實(shí)踐活動(dòng)的開展。

3.2 《汽車構(gòu)造》課程教學(xué)改革的步驟

3.2.1 校外調(diào)研

新工科教育應(yīng)該是面向新工業(yè)革命與未來(lái)科技和工業(yè)發(fā)展的工程教育系統(tǒng)性變革與全面創(chuàng)新，促進(jìn)新興工程教育領(lǐng)域與教育實(shí)踐的發(fā)展，培養(yǎng)未來(lái)科技和工業(yè)發(fā)展需要的工科畢業(yè)生，支撐國(guó)家創(chuàng)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展[4]?！镀嚇?gòu)造》課程教學(xué)改革應(yīng)強(qiáng)調(diào)校外調(diào)研工作，尤其到處于行業(yè)領(lǐng)先地位汽車相關(guān)企業(yè)、研究院所等通過(guò)問卷調(diào)查、座談會(huì)等方式開展調(diào)研，并邀請(qǐng)行業(yè)領(lǐng)軍人物、知名學(xué)者、技術(shù)專家等開展教學(xué)交流活動(dòng)。

通過(guò)開展一系列的調(diào)研工作，了解汽車行業(yè)對(duì)畢業(yè)生專業(yè)技能、工程項(xiàng)目管理能力、職業(yè)素養(yǎng)等的基本要求，提出學(xué)生學(xué)習(xí)《汽車構(gòu)造》課程后應(yīng)掌握的基礎(chǔ)知識(shí)和具備的基本能力，并初步確定課程大綱包含的知識(shí)點(diǎn)。

3.2.2 校內(nèi)比較

根據(jù)《汽車構(gòu)造》課程需要掌握的基本知識(shí)、工作原理、設(shè)計(jì)方法等具體要求，對(duì)教學(xué)大綱進(jìn)行修訂和完善，選擇并確定課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法。

與此同時(shí)，還需要《汽車?yán)碚摗贰镀囯娖髋c電子技術(shù)》《汽車設(shè)計(jì)》等相關(guān)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行比較，完善課程教學(xué)內(nèi)容的銜接，避免課程之間教學(xué)內(nèi)容重復(fù)和缺失。

3.2.3 集體撰寫

由擔(dān)任《汽車構(gòu)造》課程教學(xué)和其他相關(guān)課程教學(xué)的教師組成課程組，在校外調(diào)研和校內(nèi)比較的基礎(chǔ)上根據(jù)已確定的教學(xué)內(nèi)容編寫教學(xué)大綱。編寫過(guò)程中要經(jīng)常開展小組討論，確定教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)以及教學(xué)的組織和編排等，并確保教學(xué)內(nèi)容能夠?qū)崿F(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)。

在編寫《汽車構(gòu)造》課程教學(xué)大綱的過(guò)程中，要注意吸收新工科相關(guān)學(xué)科的前沿性研究成果，將一些具有行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和鮮明特色的代表性研究成果充實(shí)到課程教學(xué)內(nèi)容中，以滿足課程教學(xué)內(nèi)容前沿性的要求。

3.3 《汽車構(gòu)造》課程教學(xué)改革重點(diǎn)

針對(duì)《汽車構(gòu)造》課程建設(shè)上存在的問題，本文提出了“一個(gè)中心，三個(gè)融入”的教學(xué)理念，即以項(xiàng)目為中心、融入前沿性課程內(nèi)容、融入科研活動(dòng)、融入課程思政。

3.3.1 “以項(xiàng)目為中心”的教學(xué)方法

從課程建設(shè)角度來(lái)看，課程的項(xiàng)目化應(yīng)該成為新工科專業(yè)課程建設(shè)的重點(diǎn)之一，尤其是承擔(dān)專業(yè)教育任務(wù)的課程?！耙皂?xiàng)目為中心”是將“項(xiàng)目”作為課程設(shè)計(jì)和實(shí)施的中心，課程的設(shè)計(jì)是以解決項(xiàng)目問題為目標(biāo)，課程的實(shí)施是在項(xiàng)目的真實(shí)情境下圍繞完成項(xiàng)目任務(wù)而開展，學(xué)生在完成項(xiàng)目任務(wù)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了課程目標(biāo)。

目前，《汽車構(gòu)造》課程教學(xué)內(nèi)容豐富、知識(shí)點(diǎn)多。為了更好地實(shí)施“以項(xiàng)目為中心”的教學(xué)方法，根據(jù)《汽車構(gòu)造》課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)重點(diǎn)，分別安排“發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”“發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)”“發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)設(shè)計(jì)”“汽車變速器設(shè)計(jì)”“汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)”“汽車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)”等項(xiàng)目。每10～15人分成一組，根據(jù)課程進(jìn)度完成所有項(xiàng)目。要求學(xué)生查閱相關(guān)資料完成各項(xiàng)目的理論計(jì)算，并基于CAD、UG、CATIA等繪圖軟件完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)課程教學(xué)的項(xiàng)目化使學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，訓(xùn)練學(xué)生分析、設(shè)計(jì)、繪圖、建模等能力，同時(shí)培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)協(xié)作、研究開發(fā)、創(chuàng)新等能力。

但是，“以項(xiàng)目為中心”教學(xué)方式通常不能覆蓋教學(xué)大綱的所有基本知識(shí)，導(dǎo)致學(xué)生知識(shí)體系不完善。為此，任課教師應(yīng)及時(shí)為學(xué)生補(bǔ)充遺漏知識(shí)點(diǎn)，保證課程教學(xué)內(nèi)容的完整性。

3.3.2 課程教學(xué)內(nèi)容的前沿性

隨著汽車科技的不斷發(fā)展，汽車行業(yè)的新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，這就使得《汽車構(gòu)造》教材內(nèi)容稍顯滯后[5]。前沿性是指課程教學(xué)內(nèi)容中必須包含新工科專業(yè)及其相關(guān)學(xué)科的前沿知識(shí)、最新成果和發(fā)展趨勢(shì)，以開拓學(xué)生視野，關(guān)注未來(lái)發(fā)展、掌握學(xué)科專業(yè)最新動(dòng)向[6]。

因此，在《汽車構(gòu)造》教學(xué)過(guò)程中應(yīng)增加汽車新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料等方面的教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注汽車行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，將汽車行業(yè)內(nèi)最新科研成果融入教學(xué)內(nèi)容中。隨著汽車電控技術(shù)、車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能駕駛技術(shù)等的高速發(fā)展，電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化是未來(lái)汽車的發(fā)展方向。針對(duì)未來(lái)汽車的發(fā)展方向，特聘請(qǐng)科研成果豐碩的教師開展一系列的專題講座，如新型汽車動(dòng)力系統(tǒng)及代用燃料、智能汽車的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)、汽車新材料、汽車電控新技術(shù)等，使學(xué)生了解汽車行業(yè)前沿性技術(shù)。

3.3.3 課程中融入科研活動(dòng)

按照新工科專業(yè)建設(shè)目標(biāo)中主動(dòng)布局、設(shè)置和建設(shè)服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略、滿足產(chǎn)業(yè)需求、面向未來(lái)發(fā)展的要求，將科研活動(dòng)引入《汽車構(gòu)造》課程建設(shè)具有重要的意義。

任課教師基于《汽車構(gòu)造》教學(xué)內(nèi)容，并綜合汽車技術(shù)未來(lái)發(fā)展方向，設(shè)置一系列的研發(fā)課題供學(xué)生根據(jù)興趣選擇，如電動(dòng)汽車新型傳動(dòng)系統(tǒng)研發(fā)、智能汽車發(fā)展前景調(diào)研、磁流變懸架系統(tǒng)研發(fā)等。通過(guò)引入科研活動(dòng)，并將科研活動(dòng)與教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，既可以提升課程難度挖掘?qū)W生潛能，又可以激發(fā)學(xué)生參與科研工作的熱情，調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，更好地實(shí)現(xiàn)課程培養(yǎng)目標(biāo)。

3.3.4 基于課程思政的教學(xué)設(shè)計(jì)

習(xí)近平總書記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上發(fā)表重要講話，要求各高校堅(jiān)持立德樹人的根本任務(wù)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人的教育理念。高等學(xué)校的德育教育不僅依靠思政課程，更應(yīng)滲透到各門專業(yè)課中。

《汽車構(gòu)造》課程教學(xué)內(nèi)容多、知識(shí)點(diǎn)豐富，若在碎片化的專業(yè)知識(shí)當(dāng)中融入思政內(nèi)容，既能有效提升專業(yè)技能，更能提升學(xué)生的道德情操，培養(yǎng)集體意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感[7]。例如，教師在講解發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)等內(nèi)容時(shí)，融入科技進(jìn)步帶來(lái)的汽車性能提升，引導(dǎo)學(xué)生尊重科學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生參與科研工作。

3.4 《汽車構(gòu)造》課程考核方式改革

合理的課程考核方式能夠充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，提升教學(xué)效果?！镀嚇?gòu)造》課程考核的評(píng)價(jià)方式應(yīng)從傳統(tǒng)的總結(jié)性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)程性評(píng)價(jià)。

《汽車構(gòu)造》課程過(guò)程性評(píng)價(jià)分為課前評(píng)價(jià)、課中評(píng)價(jià)和課后評(píng)價(jià)，能夠?qū)W(xué)生做出更加全面的考察。課前評(píng)價(jià)是在課程開始前對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、信息素養(yǎng)等做出評(píng)價(jià)，能夠使學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足，做好課前準(zhǔn)備；課中評(píng)價(jià)是在學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中通過(guò)學(xué)習(xí)的時(shí)間、完成作業(yè)情況、課外閱讀、課堂表現(xiàn)、問答交流等方面做出評(píng)價(jià)，以更好地了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況并及時(shí)調(diào)整教學(xué)方式。課后評(píng)價(jià)是在知識(shí)節(jié)點(diǎn)或者課程結(jié)束后，以期末考試、課程總結(jié)、論文、小組匯報(bào)等方式對(duì)整個(gè)學(xué)習(xí)情況對(duì)照學(xué)習(xí)目標(biāo)做出評(píng)價(jià)。

整個(gè)《汽車構(gòu)造》課程考核評(píng)價(jià)體系的建立要能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)反思，展開自我評(píng)價(jià)，使整個(gè)評(píng)價(jià)體系能夠真正服務(wù)于學(xué)習(xí)過(guò)程，促進(jìn)學(xué)生完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

4 結(jié)論

《汽車構(gòu)造》課程是車輛工程專業(yè)的必修課，在新工科課程體系建設(shè)中起著關(guān)鍵作用。本文基于新工科的內(nèi)涵和特征，對(duì)《汽車構(gòu)造》課程教學(xué)改革進(jìn)行了初步探索與實(shí)踐。以新工科建設(shè)目標(biāo)為導(dǎo)向，分析了目前教學(xué)過(guò)程中存在的教學(xué)模式枯燥、考核模式單一等問題，基于課程教學(xué)改革對(duì)教學(xué)內(nèi)容有效性和穩(wěn)定性、前沿性和系統(tǒng)性、應(yīng)用性和實(shí)踐性的要求，探討了課程教學(xué)改革的步驟，提出了“以項(xiàng)目為中心”、課程內(nèi)容前沿性、引入科研活動(dòng)、課程思政、過(guò)程性評(píng)價(jià)的課程考核等多項(xiàng)改革措施，以切實(shí)有效地提高教學(xué)效果，達(dá)到預(yù)期的課程教學(xué)目標(biāo)。