任務(wù)驅(qū)動法在《工程車輛設(shè)計(jì)》教學(xué)中的探索與實(shí)踐

劉昊，劉新華，郝敬賓，楊海峰，趙啦啦

（中國礦業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，江蘇 徐州）

一 引言

社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對各式各樣工程車輛的需求量快速提升，同時(shí)對其運(yùn)輸效率、可靠性能、經(jīng)濟(jì)性能的要求越來越高。目前，我國汽車工業(yè)進(jìn)入一個(gè)飛躍發(fā)展的新時(shí)期與重要階段，培養(yǎng)具有較好理論基礎(chǔ)、較強(qiáng)工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識的汽車工程師是我國汽車工業(yè)的迫切需求。《工程車輛設(shè)計(jì)》課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握發(fā)動機(jī)工作原理與總體構(gòu)造、工程車輛總體設(shè)計(jì)和布置和主要性能參數(shù)計(jì)算，了解箱式車輛、罐式車輛、專用自卸車輛、起重舉升車輛等專用車輛的基本結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)，目的在于讓學(xué)生進(jìn)一步了解國內(nèi)外車輛發(fā)動機(jī)、底盤、工作裝置的設(shè)計(jì)原理及技術(shù)的發(fā)展趨勢，并通過教學(xué)與實(shí)驗(yàn)等方式培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，掌握車輛及工程機(jī)械的內(nèi)燃機(jī)動力選擇依據(jù)[1]。

二 課程現(xiàn)狀及面臨的問題

《工程車輛設(shè)計(jì)》課程教學(xué)內(nèi)容涉及機(jī)械類多門專業(yè)課程，包括機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程材料及成型技術(shù)、電工電子學(xué)、工程熱力學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)等等，是一門專業(yè)性和綜合性較強(qiáng)的專業(yè)課程。我?！豆こ誊囕v設(shè)計(jì)》教學(xué)內(nèi)容主要包含三個(gè)模塊：發(fā)動機(jī)原理、車輛底盤設(shè)計(jì)和工作裝置設(shè)計(jì)。隨著通識教育改革的進(jìn)行，在“寬口徑專業(yè)教育”的思想指導(dǎo)下，《工程車輛設(shè)計(jì)》課程被逐漸縮減到32學(xué)時(shí)。目前，《工程車輛設(shè)計(jì)》教學(xué)主要采用多媒體手段的課堂講授法與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方法。教學(xué)方法的落后和手段的單一，不僅影響學(xué)生對知識的接受，還在一定程度上影響學(xué)生專業(yè)能力的培養(yǎng)。另一方面，在傳統(tǒng)的課堂中老師的講授占據(jù)了絕大部分的課時(shí)，學(xué)生獲取知識的反饋較少，老師和學(xué)生彼此之間對于知識的理解不同，也使老師很難掌握學(xué)生實(shí)際對知識的掌握程度，不能及時(shí)調(diào)整教學(xué)方案，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性降低。目前，《工程車輛設(shè)計(jì)》的教學(xué)現(xiàn)狀與面臨的挑戰(zhàn)主要有：

1.在較少的總學(xué)時(shí)條件下，保證課程教學(xué)質(zhì)量是授課教師面臨的一個(gè)重要難題[2]。這就需要對工程車輛設(shè)計(jì)課程的教學(xué)大綱、教學(xué)方式和教學(xué)手段等進(jìn)行精心的思考和設(shè)計(jì)，授課時(shí)有所取舍，突出重點(diǎn)難點(diǎn)。

2.教學(xué)方法單一。目前，大部分情況下《工程車輛設(shè)計(jì)》的授課采用的仍然是“老師按部就班講述，學(xué)生消極被動聽課”的教學(xué)方式，這種教學(xué)方式忽略的學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的能動性，很難使知識內(nèi)化，對學(xué)生獨(dú)立思考、創(chuàng)新動手的能力提高也非常有限。而且，工程車輛設(shè)計(jì)課程“內(nèi)容多，難記憶，涉及面廣，重點(diǎn)難掌握”，單方面的教師為主導(dǎo)的講授方式很容易導(dǎo)致學(xué)生的記憶疲勞，產(chǎn)生厭倦心理，降低了學(xué)習(xí)效率[3]。

3.汽車技術(shù)的日新月異，知識體系也在不斷更新變化。受限于教材更新速度，工程車輛設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容中存在過時(shí)的觀點(diǎn)、思想和知識。比如，目前教材汽油機(jī)供給系仍以化油器作為主要教學(xué)內(nèi)容，而目前大部分汽車已采用電控噴射技術(shù)。對于目前反映現(xiàn)代發(fā)動機(jī)發(fā)展趨勢的缸內(nèi)直噴、可變配氣正時(shí)技術(shù)、高壓共軌電噴柴油機(jī)等內(nèi)容，反而在教學(xué)內(nèi)容中得不到體現(xiàn)。陳舊的知識體系和教學(xué)內(nèi)容不僅影響學(xué)生對這個(gè)知識領(lǐng)域內(nèi)最新知識的掌握，也會導(dǎo)致學(xué)生對本課程的教學(xué)內(nèi)容失去興趣。

我國高等教育處于專才教育向通才教育轉(zhuǎn)變、由知識灌輸向素質(zhì)培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)變、由技能培養(yǎng)向自主創(chuàng)新能力轉(zhuǎn)變的時(shí)期[4]。在大量縮減專業(yè)方向課時(shí)數(shù)的條件下，如何安排課程教學(xué)是我們教育工作者迫切需要認(rèn)真思考的問題，也是對專業(yè)方向課程教學(xué)的挑戰(zhàn)。

三 課程內(nèi)容建設(shè)及教學(xué)原則

為解決目前《工程車輛設(shè)計(jì)》課程教學(xué)中存在的問題，在《工程車輛設(shè)計(jì)》課程教學(xué)中引入任務(wù)驅(qū)動教學(xué)方法。以汽車發(fā)動機(jī)這一機(jī)械工程產(chǎn)品為例，根據(jù)學(xué)以致用的思路，讓學(xué)生在專業(yè)選修課中靈活應(yīng)用《機(jī)械原理》《機(jī)械設(shè)計(jì)》《液壓傳動》等機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課程的知識，以達(dá)到激發(fā)興趣、促進(jìn)自主學(xué)習(xí)的目的。具體內(nèi)容如圖1所示。

(一) 教學(xué)內(nèi)容的精簡與更新

針對目前教學(xué)內(nèi)容存繁復(fù)、知識點(diǎn)過時(shí)等問題，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理化精簡。精簡原則為保留基本原理方法，以工程車輛的性能以及各系統(tǒng)功用為主線，強(qiáng)調(diào)體現(xiàn)《機(jī)械原理》《機(jī)械設(shè)計(jì)》《電工技術(shù)與電子技術(shù)》等機(jī)械大類專業(yè)基礎(chǔ)課程知識點(diǎn)，為任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的實(shí)施提供素材。建立工程車輛技術(shù)與專業(yè)基礎(chǔ)知識的相關(guān)性，以便于引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用；補(bǔ)充發(fā)動機(jī)學(xué)科最新發(fā)展內(nèi)容，如缸內(nèi)直噴技術(shù)、可變配氣正時(shí)技術(shù)等，并將最新的高水平研究成果轉(zhuǎn)為優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，力爭使學(xué)生掌握的知識和技術(shù)處于學(xué)科發(fā)展前沿。對于更新的教學(xué)內(nèi)容，建設(shè)多媒體教學(xué)資源，設(shè)計(jì)發(fā)動機(jī)拆裝實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生內(nèi)化本課程知識。

(二) 任務(wù)驅(qū)動教學(xué)方法探索

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)方法是一種根據(jù)建構(gòu)主義教學(xué)理論而建立的探究式、啟發(fā)式教學(xué)方法。顧名思義，任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法是由“任務(wù)”為核心來驅(qū)動教學(xué)活動的實(shí)施。由老師設(shè)計(jì)“任務(wù)”，通過“任務(wù)”激發(fā)學(xué)生的主動性，使其在老師的指導(dǎo)下由淺入深、由表及里、由簡至繁地剖析“任務(wù)”的內(nèi)核，并主動利用所學(xué)知識完成“任務(wù)”。在這一過程中，學(xué)生經(jīng)歷了知識的“學(xué)-思-用”，達(dá)到了知識內(nèi)化，并培養(yǎng)了學(xué)生分析、解決問題的能力。同時(shí)，任務(wù)的完成構(gòu)成了學(xué)生對學(xué)習(xí)過程的正反饋，進(jìn)一步提高了學(xué)生主動學(xué)習(xí)的意愿[5]。以《工程車輛設(shè)計(jì)》課程為背景，總結(jié)凝練教學(xué)內(nèi)容與相關(guān)知識點(diǎn)，提煉任務(wù)，從而設(shè)計(jì)任務(wù)驅(qū)動教學(xué)方法的具體實(shí)施方案。根據(jù)任務(wù)驅(qū)動教學(xué)方法，實(shí)施任務(wù)引入、任務(wù)提出、任務(wù)研究、方案交流、任務(wù)實(shí)施、任務(wù)交流、任務(wù)評價(jià)、課業(yè)總結(jié)的教學(xué)過程。在任務(wù)研究至任務(wù)交流階段，引導(dǎo)學(xué)生自主收集資料，反思任務(wù)解決的整個(gè)流程，達(dá)到內(nèi)化知識，提升能力的目的。

(三) 課程考核的改革與評價(jià)

課程考核是整個(gè)教學(xué)過程的重要環(huán)節(jié)，也是保障學(xué)生學(xué)習(xí)的基本手段和評價(jià)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵依據(jù)。良好的考核方法既要能夠反映出學(xué)生對基本知識和基礎(chǔ)理論的掌握，也要能夠反映出學(xué)生分析、解決相關(guān)問題的能力和創(chuàng)新意識，同時(shí)良好的考核方法也具備保障學(xué)風(fēng)建設(shè)、促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量提升的功能。以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為指導(dǎo)思想，將任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法中學(xué)生分組任務(wù)實(shí)施引入考核機(jī)制，考查學(xué)生在任務(wù)實(shí)施的整個(gè)實(shí)踐過程中的表現(xiàn)，促進(jìn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合。

四 課程內(nèi)容建設(shè)實(shí)施方案

(一) 教學(xué)內(nèi)容的精簡與更新

針對《工程車輛設(shè)計(jì)》各知識模塊對教學(xué)內(nèi)容的精簡與更新，在教學(xué)中凝練貫穿主線，摒棄臃腫陳舊內(nèi)容，更新學(xué)生更感興趣、更為關(guān)心的發(fā)動機(jī)新技術(shù)，并探索將高水平研究成果轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。以課程中發(fā)動機(jī)原理模塊為例，主要精簡與更新教學(xué)內(nèi)容如表1所示。

(二) 任務(wù)驅(qū)動教學(xué)方法探索

（1）任務(wù)設(shè)計(jì)

任務(wù)設(shè)計(jì)是任務(wù)驅(qū)動教學(xué)方法實(shí)施的關(guān)鍵。所設(shè)計(jì)的“任務(wù)”必須兼具趣味性和新穎性，與所授知識點(diǎn)緊密結(jié)合，以優(yōu)秀的任務(wù)設(shè)計(jì)保障后續(xù)教學(xué)過程的順利實(shí)施。以發(fā)動機(jī)原理的教學(xué)模塊為例，擬從以下幾個(gè)知識模塊中選出2～3個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)：

①總體構(gòu)造：發(fā)動機(jī)拆裝實(shí)驗(yàn)；

②配氣機(jī)構(gòu)：可變配氣正時(shí)機(jī)構(gòu)的原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；

③汽油機(jī)供給系統(tǒng)：缸內(nèi)直噴、電控噴射技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢；

④柴油機(jī)供給系統(tǒng)：高壓共軌噴射技術(shù)原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；

⑤增壓系統(tǒng)：現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)增壓系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢；

⑥有害排放物控制系統(tǒng)：汽車發(fā)展與環(huán)境保護(hù)。

（2）任務(wù)驅(qū)動教學(xué)過程

在任務(wù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，精心設(shè)計(jì)任務(wù)驅(qū)動教學(xué)過程。講授教學(xué)是任務(wù)驅(qū)動教學(xué)過程的基礎(chǔ)，任務(wù)實(shí)施與講授教學(xué)相輔相成。以任務(wù)提出提高講授教學(xué)過程中的目的性，增強(qiáng)學(xué)生的注意力與興趣點(diǎn)，通過講授形式對任務(wù)實(shí)施所必需的教授學(xué)生基本概念、新理論知識，回顧專業(yè)基礎(chǔ)知識，并補(bǔ)充未學(xué)知識。

如圖2所示，老師在任務(wù)提出后，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行任務(wù)研究，布置主要閱讀、自學(xué)教材和資料，安排分組討論，形成各組討論意見，最后集體統(tǒng)一進(jìn)行方案交流，各組展開爭論，形成任務(wù)報(bào)告，并在各組內(nèi)自評與各組之間互評。教師在任務(wù)實(shí)施、方案交流過程對學(xué)生討論進(jìn)行引導(dǎo)，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。

圖2 任務(wù)驅(qū)動教學(xué)過程實(shí)施

（3）任務(wù)驅(qū)動教學(xué)實(shí)踐

由于學(xué)時(shí)限制，在相關(guān)章節(jié)基本原理和基本概念采用講授法完成，在此基礎(chǔ)上布置2～4個(gè)學(xué)時(shí)進(jìn)行任務(wù)研究與實(shí)施的教學(xué)實(shí)踐。其中發(fā)動機(jī)總體構(gòu)造部分的發(fā)動機(jī)拆裝實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)課時(shí)中完成，其余任務(wù)以分組形式，在課堂布置任務(wù)并進(jìn)行任務(wù)研究與引導(dǎo)，學(xué)生在課下完成任務(wù)實(shí)施形成方案，并在隨后課堂上安排各組學(xué)生展示本組任務(wù)實(shí)施方案，實(shí)現(xiàn)各組間方案交流。教師在課堂對方案進(jìn)行點(diǎn)評和總結(jié)。

(三) 課程考核的改革與評價(jià)

課程考核主要由期末考試成績、實(shí)驗(yàn)成績和平時(shí)成績?nèi)齻€(gè)方面構(gòu)成。其中平時(shí)成績模塊缺乏相應(yīng)的考察依據(jù)，往往憑學(xué)生出勤情況確定，會導(dǎo)致學(xué)生“人在心不在”、盲目應(yīng)付點(diǎn)名、學(xué)習(xí)積極性下降等不良現(xiàn)象。采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)方法后，將各小組任務(wù)與方案完成實(shí)施質(zhì)量納入到平時(shí)成績的考核依據(jù)中，將有效改善這些現(xiàn)象。任務(wù)實(shí)施與方案等的考核應(yīng)從知識點(diǎn)掌握、道德自律、學(xué)習(xí)態(tài)度、團(tuán)隊(duì)分工合作、組內(nèi)自評等方面綜合考量。目前課程考核命題也囿于書本、墨守成規(guī)，某些知識點(diǎn)甚至存在陳舊過時(shí)等問題，為此更新課程考核命題，使其在合理公平公正的條件反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并側(cè)重反映任務(wù)驅(qū)動教學(xué)方法的實(shí)施的效果。

五 結(jié)語

《工程車輛設(shè)計(jì)》課程教學(xué)內(nèi)容建設(shè)和教學(xué)方法改革是目前汽車工業(yè)的飛躍發(fā)展的必然需求。針對《工程車輛設(shè)計(jì)》課程學(xué)時(shí)減少、教學(xué)方式單一、教學(xué)內(nèi)容陳舊等問題，探討了教學(xué)內(nèi)容的精簡與更新，將高水平研究成果轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的途徑；從《工程車輛設(shè)計(jì)》知識模塊中凝練出設(shè)計(jì)任務(wù)，探索與實(shí)踐了任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用。