基于地瓜理論的汽車(chē)設(shè)計(jì)教學(xué)改革研究

摘 要：傳統(tǒng)“樹(shù)狀思維”的單一線性模式逐漸成為制約課程教學(xué)的重要因素?；凇暗毓侠碚摗狈蔷€性、去中心化、跨學(xué)科連接的特征，結(jié)合汽車(chē)設(shè)計(jì)課程內(nèi)容和學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)，通過(guò)非線性思想革新教學(xué)方法，通過(guò)去中心化理念優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，通過(guò)跨學(xué)科連接提升教學(xué)效果，以期為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性、創(chuàng)造性，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力和專業(yè)技能提升。

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革 地瓜理論 汽車(chē)設(shè)計(jì)

汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展令人矚目，特別是技術(shù)更新迭代速度顯著加快，這無(wú)疑對(duì)汽車(chē)設(shè)計(jì)的教學(xué)提出了更高的要求。汽車(chē)設(shè)計(jì)教學(xué)改革始終在進(jìn)行和探索，但效果依然差強(qiáng)人意。一方面，教材、教學(xué)大綱的更新跟不上新能源汽車(chē)、智能汽車(chē)技術(shù)日新月異的發(fā)展速度，學(xué)生感到課本和現(xiàn)實(shí)有所脫節(jié)；另一方面，汽車(chē)是由數(shù)萬(wàn)個(gè)零件構(gòu)造的復(fù)雜工業(yè)品，汽車(chē)設(shè)計(jì)涉及機(jī)械、冶金、電子、化工、材料等多個(gè)學(xué)科，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中面對(duì)多學(xué)科交叉融合感到吃力。面對(duì)汽車(chē)設(shè)計(jì)教學(xué)的困境，傳統(tǒng)的“樹(shù)狀思維”的教學(xué)理念和學(xué)習(xí)方式已經(jīng)顯得力不從心。藤蔓隱喻開(kāi)放式的方法論，塊莖則代表最終要達(dá)到的目的。通過(guò)四處延伸不斷拓展的藤蔓枝葉，通過(guò)一切方法為塊莖的生長(zhǎng)提供能量，而塊莖相互之間也通過(guò)藤蔓連結(jié)，并可以無(wú)限延伸產(chǎn)生新的塊莖。通過(guò)這一開(kāi)放式的思維模式，可以為汽車(chē)設(shè)計(jì)教學(xué)改革帶來(lái)新的啟發(fā)。地瓜理論，即塊莖思維，最早是由法國(guó)哲學(xué)家德勒茲和伽塔利提出的一種知識(shí)結(jié)構(gòu)和思維方式[1]。不同于傳統(tǒng)的樹(shù)狀層級(jí)結(jié)構(gòu)，地瓜理論強(qiáng)調(diào)知識(shí)的非線性、去中心化和跨學(xué)科連接。知識(shí)在地瓜理論中呈現(xiàn)出多維度、復(fù)雜交織的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)之間相互關(guān)聯(lián)且不受固定中心的約束。地瓜理論鼓勵(lì)多樣性和靈活性，允許知識(shí)在不同領(lǐng)域和方向上自由生長(zhǎng)和延展。它注重多種知識(shí)的互聯(lián)與融合，適應(yīng)動(dòng)態(tài)變化的環(huán)境和需求。通過(guò)這種思維方式，地瓜理論為汽車(chē)設(shè)計(jì)教學(xué)改革提供了一種全新的視角。

1 汽車(chē)設(shè)計(jì)教學(xué)特點(diǎn)及現(xiàn)狀

1.1 課程知識(shí)點(diǎn)多，內(nèi)容覆蓋廣泛

汽車(chē)設(shè)計(jì)課程的知識(shí)點(diǎn)多且復(fù)雜，這體現(xiàn)在課程涉及的內(nèi)容廣泛，包括汽車(chē)總體設(shè)計(jì)、離合器設(shè)計(jì)、機(jī)械式變速器設(shè)計(jì)、萬(wàn)向傳動(dòng)設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)、從動(dòng)橋設(shè)計(jì)、懸架設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等多個(gè)方面[2]。每個(gè)部分都有其獨(dú)特的設(shè)計(jì)要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。例如，車(chē)身形式的選擇不僅要考慮美觀性，還要考慮空氣動(dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；懸架設(shè)計(jì)則需要保證車(chē)輛的穩(wěn)定性和舒適性；轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更是直接關(guān)系到車(chē)輛的操控性和安全性。除此之外，隨著汽車(chē)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電動(dòng)汽車(chē)、智能駕駛技術(shù)和輕量化材料等新興技術(shù)也是學(xué)生亟須了解的內(nèi)容，使得課程知識(shí)點(diǎn)更繁雜。

1.2 課本知識(shí)抽象，圖表公式繁多

汽車(chē)設(shè)計(jì)課程的教材通常包含大量的圖表和公式，這些圖表和公式是分析和設(shè)計(jì)中不可或缺的工具。例如，空氣動(dòng)力學(xué)的分析需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式和流體力學(xué)圖表；車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依賴于應(yīng)力分析圖表和材料性能數(shù)據(jù)；底盤(pán)設(shè)計(jì)中的懸架系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)也需要通過(guò)力學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算和優(yōu)化。然而，這些內(nèi)容往往顯得抽象且難以理解，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中容易感到困惑。

1.3 涉及多學(xué)科交叉，綜合知識(shí)性強(qiáng)

汽車(chē)設(shè)計(jì)是一門(mén)多學(xué)科交叉的學(xué)科，不僅涉及機(jī)械工程，還包括電子、材料和計(jì)算機(jī)等多個(gè)領(lǐng)域[3]。例如，現(xiàn)代汽車(chē)設(shè)計(jì)中大量應(yīng)用電子控制系統(tǒng)，需要學(xué)生具備電子工程和控制理論知識(shí)；輕量化設(shè)計(jì)涉及新材料的特性和加工工藝；智能駕駛技術(shù)的發(fā)展則需要計(jì)算機(jī)編程和人工智能的知識(shí)。

1.4 實(shí)踐性要求很高，應(yīng)用能力較強(qiáng)

汽車(chē)設(shè)計(jì)是一門(mén)高度實(shí)踐性的學(xué)科，理論知識(shí)的掌握固然重要，但更關(guān)鍵的是將這些知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)和制造中。因此，實(shí)踐教學(xué)在汽車(chē)設(shè)計(jì)課程中占有重要地位。學(xué)生不僅需要在課堂上學(xué)習(xí)理論知識(shí)，還需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)和綜合設(shè)計(jì)等實(shí)踐活動(dòng)，將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際技能。然而，目前很多高校在實(shí)踐教學(xué)方面存在不足，實(shí)驗(yàn)設(shè)備和場(chǎng)地有限，實(shí)踐教學(xué)時(shí)間短暫，校企合作也不夠緊密。

2 基于地瓜理論的課堂教學(xué)思考

2.1 地瓜理論的主要內(nèi)容和特征

地瓜理論代表了一類植物的生長(zhǎng)形態(tài)，如地瓜、土豆、花生，它們的塊莖在地下分布生長(zhǎng)，又通過(guò)地面的莖蔓相互連接，并且塊莖和莖蔓都無(wú)限延伸生長(zhǎng)。這個(gè)概念在德勒茲的理論中得到了進(jìn)一步的發(fā)展，成為描述一種復(fù)雜、去中心化和多向度生成過(guò)程的隱喻。與傳統(tǒng)上柏拉圖式的“樹(shù)狀”結(jié)構(gòu)不同，后者往往表現(xiàn)出中心化、等級(jí)制和靜態(tài)特征，塊莖式思維強(qiáng)調(diào)的是路徑的橫向延伸和交叉，而非單一的向上發(fā)展。這種思維方式突出了非線性、去中心化和流動(dòng)性，正如動(dòng)物的集群行為、城市的交通網(wǎng)絡(luò)、人類大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、文學(xué)創(chuàng)作以及新思想和新方法的涌現(xiàn)，都是地瓜理論的體現(xiàn)。盡管地瓜理論看似強(qiáng)調(diào)“非結(jié)構(gòu)化”，但這并不意味著完全沒(méi)有結(jié)構(gòu)存在。實(shí)際上，這種思維模式反映的是一種多元而開(kāi)放的系統(tǒng)，它挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的中心化體系，倡導(dǎo)一種更加流動(dòng)和靈活的組織形式。這種多樣性和去中心化的特征，使得地瓜理論在分析復(fù)雜系統(tǒng)和多層次網(wǎng)絡(luò)時(shí)，提供了一種新的視角。

地瓜理論具有非線性、去中心化和跨學(xué)科連接的特征。

（1）非線性。在傳統(tǒng)的教育和思維模式中，知識(shí)通常以線性的方式組織和呈現(xiàn)，這種線性結(jié)構(gòu)類似于一棵樹(shù)的生長(zhǎng)，從根部（基礎(chǔ)）到樹(shù)冠（高級(jí)知識(shí)）逐漸延伸，路徑明確且單一。然而，地瓜理論中的非線性強(qiáng)調(diào)知識(shí)點(diǎn)和學(xué)習(xí)過(guò)程的多樣化和復(fù)雜性，知識(shí)的獲取和理解不再局限于單一的路徑，而是可以通過(guò)多個(gè)不同的途徑和方式進(jìn)行。

（2）去中心化。去中心化在地瓜理論中被用來(lái)反對(duì)傳統(tǒng)的層級(jí)制和權(quán)威中心化的思維方式，具體表現(xiàn)為知識(shí)和權(quán)力的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)。在這樣的結(jié)構(gòu)中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系是橫向的，而非縱向的層級(jí)關(guān)系。每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以直接與其他節(jié)點(diǎn)連接，形成一個(gè)去中心的網(wǎng)絡(luò)。

（3）跨學(xué)科連接。地瓜理論主張通過(guò)跨學(xué)科的視角來(lái)理解和探索問(wèn)題。這種方法認(rèn)可各個(gè)學(xué)科的獨(dú)立性，但更強(qiáng)調(diào)它們之間的交叉點(diǎn)和連接?？鐚W(xué)科連接允許將不同學(xué)科的視角和方法論融合在一起，產(chǎn)生新的洞見(jiàn)。

2.2 通過(guò)非線性思想革新教學(xué)方法

地瓜理論強(qiáng)調(diào)知識(shí)的非線性連接和動(dòng)態(tài)擴(kuò)展[4]，通過(guò)非線性教學(xué)方法，學(xué)生可以在不同知識(shí)節(jié)點(diǎn)之間自由探索，形成一個(gè)有機(jī)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。這種方法不僅有助于學(xué)生理解和掌握復(fù)雜的汽車(chē)設(shè)計(jì)知識(shí)，還能培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和綜合應(yīng)用能力。

2.2.1 動(dòng)態(tài)課程結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的教學(xué)方法通常是線性的，從基礎(chǔ)知識(shí)逐步深入到高級(jí)內(nèi)容。然而，汽車(chē)設(shè)計(jì)涉及多個(gè)復(fù)雜且相互關(guān)聯(lián)的知識(shí)點(diǎn)，線性教學(xué)模式往往無(wú)法有效涵蓋學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求。通過(guò)建立動(dòng)態(tài)課程結(jié)構(gòu)，可以更好地適應(yīng)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)節(jié)奏和興趣點(diǎn)。

（1）模塊化課程設(shè)計(jì)：將課程內(nèi)容分成若干獨(dú)立但互相關(guān)聯(lián)的模塊，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和學(xué)習(xí)進(jìn)度選擇模塊進(jìn)行學(xué)習(xí)。

（2）靈活學(xué)習(xí)路徑：提供多條學(xué)習(xí)路徑，允許學(xué)生根據(jù)自己的興趣和職業(yè)規(guī)劃選擇不同的學(xué)習(xí)路線。

（3）實(shí)時(shí)反饋和調(diào)整：通過(guò)在線學(xué)習(xí)平臺(tái)和實(shí)時(shí)反饋機(jī)制，學(xué)生可以隨時(shí)調(diào)整自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃和進(jìn)度，教師也可以根據(jù)學(xué)生的反饋進(jìn)行課程內(nèi)容的調(diào)整和優(yōu)化。

2.2.2 自主學(xué)習(xí)與探索

非線性學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在知識(shí)網(wǎng)絡(luò)中的自主探索和發(fā)現(xiàn)過(guò)程。在汽車(chē)設(shè)計(jì)教學(xué)中，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探索，可以幫助他們更好地理解和應(yīng)用抽象的知識(shí)。

（1）開(kāi)放式學(xué)習(xí)資源：提供豐富的學(xué)習(xí)資源，包括電子書(shū)籍、視頻講解、設(shè)計(jì)軟件和實(shí)際案例等，學(xué)生可以根據(jù)自己的需求和興趣自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容。

（2）問(wèn)題驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)：鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的問(wèn)題，并通過(guò)自主學(xué)習(xí)和探索尋找答案。例如，在學(xué)習(xí)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)時(shí)，學(xué)生可以提出關(guān)于電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的效率優(yōu)化問(wèn)題，并通過(guò)查閱資料、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和與同學(xué)討論來(lái)尋找解決方案。

（3）學(xué)習(xí)社群與合作：建立在線學(xué)習(xí)社群，學(xué)生可以在社群中分享自己的學(xué)習(xí)成果、提出問(wèn)題、互相討論和合作，共同探索和解決問(wèn)題。

2.3 通過(guò)去中心化思想革新教學(xué)方法

地瓜理論強(qiáng)調(diào)知識(shí)的去中心化，通過(guò)去中心化的教學(xué)方法，學(xué)生可以在學(xué)習(xí)過(guò)程中自主選擇學(xué)習(xí)路徑和資源，形成一個(gè)多元化的學(xué)習(xí)環(huán)境。這種方法不僅有助于學(xué)生獨(dú)立思考和自主學(xué)習(xí)，還能培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)合作和協(xié)作能力。

2.3.1 去中心化的教學(xué)資源

在去中心化的教學(xué)模式中，教學(xué)資源不再集中在教師或教材上，而是通過(guò)多種渠道和形式分散開(kāi)來(lái)，學(xué)生可以根據(jù)自己的需求和興趣，自主選擇和利用各種教學(xué)資源。

（1）開(kāi)放式學(xué)習(xí)平臺(tái)：建立在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，提供豐富的教學(xué)資源，包括視頻講解、電子書(shū)籍、設(shè)計(jì)軟件、案例庫(kù)等，學(xué)生可以隨時(shí)隨地訪問(wèn)和利用這些資源。

（2）多樣化學(xué)習(xí)材料：提供多種形式的學(xué)習(xí)材料，如虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）模擬、互動(dòng)式學(xué)習(xí)游戲和在線實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生通過(guò)不同的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)踐。

（3）跨學(xué)科資源共享：與其他學(xué)科和專業(yè)共享教學(xué)資源，學(xué)生可以通過(guò)訪問(wèn)不同領(lǐng)域的知識(shí)，擴(kuò)展自己的學(xué)習(xí)范圍和深度。

2.3.2 去中心化的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)

傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)通常集中在教師的評(píng)估上，而去中心化的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)則強(qiáng)調(diào)多元化的評(píng)價(jià)方式，學(xué)生、同學(xué)、教師和外部專家共同參與評(píng)價(jià)過(guò)程。

（1）同伴評(píng)估：學(xué)生在完成項(xiàng)目或作業(yè)后，互相進(jìn)行評(píng)估和反饋，通過(guò)同伴評(píng)估，學(xué)生可以從不同的視角獲得意見(jiàn)和建議，提升自己的設(shè)計(jì)水平。

（2）自我評(píng)估：鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)估，反思自己的學(xué)習(xí)過(guò)程和成果，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和不足，制定改進(jìn)計(jì)劃。

（3）外部評(píng)審：邀請(qǐng)行業(yè)專家和企業(yè)導(dǎo)師參與學(xué)生項(xiàng)目的評(píng)審，提供專業(yè)意見(jiàn)和指導(dǎo)，幫助學(xué)生了解行業(yè)需求和標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 通過(guò)跨學(xué)科連接提升教學(xué)效果

2.4.1 跨學(xué)科課程設(shè)計(jì)

在汽車(chē)設(shè)計(jì)教學(xué)中，跨學(xué)科課程設(shè)計(jì)能夠幫助學(xué)生將不同學(xué)科的知識(shí)結(jié)合起來(lái)，全面理解和解決復(fù)雜的設(shè)計(jì)問(wèn)題。

（1）課程整合：將與汽車(chē)設(shè)計(jì)相關(guān)的其他學(xué)科知識(shí)融入課程中，如材料科學(xué)、電子工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)和環(huán)境科學(xué)等。

（2）聯(lián)合授課：邀請(qǐng)其他學(xué)科的專家和教授聯(lián)合授課，提供跨學(xué)科的視角和知識(shí)。

（3）跨學(xué)科項(xiàng)目：設(shè)計(jì)一些跨學(xué)科的綜合項(xiàng)目，要求學(xué)生在項(xiàng)目中應(yīng)用多個(gè)學(xué)科的知識(shí)。

2.4.2 跨學(xué)科學(xué)習(xí)資源

提供豐富的跨學(xué)科學(xué)習(xí)資源，幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中自主探索和應(yīng)用不同學(xué)科的知識(shí)。

（1）跨學(xué)科資源庫(kù)：建立一個(gè)跨學(xué)科的學(xué)習(xí)資源庫(kù)，涵蓋與汽車(chē)設(shè)計(jì)相關(guān)的各個(gè)學(xué)科的資料和資源，如材料科學(xué)、電子工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)和環(huán)境科學(xué)等。學(xué)生可以隨時(shí)訪問(wèn)和利用這些資源，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和研究。

（2）在線學(xué)習(xí)平臺(tái)：利用在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，提供跨學(xué)科的課程和學(xué)習(xí)資料。學(xué)生可以通過(guò)在線平臺(tái)學(xué)習(xí)不同學(xué)科的知識(shí)，并將這些知識(shí)應(yīng)用到汽車(chē)設(shè)計(jì)中。

（3）跨學(xué)科講座和研討會(huì)：定期舉辦跨學(xué)科的講座和研討會(huì)，邀請(qǐng)各個(gè)學(xué)科的專家和教授分享他們的研究成果和經(jīng)驗(yàn)。學(xué)生可以通過(guò)參加這些活動(dòng)，了解不同學(xué)科的最新發(fā)展和研究動(dòng)態(tài)。

3 結(jié)論

通過(guò)地瓜理論非線性、去中心化和跨學(xué)科連接等核心要素，對(duì)汽車(chē)設(shè)計(jì)教學(xué)進(jìn)行改革和實(shí)踐探索，不僅能提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維，還能培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)合作和跨學(xué)科應(yīng)用能力，為未來(lái)的職業(yè)發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和廣闊的空間，對(duì)汽車(chē)設(shè)計(jì)教學(xué)具有重要的實(shí)踐意義。

基金項(xiàng)目：1、江蘇大學(xué)高等教育教改研究課題“面向智能汽車(chē)新經(jīng)濟(jì)的車(chē)輛工程產(chǎn)教融合，科創(chuàng)驅(qū)動(dòng)育人機(jī)制研究”（編號(hào)：2023JGZD014）；2、江蘇大學(xué)高等教育教改研究課題“交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略視域下交通運(yùn)輸多元化人才培養(yǎng)模式研究”（編號(hào)：2023JGYB021）。

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