電動化背景下的汽車設(shè)計(jì)課程探索與創(chuàng)新

摘 要：隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新的加速推進(jìn)，傳統(tǒng)汽車設(shè)計(jì)教育模式面臨著前所未有的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。本文旨在探討汽車設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革的必要性、具體策略，以期培養(yǎng)出更符合行業(yè)需求、具備創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力的汽車設(shè)計(jì)人才。傳統(tǒng)的汽車設(shè)計(jì)課程內(nèi)容，偏重于燃油汽車，但是隨著新能源汽車的飛速發(fā)展，電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化已成為汽車行業(yè)發(fā)展的幾大趨勢，傳統(tǒng)的汽車設(shè)計(jì)課程內(nèi)容已滿足不了企業(yè)發(fā)展的需要，課程知識內(nèi)容極需要進(jìn)行豐富和補(bǔ)充。同時課程的教學(xué)模式也需要進(jìn)行相應(yīng)的改革與創(chuàng)新。本文結(jié)合教學(xué)團(tuán)隊(duì)多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在豐富教學(xué)內(nèi)容、建設(shè)課程平臺資源、講練結(jié)合、考核評價等方面進(jìn)行了探索和創(chuàng)新，不僅提高了學(xué)生的理解能力和學(xué)習(xí)熱情，而且培養(yǎng)出一大批企業(yè)和社會急需的汽車設(shè)計(jì)人才，為國家新能源汽車事業(yè)的發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：電動化 汽車設(shè)計(jì) 創(chuàng)新 新能源

近年來，為保護(hù)環(huán)境、改善空氣質(zhì)量以及優(yōu)化能源供給結(jié)構(gòu)，國家大力發(fā)展新能源汽車。純電動車作為綠色、低碳的出行工具之一，不僅操控性和駕駛體驗(yàn)優(yōu)于傳統(tǒng)燃油車，而且其功能豐富、科技感強(qiáng)，如小米SU7汽車、比亞迪海豹、五菱宏光miniEV等，都被廣大用戶喜愛和認(rèn)可，并且出口到海外。根據(jù)國務(wù)院發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》通知，新能源汽車已成為全球汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的主要方向和促進(jìn)世界經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長的重要引擎，國家將深入實(shí)施發(fā)展新能源汽車國家戰(zhàn)略，以融合創(chuàng)新為重點(diǎn)，突破關(guān)鍵核心技術(shù)、提升產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)能力、構(gòu)建新型產(chǎn)業(yè)生態(tài)、完善基礎(chǔ)設(shè)施體系、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境、推動我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展、加快建設(shè)汽車強(qiáng)國。目前新四化，即電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化已成為汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展潮流和趨勢。

汽車設(shè)計(jì)作為工業(yè)設(shè)計(jì)的重要分支，其教育體系直接關(guān)系到未來汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展質(zhì)量。然而，傳統(tǒng)教育模式往往側(cè)重于理論知識傳授，忽視了對學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力及跨學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)，難以滿足汽車行業(yè)對復(fù)合型設(shè)計(jì)人才的需求。因此，深化汽車設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革，構(gòu)建以學(xué)生為中心、注重實(shí)踐與創(chuàng)新的教學(xué)模式顯得尤為重要。

1 傳統(tǒng)的汽車設(shè)計(jì)課程

汽車設(shè)計(jì)課程在汽車類相關(guān)專業(yè)中占有非常重要的地位，是一門專業(yè)必修課程。傳統(tǒng)的課程內(nèi)容主要是介紹汽車總體設(shè)計(jì)、離合器設(shè)計(jì)、機(jī)械式變速器設(shè)計(jì)、萬向傳動軸設(shè)計(jì)、驅(qū)動橋設(shè)計(jì)、懸架設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)及制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)等相關(guān)內(nèi)容。整體內(nèi)容偏重于傳統(tǒng)的燃油汽車，新能源汽車中關(guān)鍵的三電系統(tǒng)并未體現(xiàn)。隨著新能源汽車的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的汽車設(shè)計(jì)課程已滿足不了企業(yè)的需要，如新能源汽車中的動力電池設(shè)計(jì)、電動化設(shè)計(jì)、無人駕駛系統(tǒng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容，需要在汽車設(shè)計(jì)課程內(nèi)容中進(jìn)行增補(bǔ)及完善，以適應(yīng)汽車行業(yè)的發(fā)展，為大學(xué)生后續(xù)進(jìn)行汽車設(shè)計(jì)類相關(guān)工作提供良好的理論基礎(chǔ)。

當(dāng)前，汽車設(shè)計(jì)教育普遍存在課程內(nèi)容滯后、教學(xué)方法單一、實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱等問題。一方面，課程設(shè)置未能及時反映最新技術(shù)成果和市場趨勢，導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)知識難以與實(shí)際應(yīng)用接軌；另一方面，理論教學(xué)與實(shí)踐操作脫節(jié)，缺乏真實(shí)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的鍛煉，限制了學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)揮。?

2 電動化背景下的汽車設(shè)計(jì)課程創(chuàng)新

2.1 與時俱進(jìn)，拓寬視野

2.1.1 教材內(nèi)容上拓展

在現(xiàn)有的汽車設(shè)計(jì)教材之上，通過增加新能源車型的相關(guān)內(nèi)容，如動力電池的類型與原理、動力電池的選型與計(jì)算，電動機(jī)的類型與原理、電動機(jī)的選型與計(jì)算，線控底盤的構(gòu)造與設(shè)計(jì)、無人駕駛系統(tǒng)的原理與設(shè)計(jì)，使汽車設(shè)計(jì)課程內(nèi)容與目前的電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化等行業(yè)發(fā)展的趨勢相匹配，使學(xué)生能夠了解當(dāng)前汽車行業(yè)發(fā)展的趨勢和新要求。

智能網(wǎng)聯(lián)、新能源汽車、輕量化技術(shù)等前沿內(nèi)容的引入，豐富了課程體系，確保教學(xué)內(nèi)容的前沿性和實(shí)用性。

2.1.2 教學(xué)結(jié)合實(shí)際案例

在課堂教學(xué)中增加汽車設(shè)計(jì)中的實(shí)際案例，通過案例講解汽車設(shè)計(jì)所遵循的設(shè)計(jì)原則和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)流程及設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)。通過兩年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，實(shí)際案例的加入使學(xué)生們對教學(xué)內(nèi)容很感興趣，課堂上的學(xué)習(xí)氛圍也明顯提高。通過對學(xué)生調(diào)研，學(xué)生反饋學(xué)習(xí)汽車設(shè)計(jì)不再是枯燥無味的事情。這種通過實(shí)際案例講解新能源車型對汽車設(shè)計(jì)的要求及課程學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和要點(diǎn)，使學(xué)生了解最新汽車設(shè)計(jì)前沿技術(shù)，使學(xué)生的視野得到大大拓寬。學(xué)生樂于聽、愛動腦、在日常的學(xué)習(xí)生活中提高對新能源汽車的認(rèn)識和理解，并掌握必備的汽車設(shè)計(jì)基本功。

2.1.3 培養(yǎng)跨學(xué)科素養(yǎng)

加強(qiáng)汽車設(shè)計(jì)與其他學(xué)科如機(jī)械工程、電子工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)等的交叉融合，在課堂教學(xué)中，潛移默化地提及相關(guān)學(xué)科的知識點(diǎn)，以拓寬學(xué)生知識視野，從而培養(yǎng)社會需要的復(fù)合型人才。

2.1.4 強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)

逐步建立校企合作機(jī)制，將企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目引入到課堂教學(xué)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)與生產(chǎn)的無縫對接。同時，引入了有汽車企業(yè)零部件及整車設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師，也鼓勵學(xué)生參與國內(nèi)外設(shè)計(jì)競賽，以賽促學(xué)，提升實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

2.1.5 融入思政

將思政教育融入汽車設(shè)計(jì)課程中，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價值觀和科學(xué)精神，提高學(xué)生的思想境界和人文素質(zhì)。以新能源汽車的發(fā)展為例，教師從幾個方面引入思政內(nèi)容：創(chuàng)新、環(huán)境保護(hù)和社會責(zé)任感。教師通過引入思政評價指標(biāo)，可培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感、創(chuàng)新精神和文化自信，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

2.2 追根溯源，激發(fā)熱情

課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)充分利用多媒體教學(xué)，將汽車設(shè)計(jì)中涉及的各總成及零部件發(fā)展的歷史與現(xiàn)狀進(jìn)行整理、總結(jié)，如動力電池的發(fā)展，由鉛酸電池發(fā)展到磷酸鐵鋰電池，再到三元鋰電池、半固態(tài)電池到固態(tài)電池，以及各大汽車廠家正在研究的氫燃料電池等。通過以上內(nèi)容的補(bǔ)充及介紹，引導(dǎo)學(xué)生積極投身于汽車行業(yè)為我國的汽車行業(yè)發(fā)展提供自己的一份力量。同時任課教師介紹國內(nèi)主要的動力電池廠商的概況及其在行業(yè)內(nèi)的地位和影響力，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感、強(qiáng)化學(xué)生良好的職業(yè)素養(yǎng)、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、培養(yǎng)學(xué)生拼搏精神、創(chuàng)新意識和工程應(yīng)用能力，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)。

2.3 智慧教學(xué)、資源豐富

為方便學(xué)生更好地利用空閑時間學(xué)習(xí)，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過超星智慧教學(xué)平臺實(shí)現(xiàn)了課程資源共建、共享。課程資源不但有理論知識的講授，同時還建設(shè)有結(jié)構(gòu)及相關(guān)原理的視頻。教學(xué)資源的豐富性和多樣化，大大提高了學(xué)生的在線學(xué)習(xí)的熱情。同時針對學(xué)習(xí)過程中遇到的疑問，可以在線詢問老師，老師抽空即可回復(fù)，溝通起來更加方便快捷。

超星智慧教學(xué)平臺同時也建設(shè)有比較豐富的文本庫、題庫、科普視頻、作業(yè)庫和試題庫及主題討論等。教師在上課過程中通過簽到、課堂互動和講評了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況并及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容及進(jìn)度。課后，學(xué)生需要通過超星智慧教學(xué)平臺完成教師設(shè)置的個性化作業(yè)并預(yù)習(xí)新知識。在學(xué)習(xí)資源中，設(shè)置“專創(chuàng)融合”的案例庫、作業(yè)庫和主題討論等，滿足學(xué)生散發(fā)性思維訓(xùn)練和自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。超星智慧教學(xué)平臺是一種信息化教學(xué)手段，目的是提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，后續(xù)還需不斷地研究和探索。

2.4 聽練結(jié)合，加深理解

這幾年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，汽車設(shè)計(jì)這門課實(shí)踐性較強(qiáng)，學(xué)生僅在課堂上進(jìn)行理論知識講授，對大多數(shù)學(xué)生而言還是體驗(yàn)不深。汽車設(shè)計(jì)這門課的教學(xué)方法還需要課程團(tuán)隊(duì)教師做一些相應(yīng)的改進(jìn)和調(diào)整。例如在教師講解完某一部分知識要點(diǎn)后，隨堂布置一些練習(xí)題，考查學(xué)生的掌握程度，同時訓(xùn)練學(xué)生的動手能力及主動思考能力，并針對練習(xí)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行點(diǎn)評和講解，使學(xué)生對知識的掌握更牢固，對汽車設(shè)計(jì)的理解更加深刻。教學(xué)實(shí)踐表明，通過這種方法，學(xué)生們對知識的理解更加深入，學(xué)習(xí)效果較好。課堂練習(xí)之后，課后也會布置類似的主觀性的作業(yè)，根據(jù)自己所設(shè)計(jì)的車型進(jìn)行方案選擇，參數(shù)選取及設(shè)計(jì)計(jì)算，以此鞏固所學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

2.5 教學(xué)結(jié)合、理實(shí)一體

課程教學(xué)模式主要以線下教學(xué)為主，線上平臺為輔，實(shí)踐操作為切點(diǎn)。線下教學(xué)過程中，以重點(diǎn)突出學(xué)生工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新應(yīng)用能力為目標(biāo)，同時有效利用超星智慧教學(xué)這個線上平臺，強(qiáng)化師生互動、生生互動環(huán)節(jié)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。在汽車設(shè)計(jì)課堂理論教學(xué)結(jié)束后，也設(shè)置有相應(yīng)的課程設(shè)計(jì)實(shí)踐課。通過課程設(shè)計(jì)，讓學(xué)生學(xué)會運(yùn)用所學(xué)理論知識，掌握汽車零部件的設(shè)計(jì)過程和方法?：通過方案確定、參數(shù)選取、設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制圖紙等方法，鞏固和提高學(xué)生所學(xué)的專業(yè)知識，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立完成工作的能力，同時培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力。

3 課程評價機(jī)制

該課程考核采用多重考核方式，主要由過程性考核成績和期末考核成績組成，其中過程性考核占總成績40%，期末考核成績占總成績60%。過程性考核成績主要結(jié)合課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、主題討論等項(xiàng)目綜合評定，無故缺課給負(fù)分；課堂表現(xiàn)不以學(xué)生回答問題是否正確為依據(jù)，主要考查學(xué)生是否積極主動地思考問題；期末考核成績主要由教師線下出題，由學(xué)生進(jìn)行考試，以答案為依據(jù)，根據(jù)考試成績進(jìn)行評定，考查學(xué)生對所學(xué)知識的理解和掌握。其中，課堂表現(xiàn)主要根據(jù)課堂練習(xí)題、課堂討論及課堂表現(xiàn)來進(jìn)行評定、如踴躍回答問題、課堂練習(xí)表現(xiàn)突出，針對這些同學(xué)會進(jìn)行加分，可有效激勵學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)，勇于表現(xiàn)自我，大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。評價機(jī)制會收集學(xué)生和教師的意見，根據(jù)學(xué)生和教師的反饋，不斷進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，確保其公平合理。

4 存在的問題

師資隊(duì)伍需要不斷完善建設(shè)。課程建設(shè)需要強(qiáng)大有力且同時具備學(xué)科前沿核心理論知識和豐富的實(shí)踐技能的師資隊(duì)伍，所以對教師提出了更高的要求，教師需要不斷加強(qiáng)培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，通過走出去引進(jìn)來，將行業(yè)先進(jìn)的技術(shù)及案例與教學(xué)相結(jié)合，使課程內(nèi)容更加生動翔實(shí)，這將是一個長期且持續(xù)優(yōu)化的過程。

汽車教學(xué)零部件資源不足。汽車設(shè)計(jì)理論性較強(qiáng)，而且比較抽象，學(xué)生直接觀察零部件實(shí)物，更容易理解，設(shè)計(jì)起來更加認(rèn)真和細(xì)心。目前學(xué)校實(shí)驗(yàn)室已配備有部分零部件，但主要是傳統(tǒng)的燃油類型的零部件，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了目前教學(xué)的需求，需要不斷增加新能源汽車相關(guān)的零部件，如新能源汽車中的各種類型的電池單體及電池系統(tǒng)、各種類型的電機(jī)、無人駕駛系統(tǒng)的雷達(dá)、攝像頭等零部件。

課程教學(xué)需要不斷創(chuàng)新。要逐漸解決企業(yè)所需求的人才與學(xué)校實(shí)際培養(yǎng)的學(xué)生能力不匹配的矛盾，教學(xué)的過程就要不斷創(chuàng)新的過程，教學(xué)要與企業(yè)需求實(shí)際有機(jī)結(jié)合起來，教學(xué)內(nèi)容要隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展及時更新，如邀請企業(yè)專家來校演講與培訓(xùn)，學(xué)生到企業(yè)里面進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)踐，諸如此類使教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)行業(yè)最前技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人才共育的目的。

5 結(jié)論

汽車設(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革是應(yīng)對行業(yè)變革、提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵舉措。未來，應(yīng)繼續(xù)深化教學(xué)改革，不斷探索適合時代發(fā)展的教學(xué)模式，加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，優(yōu)化教學(xué)資源配置，為培養(yǎng)具有國際視野、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的汽車設(shè)計(jì)人才奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車設(shè)計(jì)教育也將迎來更多創(chuàng)新機(jī)遇，為行業(yè)發(fā)展注入新的活力。

基金項(xiàng)目：本文為2023SFK06柳州工學(xué)院專創(chuàng)融合示范課程建設(shè)項(xiàng)目的研究成果之一。

參考文獻(xiàn)：

[1]閔海濤，王建華.汽車設(shè)計(jì)（第5版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2021.

[2]周冠，趙萬忠.汽車設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2023.

[3]周俠.新能源汽車設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2020.

[4]唐曉峰.面向知識圖譜的智能車輛課程體系創(chuàng)新建設(shè)的探索[J].文教資料，2023（14）：175-179.

[5]邢俊秀，王永安.計(jì)算機(jī)技術(shù)在智能汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].海峽科技與產(chǎn)業(yè)，2023（12）：78-80.

[6]顏慧.大數(shù)據(jù)＋人工智能背景下混合式教學(xué)案例設(shè)計(jì)[J].電腦知識與技術(shù)，2023（8）：164-166+177.

[7]謝國梁.新工科背景下應(yīng)用型本科高?！肮こ痰刭|(zhì)”課程教學(xué)改革探討[J].科技風(fēng)，2023（20）：145-147.

[8]彭威.思政背景下的汽車機(jī)械設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)模式研究[J].汽車維修技師，2024（12）：111.