面向现代汽车开发的汽车设计课程教学改革与实践
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摘 要 本文结合汽车设计课程的特点和问题，提出了汽车全流程设计的内容教学、课外大作业布置和研讨式教学的教学改革措施，并进行了实践。该项改革在增强学生能力、提高教学和人才培养质量方面取得了较好的效果。
关键词 汽车设计 教学 改革
中图分类号：G424 文献标识码：A
1 课程特点及问题
汽车设计是我校车辆工程专业的一门重要专业课，在专业教学体系中占有重要的地位，课程目的是培养学生掌握汽车总体设计的基本步骤，掌握汽车底盘主要总成离合器、机械式变速器、万向节、传动轴、驱动桥、悬架、转向系和制动系等的设计方法，在满足汽车性能的要求下，熟练掌握汽车部件结构方案分析主要参数的确定原则，主要零件的强度计算及其载荷的确定等；通过课程学习，了解基本的汽车设计方法和步骤，基本具备分析和解决该领域问题的能力。①
现代汽车的设计越来越倾向于高性能、轻量化、高品质方向发展，系统的汽车零部件设计开发流程如图1所示。基本设计和强度刚度校核是汽车初步设计的关键步骤，产品优化是汽车设计的核心和关键，掌握样件试制、结构试验和性能试验的技术是目前汽车行业对紧迫需求人才的知识要求。而目前现有的课程教学对汽车设计主要涉及的主要总成或者零部件基本参数选择和校核，以及对零部件优化、试制和试验部分很少涉及，无法满足汽车行业对人才培养的要求。因此仅仅参照教材授课，学生不能系统了解汽车零部件设计的全流程，②难以意识到本课程的重要性，无法了解汽车设计的先进技术发展和将来的职业规划，从而失去学习兴趣。
同时学生对本课程的掌握需要有总体设计工程师的视野和很强的实践能力。针对每一个汽车总成的设计，都需要全局的认识和具备整体设计观，才能将课程讲解的汽车设计方法和步骤融合到将来的工作当中。虽然在理论教学后会安排相应的课程设计，但是由于网络和信息技术的发展，课程设计出现了一些难以避免的形式主义问题。③因此在理论课堂教学中，有必要有意识地引导学生在学习过程中培养全局设计意识和高度，通过发挥学生的创造性来不断训练学生的总体意识。
另外本课程涉及大学基础课程、专业基础课和专业课，知识体系十分丰富，④仅仅依赖最后的试卷测试并不能真正培养学生的认知能力和解决工程问题的能力。因此在理论课堂教学中，有必要实时培养学生对知识的综合应用能力。
因此根据课程的特点，围绕汽车行业对人才实际需求和对人才培养的质量要求，探索研究构建新的教学方法和教学环境，提高了课程的教学质量，提升了学生的认知能力和解决问题的能力，真正掌握系统的汽车设计方法和技术。
2 教学改革
2.1 汽车全流程设计的内容教学
以培养学生的现代汽车设计开发的系统能力为导向，紧密结合汽车产业的发展动态和企业需求，在初步设计和校核部分进行课堂教学后，适当讲解贯穿汽车总成零部件设计开发的全过程，包括初步设计后的计算机优化技术、样件试制以及性能试验，建立学生的总体设计意识，掌握汽车总成零部件设计的方法和步骤。在这一过程中，学生可以及时了解现代汽车设计的先进技术发展和同时为将来的职业进行规划，提升学习的兴趣。
对这一过程，老师需要调研、收集和整理汽车产业中各个重要总成的设计开发过程和各个设计阶段的技术要求；研究区分适合在本科教学中增加的技术内容和适合在职业生涯中培训的技术内容；在课堂教学中合理添加介绍性和扩展性的设计技术。
2.2 课外大作业的布置
课后作业是强化学生熟练掌握课程基本知识及知识扩展的一个基本教学要素，是教师对教学工作考核的一个重要内容，是汽车设计课程教学的一个不可缺少的环节。⑤本课程教学改革是在完成各个总成设计结束之后，以10个人为1组，布置一个大作业（课外项目）。要求每个同学在课程结束前必须完成一项大作业。比如离合器设计，要求每个人用不同的方法根据教授的内容编制一个离合器设计软件，编程语言自选，可以是MATLAB /VB/VC/Excel/Fortran等。要求每个同学使用的软件或者方法不能相同。小组内的同学需要相互帮助和指导。这样通过合理布置课外大作业，避免抄袭，并充分发挥学生的创造性和积极性，使得学生能够在理论课程教学部分融会贯通所学知识，真正培养学生的运用知识和解决问题的能力。⑥
2.3 研讨式课堂教学
大班教学以组为单位时，学生完成所布置的课外大作业可能会存在顾此失彼的问题。即单个小组只完成某一个大作业，而失去对其他零部件总成（另一个大作业）所教授知识的训练机会。因此在课堂教学部分利用部分时间，由同学主持，各个小组相互讲解介绍各章的设计技术和原理，使得其他小组有机会详细了解各个总成的设计技术。用研讨式教学法能提高学生的学习兴趣，引导学生积极思考，培养学生的创新意识；同时各个小组成员对不理解的内容能够及时沟通和交流。
3 实践与效果
3.1 教学实践
根据教学改革的内容，已在2届车辆工程专业本科生中进行了尝试性实践，具体如下：首先给学生阐明本门课程学习特点和将要采用的教学手段、授课方式和成绩评定方法，同时让学生自由组合形成小组，选择相应的零部件总成设计大作业和完成的时间节点， 让学生有心理准备；在每个总成设计后，用2小节课的时间补充现代汽车设计的优化、试制和试验内容，使得学生能够充分了解零部件总成设计全流程和全新技术；在期中后，每周安排一小节课时间，让各个小组主持讲解，研讨各大零部件总成设计的软件设计和问题，充分发挥学生的创造性和自主性，最后由老师进行点评和成绩评定。通过此过程，可以充分训练和展示学生的才能。对于不善表达的学生，也是一次非常好的锻炼机会。最终成绩评定按照大作业成绩占40%，期终考试成绩占50%，课堂学习占10%进行核定。
3.2 教学效果
通过探索性实践，本课程取得了良好的教学效果，学校和学院的督导团听课后都给予了很高的评价，网上的学生教学质量评价成绩超过95分。课堂授课由于有学生参与，活跃了课堂氛围，提高了学生上课的兴趣和主动性，掌握了零部件总成设计的全流程，同时锻炼了同学的软件编程能力。对学生综合素质与能力的提高有着显著的作用。
注释
① 王望予.汽车设计[M].北京：机械工业出版社，2010.
②④叶明.汽车设计课程教学改革初探.中国校外教育，2010.2：60.
③ 康元春.基于能力培养的《汽车设计》课程设计教学研究与改革.科技信息，2011.14：111.
⑤ 孙跃东，周萍，张振东，等.汽车设计课程教学的研究和创新.江苏科技信息，2012.9：51-53.
⑥ 郑泉，陈黎卿.《汽车设计》课程教学改革的探索与实践.价值工程，2010.13：219-220.