車輛工程專業(yè)汽車設(shè)計課程教學(xué)改革及教學(xué)評價分析ent">

[摘要]快速發(fā)展的汽車工業(yè)對我國車輛工程領(lǐng)域的人才培養(yǎng)提出了更高要求。汽車設(shè)計課程作為車輛工程專業(yè)的主干課程，其對學(xué)生能力培養(yǎng)具有重要作用。項(xiàng)目組根據(jù)汽車設(shè)計和制造的課程體系，考慮到生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)組織特點(diǎn)，設(shè)計了模塊化教學(xué)模式，分析了模塊化教學(xué)的組織模式、師資條件、課程教學(xué)組織方案，設(shè)計了包含26項(xiàng)內(nèi)容的課程客觀評價指標(biāo)，并進(jìn)行了問卷調(diào)查，通過主觀和客觀分析，獲得了教學(xué)成效的基本分析，并提出了未來教學(xué)改革的重點(diǎn)方向。

[關(guān)鍵詞]車輛工程；汽車設(shè)計；模塊化教學(xué)；教學(xué)組織；教學(xué)評價

[中圖分類號]G642.0[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]2095-3437（2024）10-0032-04

《中國制造2025》強(qiáng)調(diào)了信息技術(shù)和制造技術(shù)的深度融合是新一輪產(chǎn)業(yè)競爭的制高點(diǎn)，而智能制造則是搶占這一制高點(diǎn)的主攻方向[1]，汽車設(shè)計的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在節(jié)能、環(huán)保、安全和智能上[2]；而我國汽車的發(fā)展，經(jīng)歷了逆向工程到正向工程的轉(zhuǎn)變，采用了基于NVH的設(shè)計流程、基于安全的設(shè)計流程。[3]汽車行業(yè)急需培養(yǎng)具有設(shè)計能力和綜合創(chuàng)新能力的優(yōu)秀人才。

我校車輛工程專業(yè)的目標(biāo)是培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會發(fā)展需要，富有科學(xué)和創(chuàng)新精神，掌握扎實(shí)工學(xué)基礎(chǔ)理論、車輛工程專業(yè)知識和實(shí)踐技能，具有科學(xué)的思維方法和工程實(shí)踐能力，在汽車測試與檢測技術(shù)、特種及專用車設(shè)計、新能源汽車等方面綜合能力突出的、德智體美全面發(fā)展的應(yīng)用型車輛工程技術(shù)人才。

在專業(yè)能力設(shè)計方面，要求學(xué)生具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等自然科學(xué)基礎(chǔ)；具有車輛工程領(lǐng)域必須的機(jī)械、力學(xué)、電工與電子技術(shù)、信息及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的基本知識和技能；系統(tǒng)地掌握車輛工程的基礎(chǔ)理論、基本知識、基本技能和所需的專業(yè)知識，初步具備綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決車輛工程中遇到的研究、設(shè)計制造、實(shí)驗(yàn)以及運(yùn)用等問題的能力。

在綜合素質(zhì)培養(yǎng)方面，要求學(xué)生具有不少于一門的外語綜合應(yīng)用能力，具備國際視野和跨文化環(huán)境下的交流、競爭與合作的初步能力；具備良好的團(tuán)隊(duì)精神，善于技術(shù)分工和協(xié)作，共同完成目標(biāo)，具備良好的社會活動的能力。

為了實(shí)現(xiàn)如上的設(shè)計目標(biāo)，學(xué)院對本專業(yè)的汽車設(shè)計課程提出了教學(xué)要求。作為車輛工程專業(yè)必修的專業(yè)主干課程，汽車設(shè)計課程要使學(xué)生學(xué)會分析和評價汽車及其各總成的結(jié)構(gòu)與性能，合理選擇方案及有關(guān)參數(shù)，并學(xué)到一些汽車主要零部件的設(shè)計方法，為以后進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計及畢業(yè)后從事汽車設(shè)計工作打下良好的基礎(chǔ)。

課程提出的能力培養(yǎng)目標(biāo)是：使學(xué)生具備合理匹配汽車零部件方案的能力；使學(xué)生掌握根據(jù)設(shè)計要求，設(shè)計選擇零部件的能力；使學(xué)生掌握汽車設(shè)計所需的基礎(chǔ)知識和技術(shù)。

一、汽車設(shè)計課程教學(xué)改革的基本思路和基本方案

根據(jù)課程教學(xué)要求、能力矩陣設(shè)計要求，按照模塊化原則[4][5]，項(xiàng)目組將課程理論教學(xué)與課程設(shè)計緊密結(jié)合，設(shè)計了模塊化的教學(xué)過程并組織實(shí)施。

（一）模塊化教學(xué)組織的基本原則

模塊化教學(xué)組織是貫徹模塊化課程體系的重要保障，為此設(shè)計模塊化教學(xué)組織的基本原則如下：

1.課堂教學(xué)內(nèi)容以模塊產(chǎn)品設(shè)計為目標(biāo)，在總體設(shè)計的要求下獨(dú)立存在，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐設(shè)計的有機(jī)結(jié)合，模塊設(shè)計內(nèi)容和思想與企業(yè)目前的產(chǎn)品生產(chǎn)模式相一致。

2.發(fā)揮每個教師的專業(yè)和科研特長，將教學(xué)內(nèi)容與教師的特長研究方向緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長，科研促進(jìn)教學(xué)。

3.模塊總成的結(jié)構(gòu)設(shè)計與理論學(xué)習(xí)相結(jié)合，在設(shè)計中綜合運(yùn)用所學(xué)理論和知識。每個模塊的工程設(shè)計案例和經(jīng)驗(yàn)，與教師的理論教學(xué)相得益彰，相互補(bǔ)充。

4.強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)成效，在課堂每個環(huán)節(jié)引入企業(yè)工程師任教，教授實(shí)際設(shè)計方法和案例，讓學(xué)生樹立工程設(shè)計思想，并落實(shí)到專業(yè)設(shè)計中。

（二）模塊化教學(xué)的師資條件

由于模塊化教學(xué)對教師提出了更高的要求，難以由一個或兩個教師完成，必須通過各方面有綜合能力的教師團(tuán)隊(duì)擔(dān)任，為此，課程采用總成分組、模塊化設(shè)計的形式完成，任課教師由兩部分人員組成，即高校教師和外聘企業(yè)技術(shù)骨干教師。學(xué)校根據(jù)課程內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，配置主講教師8人，其中教授4人、副教授4人；參加授課的企業(yè)教師一般每年有3～6人，參加主要模塊的授課，主要來自整車和汽車零部件企業(yè)的技術(shù)骨干，如一汽解放青島汽車有限公司、北汽福田奧鈴汽車廠、青特集團(tuán)有限公司、山東省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院、黃海離合器有限公司等。

（三）課程學(xué)習(xí)方法

要將課堂集中授課、分散設(shè)計、分組討論、集中指導(dǎo)等環(huán)節(jié)緊密結(jié)合，通過設(shè)計答辯展示小組設(shè)計成果。

授課教師與企業(yè)工程師聯(lián)合集中授課，講解總成設(shè)計理論、設(shè)計方法和設(shè)計過程，明確設(shè)計任務(wù)和設(shè)計要求，圍繞產(chǎn)品設(shè)計開展學(xué)習(xí)和分組研討；兩位教師的教學(xué)內(nèi)容形成互補(bǔ)，校內(nèi)教師把握設(shè)計理論和設(shè)計方法，校外教師掌握現(xiàn)行設(shè)計方法和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，將理論與實(shí)用相結(jié)合，提高學(xué)生培養(yǎng)效果。

分組設(shè)計是讓多名學(xué)生聯(lián)合完成指定的設(shè)計內(nèi)容和設(shè)計環(huán)節(jié)，通過設(shè)計掌握設(shè)計理論、方法和標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生要分頭完成資料查閱、資料分析、設(shè)計方法研討、任務(wù)分工、過程協(xié)調(diào)，并最終完成一項(xiàng)設(shè)計任務(wù)。分組設(shè)計在課內(nèi)外進(jìn)行，設(shè)計模式靈活、工作效率高。

通過此項(xiàng)組織和學(xué)習(xí)訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)實(shí)際任務(wù)，查閱資料、分組討論、完成設(shè)計成果并匯報設(shè)計成果等環(huán)節(jié)，提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、資料查閱及使用能力、匯報交流等綜合能力。

（四）總體教學(xué)安排方案

每個模塊內(nèi)容安排至少兩個講授環(huán)節(jié)，包括主講教師講授和專家講座。第一次課程重點(diǎn)講授本模塊的主要內(nèi)容、主要設(shè)計流程、主要設(shè)計方法，介紹設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、參考資料，包括網(wǎng)絡(luò)資源和資料，分配設(shè)計任務(wù)，確定任務(wù)的時間要求，確定繪圖完成的內(nèi)容。后續(xù)課程主要針對設(shè)計內(nèi)容和設(shè)計任務(wù)進(jìn)行專項(xiàng)布置、講解或指導(dǎo)。設(shè)計任務(wù)，由學(xué)生分組在課外完成。完成的任務(wù)應(yīng)包括設(shè)計計算報告、部分關(guān)鍵總成及零件的圖紙，必須小組合作完成，制作PPT文件并進(jìn)行答辯。組內(nèi)每人必須至少答辯陳述1次，當(dāng)眾陳述。

所有總成及零部件結(jié)構(gòu)的圖樣設(shè)計，參照教師提供的統(tǒng)一設(shè)計規(guī)范進(jìn)行，可以在完成全部設(shè)計要求內(nèi)容的基礎(chǔ)上，完成其他設(shè)計圖樣，如3D設(shè)計圖。

每章課程的設(shè)計過程中安排至少1次方案討論、1次集中設(shè)計討論、多次現(xiàn)場指導(dǎo)、1次匯報交流和答辯。

最后完成所有材料的系統(tǒng)整理，完成整車的系統(tǒng)設(shè)計、計算和資料整理，撰寫設(shè)計報告，整理設(shè)計圖紙。課堂教學(xué)前后，學(xué)生可以按照要求，登錄學(xué)校課程中心的網(wǎng)站學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)，熟悉掌握有關(guān)結(jié)構(gòu)的拆裝。

分組及任務(wù)，一般將5～6人分為1個設(shè)計小組，按照學(xué)號或宿舍或自由組合確定。確定完小組后，每組成員自己推選組長。組長負(fù)責(zé)本組設(shè)計任務(wù)的組織、分工、考核等任務(wù)。

完成的任務(wù)應(yīng)包括設(shè)計計算報告、部分關(guān)鍵總成及零件的圖紙，必須小組合作完成。所有總成及零部件結(jié)構(gòu)的圖樣設(shè)計，參照教師提供的統(tǒng)一設(shè)計規(guī)范進(jìn)行。在整個課程進(jìn)行中，組內(nèi)每人必須至少進(jìn)行大會報告1次，匯報小組的設(shè)計成果，包括設(shè)計組織等過程所做的工作和方法。

二、教學(xué)效果評價指標(biāo)的設(shè)計及分析

為了測試汽車設(shè)計模塊化教學(xué)及教學(xué)改革的效果，除了教師要隨時了解信息、及時調(diào)整課程教學(xué)方法、劃分內(nèi)容外，課程組在課程結(jié)束后，還進(jìn)行了有針對性的問卷調(diào)查，問卷結(jié)果具有較好的客觀性，能夠較好地反映出與教學(xué)有關(guān)的狀態(tài)信息。

（一）客觀評價及分析

根據(jù)模塊化教學(xué)的基本安排，課程目標(biāo)與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)間的關(guān)系，以及教學(xué)組織情況，項(xiàng)目組設(shè)計了如下兩套評價指標(biāo)體系，如表1和表3所示，對各指標(biāo)分別設(shè)計了非常滿意、滿意、基本滿意、不滿意、無法評價五檔，并分別賦予5、4、3、1、0的分?jǐn)?shù)。

統(tǒng)計結(jié)果如表2所示。統(tǒng)計數(shù)據(jù)來源為參加授課的47位學(xué)生，每個人獨(dú)立給出對每一個指標(biāo)的評價分?jǐn)?shù)，并給出主觀的評價。每個項(xiàng)目的得分值為所有人員對該項(xiàng)目評價分值的算術(shù)平均值。

學(xué)生對課程模塊化設(shè)計的總體是滿意的，且滿意度較高?？己酥笜?biāo)8課程設(shè)計內(nèi)容是否有助于掌握本課程的主要內(nèi)容的評價最好，說明課程設(shè)計與課程理論學(xué)習(xí)的有機(jī)結(jié)合是非常重要的、有效的；考核指標(biāo)7模塊設(shè)計選取、分析與內(nèi)容貼切程度的評價較好，說明該課程的模塊化設(shè)計內(nèi)容較為集中、模塊分布較為合理；但考核指標(biāo)5課程內(nèi)容模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計合理的評價最低，說明需要對有些模塊的結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，尤其是設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計方案、設(shè)計方法等方面的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括時間分配；考核指標(biāo)10課程學(xué)習(xí)內(nèi)容與目前流行技術(shù)的關(guān)聯(lián)性評價次低，說明課程學(xué)習(xí)過程中教師提供的內(nèi)容或采用的設(shè)計方法，沒有較為全面地引入目前流行的內(nèi)容、技術(shù)和方法，這可能與學(xué)習(xí)過程主要基于傳統(tǒng)設(shè)計流程的過程學(xué)習(xí)有關(guān)，與實(shí)際設(shè)計還是有一定差距的。

實(shí)際上，這組統(tǒng)計數(shù)據(jù)，與學(xué)生對主觀評價的反映基本一致。

為考核教學(xué)過程中教師教學(xué)團(tuán)隊(duì)和教學(xué)組織過程，課題組設(shè)計了評價指標(biāo)體系，如表3所示。主要考核教師在教學(xué)中發(fā)揮作用的情況、課堂教學(xué)組織情況和目標(biāo)達(dá)成度情況。

考核指標(biāo)1和5兩項(xiàng)指標(biāo)評價最好，表明每個模塊的授課教師都能夠很好地承擔(dān)有關(guān)模塊的課程，并且教師對教材或模塊內(nèi)容講解得較清楚。這證明教師熟悉本模塊核心內(nèi)容，并在此方向有豐富設(shè)計經(jīng)驗(yàn)、工程實(shí)踐能力和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教師的配置方案是合理的。這種教師配置模式是值得推廣采用的，它既發(fā)揮了專業(yè)教師在本專業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)優(yōu)勢和科研優(yōu)勢，又提高了授課效率、提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，并且能將專業(yè)教師與企業(yè)專業(yè)設(shè)計完美結(jié)合。

但考核指標(biāo)7關(guān)于課堂氣氛積極性與學(xué)生參與度的評價最低，說明在課堂授課過程中，學(xué)生沒有有效參與，缺少學(xué)生的提問、討論環(huán)節(jié)，陳述多、研討少，這與評價指標(biāo)次低的第2項(xiàng)考核指標(biāo)即教師能在課程中激發(fā)學(xué)生的興趣是密切關(guān)聯(lián)的。這兩項(xiàng)低評價指標(biāo)表明，教師通過課程教學(xué)組織，適當(dāng)激發(fā)學(xué)生興趣是非常重要的，也是學(xué)生自身非常期望得到的效果。

（二）學(xué)生主觀評價及建議說明

主觀評價主要針對兩個方面提出，一是學(xué)生喜歡的方面，二是學(xué)生不太喜歡或不太滿意的方面，以改進(jìn)建議的形式給出問題。

1.學(xué)生對“這個課程我所喜歡的方面”的主觀評價

學(xué)生對“這個課程我所喜歡的方面”的主觀評價的主要結(jié)果是：針對課程內(nèi)容及模塊化組織，“能夠在生產(chǎn)要求條件下選取合適的汽車設(shè)計內(nèi)容，可以真正體會到與本專業(yè)有關(guān)的內(nèi)容”；起到了“復(fù)習(xí)基礎(chǔ)，回顧專業(yè)基礎(chǔ)知識”的作用；肯定了“企業(yè)外聘的專家講課”的影響和作用，尤其是對設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際工作流程的把握方面。通過“實(shí)際動手設(shè)計”，“可以自己設(shè)計、理論計算，掌握學(xué)習(xí)方式”，“對整車的各方面設(shè)計全面、系統(tǒng)地梳理所學(xué)專業(yè)知識內(nèi)容”。

在模塊課程學(xué)習(xí)過程中，分組的設(shè)計實(shí)現(xiàn)了“團(tuán)隊(duì)合作”“與同學(xué)交流合作”“能鍛煉團(tuán)隊(duì)協(xié)作，能讓同學(xué)自己親身去做設(shè)計、獨(dú)立設(shè)計”；可以讓“自己親身參與到設(shè)計當(dāng)中”；組內(nèi)大家一起討論，針對不同方面做觀點(diǎn)闡述；可以“將學(xué)到的知識與實(shí)際生活中遇到的問題結(jié)合在一起”。

“通過自己設(shè)計得出的結(jié)果，真正展現(xiàn)個人能力”，同時也能“提高能力，鞏固知識”；學(xué)生能“從整體上把握汽車設(shè)計流程”，通過答辯匯報展示了學(xué)習(xí)成效?！疤岣吡俗约簩ζ囋O(shè)計的了解和能力；運(yùn)用了以前學(xué)的基礎(chǔ)知識，提升了綜合素質(zhì)能力”。

2.學(xué)生對本課程的課堂教學(xué)方法、課程設(shè)計組織等的建議

教學(xué)過程的每一個環(huán)節(jié)，“要讓每個同學(xué)都能切實(shí)參與，而不是哪一個同學(xué)獨(dú)立完成”。

將“時間進(jìn)行調(diào)整，分組形式進(jìn)行改革，組別設(shè)置可以讓全班同學(xué)更團(tuán)結(jié)”；課堂教學(xué)方面“互動性希望更多”，“更大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)習(xí)效率”?！霸黾哟疝q考核匯報的同學(xué)數(shù)量可以增加，設(shè)計的車型可以彼此互換；對答辯環(huán)節(jié)要更嚴(yán)格一些，要活躍氣氛，讓大家參與，提高學(xué)生興趣”；“可以考慮采用多種形式的授課方式，增加設(shè)計時間，加強(qiáng)老師及專業(yè)人士對同學(xué)的指導(dǎo)”。

3.后續(xù)教學(xué)改革的重點(diǎn)和基本思路

針對學(xué)生提出的問題，項(xiàng)目組進(jìn)行了梳理、分析，主要解決如下重點(diǎn)問題。

（1）優(yōu)化模塊課程體系，完善內(nèi)容，增加實(shí)際設(shè)計方法，將教師理論教學(xué)與企業(yè)實(shí)際設(shè)計結(jié)合得更加緊密。

（2）靈活組織課堂，倡導(dǎo)問題引導(dǎo)式教學(xué)，引導(dǎo)圍繞設(shè)計目標(biāo)的課堂討論、小組討論和匯報討論。

（3）加強(qiáng)對教學(xué)環(huán)節(jié)的管理，調(diào)動學(xué)生參與設(shè)計的積極性，使學(xué)生掌握基本的設(shè)計方法、解決問題的基本方法，提高設(shè)計成果表達(dá)能力和溝通交流能力。

（4）在課堂教學(xué)中，不斷引入新知識、新理念和新的設(shè)計方法，不斷改善教學(xué)組織方法。

三、結(jié)論

模塊化授課方式是一種課程內(nèi)容和教學(xué)方式的改革，要改善教學(xué)效果，需要教師和學(xué)生付出更多的精力和努力，尤其是付出更多的課外時間。通過5年的教學(xué)改革和嘗試，課題組教師不斷完善教學(xué)內(nèi)容和體系、改進(jìn)教學(xué)方法，從學(xué)生的主觀和客觀兩個方面的評價可以看出，教學(xué)效果得到了較高認(rèn)可。

學(xué)生通過本課程學(xué)習(xí)掌握了汽車技術(shù)設(shè)計的基本方法，提高了工程設(shè)計能力，具備了本專業(yè)的基本設(shè)計知識和能力。課程內(nèi)容的設(shè)計、教學(xué)環(huán)節(jié)的組織、教學(xué)效果分析與評價應(yīng)該有機(jī)結(jié)合，推動學(xué)生學(xué)習(xí)效果的改善。

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