互聯(lián)網(wǎng)+汽車設計課程教學方法改革
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摘要：建立課程網(wǎng)絡學習平臺，采用專題講座、任務驅動、項目研討、翻轉課堂等教學方法，通過線上學習任務單引領資源學習與問題反饋，培養(yǎng)學生自主學習能力，促進師生之間、學生之間進行資源共享、問題交流和協(xié)作學習，增強教學吸引力，激發(fā)了學生學習的積極性和主動性。通過開展多主體、多元化學習評價，促進學生深度學習與能力提升。
關鍵詞：汽車設計；教學方法；改革；自主學習
汽車設計是車輛工程專業(yè)的專業(yè)基礎課程，在專業(yè)課程體系中占有重要的地位。通過課程學習，學生將了解汽車設計前沿技術及發(fā)展趨勢，掌握汽車各總成設計基本過程、基本理論和方法；依據(jù)國內(nèi)外汽車行業(yè)技術標準、政策和法律法規(guī)，進行汽車典型零部件設計、計算與校核；綜合考慮環(huán)境及社會可持續(xù)發(fā)展等因素，確定汽車產(chǎn)品技術指標并對結構方案進行對比分析。傳統(tǒng)教學方式注重基礎理論的重復推衍，缺乏針對汽車產(chǎn)品問題分析及設計能力訓練。因此，充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源，在“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下的教學活動更有利于學生自主學習能力提高、協(xié)作能力培養(yǎng)及個性發(fā)展，為從事汽車產(chǎn)品設計相關工作打下堅實的基礎[1-2]。在“互聯(lián)網(wǎng)+”教學背景下，將部分教學資源設計成課前預習環(huán)節(jié)，要求學生課前自學，課堂教學主要解決課程教學的重點及難點。兩者融合，形成課前自學和課上強化為主要形式的混合學習模式，實現(xiàn)了以學生為主體、個性化學習教學方式，既提高了學生學習的主動性，又提高了教師教學的靈活性，順應了信息化教學改革的方向。因此，以汽車設計課程為載體，充分利用信息化手段，以自主學習、協(xié)作學習和探究學習的學習方式為主，教師指導督促為輔，對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，具有重要的實踐意義。
一、課程特點及教學現(xiàn)狀
汽車設計課程主要內(nèi)容包括汽車總體設計，離合器、變速器、萬向傳動軸、驅動橋、懸架、轉向系和制動系等各總成設計應滿足的要求、結構方案分類和分析、主要參數(shù)設計及零部件載荷確定、強度計算方法、主要結構元件分析[3]。與其它課程相比，汽車設計課程具有以下幾方面的特點。一是強調機械基礎。汽車設計是一門以機械設計方法為主要工具，尋求各汽車用零部件、總成、系統(tǒng)選型、設計及分析檢測的最優(yōu)化手段，屬于機械設計范疇，要求學生具有扎實的機械原理、機械設計及金屬工藝學等基礎知識[4-5]。二是多學科交叉。汽車設計是一門涉及多個學術領域的學科，如汽車構造、汽車理論、機械原理等相關專業(yè)基礎及理論知識，知識點多且分散，將全部知識點放在線下課堂講授，無法保證教學及學習質量。三是圖表公式繁多。汽車設計課程的零部件設計及選型涉及各種參數(shù)選取，對所設計的零件進行強度、壽命等校核涉及計算公式較多。傳統(tǒng)的教學模式單純將計算公式及計算依據(jù)交代給學生，不進行實際問題演練，無法實現(xiàn)課程教學目標[6]。如果將強度計算方法及依據(jù)做成課程參考資料上傳的網(wǎng)絡學習平臺，供學生隨時參考，既可以減輕教師課堂教學工作量，又可以避免“課上學會課下忘記”的問題。四是實踐性強。通過本課程學習，要求學生掌握汽車底盤各總成零部件設計理論及方法，能夠對汽車產(chǎn)品結構方案及性能進行綜合評價，需要查找相關設計手冊及標準進行產(chǎn)品評價，課程學習任務量大、實踐性強。每章教學結束，都會有相關系統(tǒng)或零部件設計大作業(yè)，要求學生自己或與同學合作完成，不像其它課程那樣單純的學習理論知識[7-8]。因此，要求教師在課堂上教授汽車設計的基本理論及方法的同時，還要注重學生實踐能力培養(yǎng)。上述特點決定了本課程既不同于機械設計課程等注重學生基本理論及方法的掌握，又不同于汽車構造等課程注重學生實踐應用。為了提高學生對汽車設計的學習興趣，夯實專業(yè)基礎，培養(yǎng)具有設計分析能力和優(yōu)化意識的創(chuàng)新型車輛工程類人才，改革傳統(tǒng)教學模式，探索新的教學方法和教學手段勢在必行。
二、改革實踐
（一）建立課程資源共享及學習平臺根據(jù)汽車設計課程的教學目標、課程特點、學生認知規(guī)律及教學方式，以章節(jié)為模塊，碎片化教學內(nèi)容及資源，設置教學情境。將底盤各系統(tǒng)總成結構及工作原理、零部件計算校核、發(fā)動機選擇等內(nèi)容設計成課程預習內(nèi)容，建立學習資源上傳到線上學習中心，供學生課前預習及自學。除此之外，學習中心平臺還能夠完成包括作業(yè)、測試、通知、答疑、討論、評價等互動教學活動，以促進師生之間、學生之間資源共享、問題交流，有助于學生自主學習、互助學習。
（二）改革教學方法針對課程改革目標，依據(jù)汽車設計課程具體內(nèi)容，采用專題講座、項目研究、實踐專題等教學方法。1.專題講座汽車設計課程主要介紹了汽車整車、主要總成和關鍵零部件設計基本知識和方法，以此為參照，將課程內(nèi)容劃分為汽車整體設計、總成設計和關鍵零部件設計3個大的方向，總成設計專題又可以根據(jù)實際內(nèi)容劃分為離合器、變速器、驅動橋、制動系統(tǒng)及轉向系統(tǒng)等分專題。其中，零部件受力分析、主要參數(shù)設計及計算校核等共性內(nèi)容作為基礎知識做成專題，供學生進行總成及零部件設計時參考。以制動系統(tǒng)設計為例，本專題教學目的是使學生充分理解制動系統(tǒng)設計要求、制動器結構及工作原理，在此基礎上進行制動驅動機構設計和前后輪制動力矩的分配設計。授課過程中，邀請相關教師講授利用差動制動實現(xiàn)車輛穩(wěn)定性控制的相關課題，了解主動差動制動的工作原理及實現(xiàn)功能。帶領學生針對具體車輛進行制動器制動力矩設計計算，分析車輛所需制動力矩計算與制動系統(tǒng)設計力矩進行對比分析，由此學習制動驅動機構設計計算，進而理解制動力矩分配的必要性。學生在學習過程中，既可以體驗老師對待科研項目的嚴謹認真態(tài)度，又可以拓展專業(yè)學習知識，了解學科領域最新成果和發(fā)展動向，培養(yǎng)學以致用、實事求是工作作風，以及團隊配合及協(xié)作意識。2.項目驅動利用學習中心平臺以階段性大作業(yè)形式，設置任務驅動教學專題，進行某總成結構選型、參數(shù)選擇及零件設計計算、校核。要求學生獨立完成從選型到校核的整個設計過程，模擬汽車產(chǎn)品開發(fā)，以培養(yǎng)法律法規(guī)意識、嚴謹?shù)穆殬I(yè)素養(yǎng)及精益求精的工匠精神。以變速器設計為例，由于學生在機械設計基礎課程中已經(jīng)詳細學習過齒輪和傳動軸的設計，在講授機械式變速器設計內(nèi)容時，以“機械式變速器傳動機構設計計算”大作業(yè)形式，讓學生獨立完成某一形式變速器傳動機構部分零件設計。要求學生通過查找資料和手冊，獨立完成變速器各擋傳動比確定，在此基礎上設計變速器各擋位傳動齒輪、傳動軸以及軸承[9]。在完成大作業(yè)的過程中，學生不但更好地掌握了汽車主要零部件設計及計算方法，還鍛煉了嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和精益求精的工程意識，在專業(yè)知識學習過程中潛移默化的滲透工匠精神，完成課程思政教育目標。3.翻轉課堂確定“翻轉課堂”混合式教學模式改革專題，針對各總成結構形式選擇的學習內(nèi)容，設置若干案例教學專題。開課之初即布置給學生，學生組成學習小組，選擇案例專題，組內(nèi)分工協(xié)作、查找資料，討論對比分析，課堂上進行分享。以整車布置形式學習為例，有一組學生選擇了乘用車前置前驅布置形式，小組同學分工協(xié)作、搜集案例、分析優(yōu)缺點，總結并形成報告，課堂上分享給大家。在專題學習的過程中，不但培養(yǎng)了辯證思維能力及團隊協(xié)作精神，在查找資料對國內(nèi)外相關技術進行對比分析的過程中，還感受到了汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，增強了自信，厚植了愛國主義情懷。
三、改革成效
（一）拓展學習空間按照課程教學內(nèi)容，將核心知識點分解，制作微視頻，到學習中心平臺。學生可以根據(jù)自身情況隨時隨地主動學習，積極思考，投身實踐。教師通過學習中心平臺討論等形式予以補充答疑，加強師生線下線上互動、資料分享交流。將學習空間由課堂延伸到課外，促進了知識、能力和素質三位一體教學目標的實現(xiàn)。
（二）培養(yǎng)獨立分析和解決問題能力大力倡導學生自學對課程體系進行梳理，將各總成結構及工作原理、零部件計算校核等內(nèi)容整合，供課前預習及自學。將課件、案例、試題等教學資源進行碎片化整理，供學生線上學習并進行相關階段學習考核。促進學生學習積極性和主動性，提高自主學習能力。
（三）培養(yǎng)綜合能力將現(xiàn)代機械設計方法融合汽車設計過程，引導學生利用現(xiàn)代機械設計方法進行汽車產(chǎn)品設計。例如，在講授離合器設計時，將優(yōu)化設計方法介紹給學生，要求對離合器從動盤進行優(yōu)化設計。這樣既可以提高學生學習興趣，也能培養(yǎng)對所學知識進行綜合并加以利用的能力，培養(yǎng)科學素質，打好科學研究的理論基礎。
四、結論
通過教學改革和實踐探索，突破傳統(tǒng)僵化的教學模式，建立與車輛工程專業(yè)培養(yǎng)目標相適應的理論教學體系和相應的實踐環(huán)節(jié)。以“實際、實用、實踐”為原則，確立學生在教學過程和學習過程中的主體地位，促進師生之間和學生之間信息溝通廣度、深度，提升教學質量。豐富教學方式和實現(xiàn)教學方法創(chuàng)新，對于高等數(shù)學教學改革具有重要的實踐意義。
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作者：李勝琴 鄧紅星 張邢磊 單位：東北林業(yè)大學
