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《汽车构造》课程教学改革研究与实践
发布时间:2021/11/22 阅读数:
《汽车构造》课程教学改革研究与实践
张广玲1,2,3 刘树峰1,2,3 束钰1,2,3李玉道1,2,3李光提1,2,3
(1.山东农业大学 机械与电子工程学院，山东 泰安 271018；2.山东省园艺机械与装备重点实验室，山东 泰安 271018；3.山东省农业装备智能化工程实验室，山东，泰安 271018)
摘要：分析了《汽车构造》课程目前教学现状，根据《汽车构造》课程特点，优化教学内容，丰富教学方法，完善实验室建设，改进考核机制，构建了理实一体化教学模式，取得了良好的教学效果，为其他专业课程的学习打下坚实的基础，为汽车构造课程教学改革提供可行性依据。
关键词：汽车构造；理实一体化；课程教学；教学改革
Research and Practice of Teaching Reform of Automobile Structure Course
Zhang Guang-ling1,2,3, Liu Shu-feng1,2,3, Shu Yu1,2,3, Li Yu-dao1,2,3, Li Guang-ti1,2,3
(1. College of Mechanical and Electronic Engineering, Shandong Agricultural University, Taian 271018, China;
2. Shandong Provincial Key Laboratory of Horticultural Machinery and Equipment, Taian 271018, China; 3.Shandong Provincial Engineering Laboratory of Agricultural Equipment Intelligence, Taian 271018, China )
Abstract: Based on analysis of the current automobile structure teaching situation and its course characteristic. We construct an integrated theory and practice teaching system through a series of measure for example optimizing the teaching contents, enriching teaching methods, perfecting the construction of laboratory and improving the assessment system, and achieve remarkable teaching effect. This can lay a solid foundation to learn the other core professional courses, and provide some references for the automobile manufacture experiment educational reform.
Keywords: automobile structure; integration of theory and practice; curriculum teaching; education reform
《汽车构造》是车辆工程类专业必修的专业核心课，主要学习汽车发动机、底盘、车身的基本构造及工作原理，是后续专业课及专业提高课的基础。汽车零部件众多、设计精巧、结构复杂，而且随着新材料、新技术的发展，结构不断的发生变化，如何在有限的学时内，让学生有效的掌握如此丰富的理论知识是目前《汽车构造》的任课教师亟待解决的难题。在分析《汽车构造》课程教学现状基础上，不断探索课程教学改革新方法，优化教学内容，丰富教学方法，充分利用现代化教学设备，构建现代化实验室，加强实践教学，完善了汽车构造理实一体化教学体系，教学效果显著，为培养实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才提供了扎实的专业基础。
1《汽车构造》课程教学现状
1.1课时少，任务重
《汽车构造》是车辆工程及相关专业的专业基础课，通过该课程的学习，使学生掌握汽车基本工作原理、总体构造组成、各主要系统和结构组成及功用、各主要零部件基本构造，了解国内外汽车工业的发展概况，当今汽车技术的发展现状、前沿技术和发展趋势，为后续课程的学习奠定基础。随着汽车工业的发展，新技术、新结构、新材料的不断出现，《汽车构造》的课程内容不断更新和增加。近几年专业培养方案的修订，《汽车构造》课程学时不断减少，由原来的的96学时缩减到54学时，学时少，任务重，如
何在有限的时间内使学生掌握丰富的专业基础知识，培养学生的专业素质，是目前《汽车构造》的任课教授面临的挑战。
1.2.理论与实践脱节
汽车构造的复杂性和实体性，决定了该课程具有很强的实践性[1]。汽车零部件众多、设计精巧、形式多样、结构复杂，依靠课本讲述或者教师的讲解，很难达到教学目标，须安排实践课程，密切联系实物，才能有效的掌握该课程的相关知识和理论。但在实际教学过程中，理论课程和实践课程分别由不同的老师负责，并且实践课程往往安排在理论课程结束之后进行，造成了理论与实践的脱节，复杂的结构、抽象的原理得不到及时的直观具体的感性认识，理论教学和实践教学的教学效果都很不理想。
1.3.教学方式单一
目前《汽车构造》课程教学多采用多媒体教学方式，为了使学生更加形象的理解汽车各个系统复杂的结构、抽象的原理及工作过程，教师往往花费大量的时间用来备课，准备丰富的图片、动画及视频等多媒体素材，这在一定程度上使复杂、抽象、难以理解的内容变得直观、形象、易懂，例发动机的曲柄连杆机构，丰富的示意图、实物图就能让学生很清晰地认识各个零部件；再如汽油发动机的工作原理，学生们通过动画或视频，就能清楚的了解发动机在一个工作循环中每个行程各个零部件的运动状态，并有助于掌握发动机结构的基本术语。多媒体教学法能激发学生的学习兴趣，并正确的引导学生理解和掌握基本的专业知识，从一定程度上提高教学效果。但是学生在课程学习中的主动性、积极性及参与性等方面仍然欠缺，导致系统认识不足及理论知识应用能力差等问题[2]。
1.4.考核方式片面
《汽车构造》课程考核方式主要包括两方面：70%期末卷面成绩+30%平时表现成绩。平时表现主要以考勤为主，而期末考试内容主要考察学生的记忆能力。使得学生平时学习积极性不高，课堂参与率很低，期末突击应付；考核内容不包括实践，学生不重视实践课，上课应付了事。片面的考核方式严重影响了课堂效率，教学效果不理想。
2.理实教学一体化教学模式构建
针对目前《汽车构造》课程教学存在的问题，不断研究、探索、学习、总结，发现理实一体化教学模式特别适合《汽车构造》的教学，该教学模式在实际教学中取得了较大的成效，深受广大教师及学生的认可[3-4]。湖南农业大学的石毅新在汽车构造课程教学中尝试探索理实一体化教学模式，在教室布局、课程内容设计、评价方式等方面进行了改进优化，取得了良好的教学效果[5]。在研究的基础上，进一步的优化教学资源、丰富教学方法、完善实验室软硬件建设等，构建了适合《汽车构造》教学的理实一体化教学体系。
2.1整合教学内容，优化教学资源
教学内容是高效课堂进行的基础。为了实现理论与实践在内容上的无缝衔接，一方面，教学内容不能受课本的限制，要结合实践内容及条件，对理论教学内容进行浓缩精简，不断的充实、更新理论教学内容，如汽车起动系统和点火系统既是《汽车构造》的内容，又是《汽车电气与电子技术》的重要章节，相关的实物及实验设备均在汽车电器与电子技术实验室，于是两门课任课教师经过研究决定这两部分的内容在讲授《汽车构造》时不做介绍，在后续课程《汽车电气与电子技术》中重点讲授；又如学生进行自动变速器拆装实训用的是01M型自动变速器，而选用的教材是吉林大学关文达教授主编的《汽车构造》第四版，其中自动变速器部分没有对01M型自动变速器的介绍，而结构和原理是进行拆装实训的必要的理论基础，这就需要理论课堂适当的添加这部分内容，既能满足实训中学生的知识需求，又能让学生意识到理论的重要性，有利于提高学生对理论知识接受的积极性。另一方面，为了让学生了解汽车新技术，拓展学生的创新思维，教学内容不能局限于教材和实践内容，要结合学生的基础及接受程度及时调整理论教学内容，如发动机连续可变配气机构，教材中介绍了宝马轿车的连续可变气门升程机构和奥迪V6发动机连续可变配气相位机构，实验室也有这两种连续可变气门机构的试验台，另外课堂上还补充了与教材介绍不同结构的丰田的连续可变气门升程技术及奔驰的连续可变气门升程技术等发动机配气技术；教材中重点介绍了直列式发动机，拆装实训用的发动机也是直列4缸发动机，课堂上介绍了VR6发动机和W12发动机，补充了1.4T发动机的相关技术——废气涡轮增压、机械增压及燃油分层喷射等。
2.2构建现代化实验室，完善实践条件
完善的实践条件是理实一体化教学体系运行的基础。为了使理论和实践有机融合，我们构建了现代化汽车构造实验室。一方面，结合教材更新实验设备，保留可用旧设备，如拆解旧的发动机、变速器供学生进行零部件实物认知；积极引进并自主开发新设备，增加了1.4T发动机运行试验台、电控燃油喷射系统示教板（红旗、桑塔纳2000）、发动机冷却系统试验台、发动机润滑系统示教板、柴油机高压共轨试验台、自动变速器性能试验台等等，自制行星齿轮机构模型、桑塔纳2000轿车两轴式手动变速器拆装平台及多种零部件解剖模型等等；另一方面，在实验室安装多媒体教学设备并设计优化实验室整体布局，如图1汽车底盘实验室布局，无论是设备方面，还是容纳空间，均可满足一个教学班（30人左右）上课需求，将理论课堂搬到实验室进行，科学合理的安排理论和实验进行情况，实现了理论和实践在时间上的无缝衔接、空间上的统一。
图1 汽车底盘实验室布局图
2.3丰富教学方法 创新教学手段
在整个理实一体化教学体系构建过程中，理论教师和实验教师积极配合，整合了教学内容，构建了现代化实验室，共同修订了教学大纲，制定了教学计划，设计了授课方式并撰写了教案。根据授课内容，制定了相应的教学方式方法，结合传统教学，充分利用现代化的教学设备，采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、演示法、启发法、实验法等。
由于汽车构造的课程的复杂性和实体性，多采用现场教学，根据实物讲解结构和原理，形象直观，学生更容易理解与掌握。如发动机的基本原理，多媒体讲授，由发动机发展史引入，结合图片讲解发动机基本术语，结合图片、动画、发动机工作原理试验台讲解发动机基本原理，随堂实验，让学生观察发动机的工作过程，找出汽油机和柴油机的特点。再如曲柄连杆机构机体组的组成讲授完成之后，进行随堂实验，采用任务驱动法，让学生观察发动机机体实物，思考气缸盖、气缸体上的孔、腔有什么作用，安装那些零部件？汽油机和柴油机的燃烧室各有什么特点？ 在进行汽车自动变速箱结构的讲授时，由于结构的复杂性，最初我们采用的现场讲授法，结合实物，采用多媒体，对每个零部件及变速箱的整体进行讲解，学生掌握程度较好，但是大部分学生读不懂课本上的自动变速箱结构示意图，我们改进教学方式，讲解的过程中穿插传统教学方法，采用板书形式，一边讲解自动变速箱的结构一边在黑板上画出结构示意图，学生能较好的将实物与结构示意图联系在一起，效果良好。
有限的学时只能传递有限的知识，随着信息技术和通讯技术的进步，知识信息传播的渠道得到了极大的扩展，如何利用这些先进的技术来学习到更多的专业知识，离不开老师的引导和学生的自主学习。调查发现车辆专业100%的学生都注册使用微信，使用率及便捷性都高于其他通讯社交软件，于是我们建立了汽车构造微信学习群。一方面，老师会按时上传相关教学大纲、教学日历、多媒体课件及作业题等学习资料，方便学生课前预习及课后复习；另一方面，老师会根据课程进度上传有关汽车新技术的学习资料，如论文、动画、视频等等，供学生自主学习，老师通过微信学习群可以时时与学生互动、答疑，提高学生的学习兴趣。
2.4改进考核机制 调动学生学习积极性
改变以往片面的考核方式，完善考核机制。由于该课程理实一体化教学模式注重理论实践的统一，课堂设在实验室，实践比重增大，考核内容增加实践能力考核。改革后，平时表现成绩占10%，实验表现占20%，卷面成绩70%。其中平时表现考核内容包括：考勤（旷课、迟到、早退情况）、课堂回答问题、讨论环节参与情况及作业完成情况等；实验表现考核内容包括：实验参与程度、回答问题积极性、动手情况、实验报告等；期末考试的卷面内容不仅仅局限于课本，还包括实验内容及老师补充的学习材料等。老师时时记录学生课堂表现，定期批改作业及实验报告，并及时反馈给学生，大大提高了学生的课堂参与性及课下学习自主性。
3.总结
对专业核心课的掌握程度直接影响学生后续课程的学习及专业能力的培养，分析目前《汽车构造》课程的教学现状，优化了教学内容，丰富教学方法，完善实验室建设，改进了考核机制，构建了理实一体化教学模式。提高了课堂效率，激发了学生学习兴趣，增强了学生专业技能及自主学习能力，拓展了学生的专业视野，培养了创新能力，为后续专业课程学习打下了扎实的基础。
参考文献：
[ 1 ] 梁晨.浅论《汽车构造》课程改革与实践[J] .考试周刊，2015，（64）：10-11.
[ 2 ] 陈宝，陈哲明，付江华.从“实”出发的《汽车构造》课程教学改革研究[J].2017，（29）：134-135.
[ 3 ] 吕运，田野，周玮，赖亚辉.理实一体化教学模式实践浅析[J].科教导刊：中旬刊，2015，（8）：93-94.
[ 4 ] 黄磊明.理实一体化教学过程的问题探讨[J].科教文汇：上旬刊，2015，（8）:89-90.
[ 5 ] 石毅新，蒋蘋，李军政，周菊林，理实一体化教学模式在汽车构造课程教学中的应用探索[J] .中国现代教育装备，2018，（303）：83-86.
作者简介：张广玲（1986—），女（汉族），山东滨州人，山东农业大学机械与电子工程学院，实验师，硕士，研究方向：车辆专业实践课程，实验室管理。
