车辆工程专业汽车设计课程教学改革及教学评价分析

王丰元　邹旭东　柳江　林荣会　孙刚　贠海涛　李淑玉　修玉峰

[摘 要]快速发展的汽车工业对我国车辆工程领域的人才培养提出了更高要求。汽车设计课程作为车辆工程专业的主干课程，其对学生能力培养具有重要作用。项目组根据汽车设计和制造的课程体系，考虑到生产企业的产品生产组织特点，设计了模块化教学模式，分析了模块化教学的组织模式、师资条件、课程教学组织方案，设计了包含26项内容的课程客观评价指标，并进行了问卷调查，通过主观和客观分析，获得了教学成效的基本分析，并提出了未来教学改革的重点方向。

[关键词]车辆工程；汽车设计；模块化教学；教学组织；教学评价

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）10-0032-04

《中国制造2025》强调了信息技术和制造技术的深度融合是新一轮产业竞争的制高点，而智能制造则是抢占这一制高点的主攻方向[1]，汽车设计的发展趋势主要体现在节能、环保、安全和智能上[2]；而我国汽车的发展，经历了逆向工程到正向工程的转变，采用了基于NVH的设计流程、基于安全的设计流程。[3]汽车行业急需培养具有设计能力和综合创新能力的优秀人才。

我校车辆工程专业的目标是培养适应经济建设与社会发展需要，富有科学和创新精神，掌握扎实工学基础理论、车辆工程专业知识和实践技能，具有科学的思维方法和工程实践能力，在汽车测试与检测技术、特种及专用车设计、新能源汽车等方面综合能力突出的、德智体美全面发展的应用型车辆工程技术人才。

在专业能力设计方面，要求学生具有扎实的数学、物理、化学等自然科学基础；具有车辆工程领域必须的机械、力学、电工与电子技术、信息及网络技术、计算机应用技术的基本知识和技能；系统地掌握车辆工程的基础理论、基本知识、基本技能和所需的专业知识，初步具备综合运用所学知识分析和解决车辆工程中遇到的研究、设计制造、实验以及运用等问题的能力。

在综合素质培养方面，要求学生具有不少于一门的外语综合应用能力，具备国际视野和跨文化环境下的交流、竞争与合作的初步能力；具备良好的团队精神，善于技术分工和协作，共同完成目标，具备良好的社会活动的能力。

为了实现如上的设计目标，学院对本专业的汽车设计课程提出了教学要求。作为车辆工程专业必修的专业主干课程，汽车设计课程要使学生学会分析和评价汽车及其各总成的结构与性能，合理选择方案及有关参数，并学到一些汽车主要零部件的设计方法，为以后进行毕业设计及毕业后从事汽车设计工作打下良好的基础。

课程提出的能力培养目标是：使学生具备合理匹配汽车零部件方案的能力；使学生掌握根据设计要求，设计选择零部件的能力；使学生掌握汽车设计所需的基础知识和技術。

一、汽车设计课程教学改革的基本思路和基本方案

根据课程教学要求、能力矩阵设计要求，按照模块化原则[4][5]，项目组将课程理论教学与课程设计紧密结合，设计了模块化的教学过程并组织实施。

（一）模块化教学组织的基本原则

模块化教学组织是贯彻模块化课程体系的重要保障，为此设计模块化教学组织的基本原则如下：

1.课堂教学内容以模块产品设计为目标，在总体设计的要求下独立存在，强调理论与实践设计的有机结合，模块设计内容和思想与企业目前的产品生产模式相一致。

2.发挥每个教师的专业和科研特长，将教学内容与教师的特长研究方向紧密结合，实现教学相长，科研促进教学。

3.模块总成的结构设计与理论学习相结合，在设计中综合运用所学理论和知识。每个模块的工程设计案例和经验，与教师的理论教学相得益彰，相互补充。

4.强调理论与实践相结合的学习成效，在课堂每个环节引入企业工程师任教，教授实际设计方法和案例，让学生树立工程设计思想，并落实到专业设计中。

（二）模块化教学的师资条件

由于模块化教学对教师提出了更高的要求，难以由一个或两个教师完成，必须通过各方面有综合能力的教师团队担任，为此，课程采用总成分组、模块化设计的形式完成，任课教师由两部分人员组成，即高校教师和外聘企业技术骨干教师。学校根据课程内容和结构，配置主讲教师8人，其中教授4人、副教授4人；参加授课的企业教师一般每年有3～6人，参加主要模块的授课，主要来自整车和汽车零部件企业的技术骨干，如一汽解放青岛汽车有限公司、北汽福田奥铃汽车厂、青特集团有限公司、山东省农业机械研究院、黄海离合器有限公司等。

（三）课程学习方法

要将课堂集中授课、分散设计、分组讨论、集中指导等环节紧密结合，通过设计答辩展示小组设计成果。

授课教师与企业工程师联合集中授课，讲解总成设计理论、设计方法和设计过程，明确设计任务和设计要求，围绕产品设计开展学习和分组研讨；两位教师的教学内容形成互补，校内教师把握设计理论和设计方法，校外教师掌握现行设计方法和设计标准，将理论与实用相结合，提高学生培养效果。

分组设计是让多名学生联合完成指定的设计内容和设计环节，通过设计掌握设计理论、方法和标准。学生要分头完成资料查阅、资料分析、设计方法研讨、任务分工、过程协调，并最终完成一项设计任务。分组设计在课内外进行，设计模式灵活、工作效率高。

通过此项组织和学习训练，培养学生根据实际任务，查阅资料、分组讨论、完成设计成果并汇报设计成果等环节，提高学生团队协作能力、资料查阅及使用能力、汇报交流等综合能力。

（四）总体教学安排方案

每个模块内容安排至少两个讲授环节，包括主讲教师讲授和专家讲座。第一次课程重点讲授本模块的主要内容、主要设计流程、主要设计方法，介绍设计标准、参考资料，包括网络资源和资料，分配设计任务，确定任务的时间要求，确定绘图完成的内容。后续课程主要针对设计内容和设计任务进行专项布置、讲解或指导。endprint

设计任务，由学生分组在课外完成。完成的任务应包括设计计算报告、部分关键总成及零件的图纸，必须小组合作完成，制作PPT文件并进行答辩。组内每人必须至少答辩陈述1次，当众陈述。

所有总成及零部件结构的图样设计，参照教师提供的统一设计规范进行，可以在完成全部设计要求内容的基础上，完成其他设计图样，如3D设计图。

每章课程的设计过程中安排至少1次方案讨论、1次集中设计讨论、多次现场指导、1次汇报交流和答辩。

最后完成所有材料的系统整理，完成整车的系统设计、计算和資料整理，撰写设计报告，整理设计图纸。课堂教学前后，学生可以按照要求，登录学校课程中心的网站学习、复习，熟悉掌握有关结构的拆装。

分组及任务，一般将5～6人分为1个设计小组，按照学号或宿舍或自由组合确定。确定完小组后，每组成员自己推选组长。组长负责本组设计任务的组织、分工、考核等任务。

完成的任务应包括设计计算报告、部分关键总成及零件的图纸，必须小组合作完成。所有总成及零部件结构的图样设计，参照教师提供的统一设计规范进行。在整个课程进行中，组内每人必须至少进行大会报告1次，汇报小组的设计成果，包括设计组织等过程所做的工作和方法。

二、教学效果评价指标的设计及分析

为了测试汽车设计模块化教学及教学改革的效果，除了教师要随时了解信息、及时调整课程教学方法、划分内容外，课程组在课程结束后，还进行了有针对性的问卷调查，问卷结果具有较好的客观性，能够较好地反映出与教学有关的状态信息。

（一）客观评价及分析

根据模块化教学的基本安排，课程目标与专业培养目标间的关系，以及教学组织情况，项目组设计了如下两套评价指标体系，如表1和表3所示，对各指标分别设计了非常满意、满意、基本满意、不满意、无法评价五档，并分别赋予5、4、3、1、0的分数。

统计结果如表2所示。统计数据来源为参加授课的47位学生，每个人独立给出对每一个指标的评价分数，并给出主观的评价。每个项目的得分值为所有人员对该项目评价分值的算术平均值。

学生对课程模块化设计的总体是满意的，且满意度较高。考核指标8课程设计内容是否有助于掌握本课程的主要内容的评价最好，说明课程设计与课程理论学习的有机结合是非常重要的、有效的；考核指标7模块设计选取、分析与内容贴切程度的评价较好，说明该课程的模块化设计内容较为集中、模块分布较为合理；但考核指标5课程内容模块结构设计合理的评价最低，说明需要对有些模块的结构进行适当调整，尤其是设计内容、设计方案、设计方法等方面的总体结构设计，包括时间分配；考核指标10课程学习内容与目前流行技术的关联性评价次低，说明课程学习过程中教师提供的内容或采用的设计方法，没有较为全面地引入目前流行的内容、技术和方法，这可能与学习过程主要基于传统设计流程的过程学习有关，与实际设计还是有一定差距的。

实际上，这组统计数据，与学生对主观评价的反映基本一致。

为考核教学过程中教师教学团队和教学组织过程，课题组设计了评价指标体系，如表3所示。主要考核教师在教学中发挥作用的情况、课堂教学组织情况和目标达成度情况。

考核指标1和5两项指标评价最好，表明每个模块的授课教师都能够很好地承担有关模块的课程，并且教师对教材或模块内容讲解得较清楚。这证明教师熟悉本模块核心内容，并在此方向有丰富设计经验、工程实践能力和教学经验的教师的配置方案是合理的。这种教师配置模式是值得推广采用的，它既发挥了专业教师在本专业领域的专业优势和科研优势，又提高了授课效率、提高了学生的学习效果，并且能将专业教师与企业专业设计完美结合。

但考核指标7关于课堂气氛积极性与学生参与度的评价最低，说明在课堂授课过程中，学生没有有效参与，缺少学生的提问、讨论环节，陈述多、研讨少，这与评价指标次低的第2项考核指标即教师能在课程中激发学生的兴趣是密切关联的。这两项低评价指标表明，教师通过课程教学组织，适当激发学生兴趣是非常重要的，也是学生自身非常期望得到的效果。

（二）学生主观评价及建议说明

主观评价主要针对两个方面提出，一是学生喜欢的方面，二是学生不太喜欢或不太满意的方面，以改进建议的形式给出问题。

1.学生对“这个课程我所喜欢的方面”的主观评价

学生对“这个课程我所喜欢的方面”的主观评价的主要结果是：针对课程内容及模块化组织，“能够在生产要求条件下选取合适的汽车设计内容，可以真正体会到与本专业有关的内容”；起到了“复习基础，回顾专业基础知识”的作用；肯定了“企业外聘的专家讲课”的影响和作用，尤其是对设计标准和实际工作流程的把握方面。通过“实际动手设计”，“可以自己设计、理论计算，掌握学习方式”，“对整车的各方面设计全面、系统地梳理所学专业知识内容”。

在模块课程学习过程中，分组的设计实现了“团队合作”“与同学交流合作”“能锻炼团队协作，能让同学自己亲身去做设计、独立设计”；可以让“自己亲身参与到设计当中”；组内大家一起讨论，针对不同方面做观点阐述；可以“将学到的知识与实际生活中遇到的问题结合在一起”。

“通过自己设计得出的结果，真正展现个人能力”，同时也能“提高能力，巩固知识”；学生能“从整体上把握汽车设计流程”，通过答辩汇报展示了学习成效。“提高了自己对汽车设计的了解和能力；运用了以前学的基础知识，提升了综合素质能力”。

2.学生对本课程的课堂教学方法、课程设计组织等的建议

教学过程的每一个环节，“要让每个同学都能切实参与，而不是哪一个同学独立完成”。

将“时间进行调整，分组形式进行改革，组别设置可以让全班同学更团结”；课堂教学方面“互动性希望更多”，“更大地激发学生的学习热情，提高学习效率”。endprint

“增加答辩考核汇报的同学数量可以增加，设计的车型可以彼此互换；对答辩环节要更严格一些，要活跃气氛，让大家参与，提高学生兴趣”； “可以考虑采用多种形式的授课方式，增加设计时间，加强老师及专业人士对同學的指导”。

3.后续教学改革的重点和基本思路

针对学生提出的问题，项目组进行了梳理、分析，主要解决如下重点问题。

（1）优化模块课程体系，完善内容，增加实际设计方法，将教师理论教学与企业实际设计结合得更加紧密。

（2）灵活组织课堂，倡导问题引导式教学，引导围绕设计目标的课堂讨论、小组讨论和汇报讨论。

（3）加强对教学环节的管理，调动学生参与设计的积极性，使学生掌握基本的设计方法、解决问题的基本方法，提高设计成果表达能力和沟通交流能力。

（4）在课堂教学中，不断引入新知识、新理念和新的设计方法，不断改善教学组织方法。

三、结论

模块化授课方式是一种课程内容和教学方式的改革，要改善教学效果，需要教师和学生付出更多的精力和努力，尤其是付出更多的课外时间。通过5年的教学改革和尝试，课题组教师不断完善教学内容和体系、改进教学方法，从学生的主观和客观两个方面的评价可以看出，教学效果得到了较高认可。

学生通过本课程学习掌握了汽车技术设计的基本方法，提高了工程设计能力，具备了本专业的基本设计知识和能力。课程内容的设计、教学环节的组织、教学效果分析与评价应该有机结合，推动学生学习效果的改善。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 朱焘，工业设计：中国制造的先导与灵魂[J].中国工业评论，2015（1）：48-55.

[2] 彭剑，项娇.整车产品开发流程浅析[J].上海汽车，2010（8）：43-47，51.

[3] 黄秀芳，李展新.汽车零部件及整车设计和开发流程的建立[J].装备制造技术，2012（9）：106-110.

[4] 邹旭东，王丰元.汽车设计课程及课程设计改革方案的设计与实践[J].教育教学论坛，2013（51）：29-30.

[5] 王丰元.汽车设计课程设计指导书[M].北京：中国电力出版社，2009.

[责任编辑：刘凤华]endprint