面向实践应用的“汽车设计”课程的教学探讨

张凯 焦洪宇 胡顺安

摘要：“汽车设计”课程是车辆工程专业的核心课程。汽车开发技术快速发展促使汽车设计课程的教学内容、教学方法和教学手段进行相应的变化，以适应社会对毕业生的需求。以实践应用要求对“汽车设计”课程教学进行新的教学探讨，通过形象化的理论教学、案例教学、项目研讨、互联网信息平台等教学改革尝试，能更好的掌握设计基础理论，较好运用汽车设计方法完成汽车零部件的设计任务。

关键词：“汽车设计”；教学方法；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）08-0207-02

一、“汽车设计”课程教学现状

1.偏重于理论，效果不理想。应用型本科院校主要培养应用型人才，相对于研究型人才，应用型人才对基础理论性的课程知识理解和掌握的深度和广度相对来说较弱。“汽车设计”课程是理论力学、材料力学、机械原理等基础理论课程的后续课程，是对功能机构的运动原理和复杂公式的具体应用的课程，所以偏重系统理论性课程的教学过程中的教学现状是学生接受理解能力不理想，学习兴趣不足，掌握的知识深度不够。

2.缺乏有效实践过程。该课程的综合实践性很强，往往侧重于理论能力培养教学，实践环节相对滞后。通常所进行的实践内容是某总成结构的计算，将总成参数布置给学生，套用相关流程和公式，完成了实践过程的计算环节。在这个环节中，由于参考套用的环节比较多，没有进行过多的思考，学生只是将不同的参数代入相应公式得出结果，没有亲自查找机械设计手册来确定每一个系数，没有进行相关实践环节的深入思考，计算实践环节缺乏真正意义的实践训练。

3.总成零部件工程图过于简单，工程图绘制实践环节质量不高。由于对机械制图、公差配合等课程的知识掌握不实，在视图绘制时，三视图位置摆放不合理，剖面图和剖视图等视图表示不清晰，视图上的尺寸基准及公差配合标注不全，甚至没有。汽车零部件的工程图不规范、与实际零部件的工程图要求差距大，不能指导实际零部件的生产制造。

4.不能同步适应现代企业开发条件变化和新的设计方法。目前，汽车设计课程的教学还停留在“理论+实践”的教学模式，而行业的仿型设计、逆向设计等相应的设计手段和方法都超前于教学；汽车产品或汽车总成零部件在优化设计过程中需要进行大量的计算和对比分析，这光靠简单的公式计算是做不来的，而需要借助于计算机应用Matlab、Ansys等专业软件来完成。结构设计也使用CATIA、Pro/E等三维设计软件，在结构设计完成后，进行刚度、强度、性能等的分析，初步的给出产品设计成功与否的结论。

二、汽车设计教学改革方法

1.简单、形象化的理论方式提高了学生的学习积极性。课程涉及材料、设计、工艺等综合性知识内容，在教学过程中将复杂理论公式简单化，避免产生对理论知识不理解，造成枯燥乏味的态度。将复杂公式简单化，不进行系数和影响因子的扩展，公式的实际应用、影响因数和其他系数的选取放在实践性的案例教学中去。由于“汽车设计”课程中的总成和零配件有自己的显著特征，在课堂上将理论与实物相结合，不要求硬背下理论公式，只需理解如何使用。在进行结构设计和强度校核计算时，能够查找相应的公式使用即可，从简入深，培养学生的积极性。

2.案例教学法体现在如何将理论具体应用到实例中，掌握理论应用到实践的过程。在案例教学中，通过问题设置，使学生主动参与，调动学生的思维。案例教学法通常在总成章节讲授教学结束时，设计一个案例，即对整个总成设计所进行的模拟实践过程。案例教学的实质是体现教师为主的教学方式，是将理论应用到实际开发产品中的过程演示。在案例教学过程中，设计案例是关键。案例的设计要求具有教学和实践双重特征，案例教学设计既符合教学特征，又能真实再现实际开发过程。总成零部件的大小以适中为佳，不能将结构复杂的和特别简单的作为案例。过于简单，知识点不多，需要解决的问题较少，也不深入；过于复杂，不能在有限的时间内完成。将实际设计时需要注意的問题和要确定的参数以问题的方式提出来，作为学生思考的内容。学生只有正确解答所提出的问题才能够进行下一个环节。如果提出的问题是有难度的，就要在教师的提示和引导下完成。通过案例设计—解决问题—完成案例设计的过程实现教师和学生知识和实践的交流。

3.项目研讨式教学法。项目研讨式教学法其实是将企业实际开发汽车产品过程再现为案例的一种教学方法。项目的案例以汽车零部件总成开发设计为主，也可以为机电产品的设计开发。这种教学模式主要是以小组形式展开的，最终以一个总成作业的形式完成，提交的设计产品必须满足企业设计生产的要求。设计项目案例，是将企业的设计任务书转化为设计产品的尺寸规格、性能参数、质量等要求作为已知条件和约束条件提供给小组学生。学生根据要求进行总体结构分析，设计总成草图，从总装配图中拆分设计零部件，最后完成工程图的设计。

项目分配给小组学生后，教师以项目开发小组成员参与项目开发讨论，首先制订开发实施计划，分配个人承担的零部件设计任务；然后开始讨论结构形式的选择，项目产品的参数设定，在参数设定时，讨论的最多，通过几个不同参数的计算或者经验选择哪个相对性能好些，然后相应的尺寸参数也就确定下来了；再次是进行结构设计，总成装配，完成产品的三维设计；最后是进行模拟运动校核、强度分析等。最终提交完整的项目开发的设计产品。

项目研讨式教学法存在某一个项目的全部不能都参与的局限性，只能以小组形式完成项目的不同环节的开发任务，所以在设计项目研讨内容时难度较大，但是最接近于企业产品的实际开发流程，是提高学生汽车设计能力的有效实践教学方式。

4.利用互联网信息平台。互联网教学发展了高等教育的教学模式，丰富了教学知识内容，获取知识的时间灵活方便。学校创建了网络教学平台，建设了网络课程，发展了网络教育模式。《汽车设计》是一门网络课程，包括教学大纲、课程简介、PPT、课程教案、作业、交流、讨论板、Web连接等栏目内容，将汽车设计的理论知识和实践案例建设到《汽车设计》网络平台课程上，通过互联网进行教学，在交流区和讨论版进行交流和讨论，充分发挥学生的思维，激发兴趣，调动积极性。

三、教学改革案例

在“汽车设计”课程进行的教学改革过程中，采取了以上几种教学模式，根据教学大纲进行教学案例设计，完成了教学任务，达到了教学效果。图1是项目研讨式的教学案例成果示图。图1a是航空座椅座盆调角机构爆炸图，图1b是座椅脚托组成三维实图，从图中标示出零部件的序号可知，结构体的每一个零件都应该表示出来，需要进行应力校核的也应该进行模拟仿真分析，完全按照行业要求来进行产品开发，将企业的开发流程设计到项目研讨式教学中，很好的提升了学生的实践应用能力。

四、结语

通过以上理论与实践教学方式的改革探讨，改变“汽车设计”课程传统的课堂教学形式，增加实践性教学和启发性教学环节，提升学生的实践性能力。实践需求教学是培养应用型技术人才的重要环节，也是应用型本科教学注重的主要部分。结合行业科技的发展，探索“汽车设计”课程教学改革应结合社会需求的发展，培养和提高工程实践应用能力，培养出行业需求的实践型人才。

参考文献：

[1]雷治国，陈铭年.车辆工程专业“汽车设计”课程教学改革探索[J].福建教育学院学报，2017，（4）.

[2]喻厚宇，黄妙华，钟绍华，朱祝英.汽车设计课程研讨式教学方法研究[J].大学教育，2017，（5）.