基于3D打印技术汽车底盘构造与维修课程教学改革探究

摘 要：汽车底盘构造与维修是高职院校汽车专业的一门核心课程，其掌握程度直接影响后续多门汽车专业课程的学习。本文依托3D打印技术成本低、可个性化创意制作的特点，对汽车底盘构造与维修课程教学策略及教学过程进行了重新设计，有效地调动学生学习积极性、挖掘学生创造力，以求达到优化课程教学效果的目的。

关键词：3D打印 汽车底盘构造与维修 教学改革

Research on the teaching reform of automobile chassis construction and maintenance course based on 3D printing technology

He Jun

Abstract：Automobile chassis structure and maintenance is a core course of Automobile Specialty in higher vocational colleges， and its mastery directly affects the learning of many subsequent automobile specialty courses. Based on the characteristics of low cost and personalized creative production of 3D printing technology， this paper redesigns the teaching strategy and teaching process of automobile chassis structure and maintenance course， so as to effectively mobilize students' learning enthusiasm and tap students' creativity， so as to optimize the teaching effect of the course.

Key words：3D printing; Automobile chassis structure and maintenance; reform in education

1 引言

2019年，国务院发布了《国家职业教育改革实施方案》，提出了“三教”（教师、教材、教法）改革的任务。其中“教法”的改革要以“行动导向教学法”为主，在真实或仿真的环境中进行教学，实现“做中学、学中做、边做边学、边学边做”[1]。

但近年，随着我国汽车保有量及汽车后市场岗位数量的不断增加，汽车专业学生数量迎来了爆发式增长，各高职院校均面临着任课教师少、实训设备不足等问题。汽车底盘课程教学更多是依托PPT展示来完成，导致学生学习效率低下、思维开发不足、产研能力低下，教学效果难言满意。3D打印技术以其成本低、可个性化创意设计制作的特点，能有效解决实训设备不足、缺乏真实或仿真教学环境等问题，为汽车教学改革发展提供了新的路径。

2 教学分析

2.1 课程性质

《汽车底盘构造与维修》是高职院校汽车专业学生接触的第一门专业核心课程，是学习后续专业课程的重要基础。该课程以底盘结构的基本理论为基础，融合底盘四大系统的基本知识和维修工艺，培养学生掌握汽车底盘各构件组成及工作原理，具备初步分析、判断、排除汽车底盘常见故障的能力，为后续《汽车检测诊断技术》《汽车维护保养》等课程学习打下坚实基础。

2.2 课程内容分析

我院教师在授课过程通常选择自主编写的《汽车底盘构造与维修》校本教材，该教材由北京理工大学出版社出版，该课程教学内容主要是汽车传动系统、行驶系统、转向体统及制动系统各构件的结构组成、工作原理以及常见故障排除等内容[2]。四大系统中各构件的运动过程相对复杂，学生想要彻底掌握，需要学生具备一定的机械、液压及电气控制等基础知识，同时需要教师借助实物对知识点进行生动讲授。

2.3 学情分析

《汽车底盘构造与维修》的授课对象为大二学生，他们之中大部分已经或者正在考取驾照，驾照考取过程离合器、变速器等构件的操作经验都为《汽车底盘构造与维修》课程的开展打下了一定基础。但他们对底盘知识的了解也紧紧停留在这些功能性表面，对各构件的实际实现过程是不明白的，他们渴望对各构件有更深层次的了解，并希望通过课程的学习对汽车底盘一些常见故障现象能够自我分析及排除。同时，他们理论基础相对薄弱，并不喜欢教师只是照着课本为他们传授技能知识。正是处于这种似懂非懂的状态，以及对知识的渴望，能很好的激发学生学好该门课程的决心。

2.4 教学目标

《汽车底盘构造与维修》课程的教学目标是使学生对汽车底盘四大系统各构件的组成、性能、工作原理进行全面了解及掌握，对底盘常见故障现象具备初步分析及排除的能力。同时培养学生良好职业素养、以及团队协作能力，培养自主学习、归纳、发现问题及解決问题的能力，对知识点能够做到“一理通，百里用”，为日后成为该领域能手打下好的基础。

2.5 教学重点与难点

汽车底盘传动系统、行驶系统、转向系统及制动系统各构件的结构组成及工作原理是本门课程的教学重点，汽车四大系统的各种故障现象分析与排除是本门课程的难点[3]。

3 教学策略

课程教学依托3D打印技术成本低、质量轻、可个性化制作特点，对底盘构件进行教具设计制作，采用学生为主体、教师为主导的教学模式，按照课前预习、课中导学、课后拓展的形式组织教学[4]。

4 教学过程

4.1 课前准备

4.1.1 教师课前准备

教师根据教学内容，率先通过3D打印技术对教学结构零件进行打印制作，并将零件提前发给学生，要求学生按照“学习通”发布的课前学习内容，对課堂知识点进行预习并将模型进行装配仿真。同时教师还需准备相应教案及多媒体资料，对学生可能遇到的疑点、难点做好讲解准备。教师课前还需提前准备好实训室相关实物及拆装、检测工具。

4.1.2 学生课前任务

学生通过“学习通”平台接收教师所发布内容进行预习，并根据学习内容对打印零件进行装配运转，学生在动手中初步领会相关知识点，并对预习过程的疑点、难点问题进行记录，同时与其他同学进行讨论分析，为高质量上好课程打下坚实基础。

4.1.3 学生分组

由于3D打印技术成本低，可批量制作教学模型，很好的解决了实训室设备不足问题，可将学生8人为一组进行讨论学习，避免小组人员数量过多，有些学生滥竽充数，影响学习效果。

4.2 课堂教学

4.2.1 情景导入

教师有意识的将思政元素融入课程，通过讲解一段与与课程相关的新思想新政策，国家榜样、工匠精神，社会新闻现象等内容引出本次课程的教学内容，学生很容易通过生活实例进入学习情境，极大提高学习兴趣。同时通过老师的讲解，同学能逐步学到一些关于汽车安全常识及解决实际问题的方法。

4.2.2 难点分析

课前，同学对课程内容进行了课前预习，对学习要点进行了小组讨论，并对模型进行了装配仿真，对课本各结构原理有了一定掌握。按照分组情况，每组学生选取一名代表对装配模型边运动仿真边讲解其工作原理，并提出小组学习过程中所遇到的疑点、难点。授课教师对各小组学习过程所遇到的重点、难点问题进行归纳，通过图片展示、PPT演示等方式进行有针对性的讲解。教师在对各难点讲解完成后，指定学生回答指定问题，并对正确回答问题学生进行加分，在检验学生知识点掌握情况的同时，帮助学生建立积极参与活动的信心。

4.2.3 实物拆装检测

通过3D打印模型的装配及运动仿真，学生已经对汽车构件组成及工作原理有了好的掌握。在此基础上再进入汽车底盘构造实训室，按照实训指导书要求，在实训教师指导下对构件有针对性性地进行拆装检测，能在有限的时间里，让实训学习效果达到最优化。

4.2.4 总结评比

课堂最后，教师需对课程学习内容、教学效果进行总结、分析。同时对学生学习效果进行评价打分，分数由小组互评成绩、教师点评成绩及拆装实训成绩3部分组成，占比分别为20%、40%及40%，培养学生竞争意识、团队协作意识以及养成归纳总结的习惯[3]。

4.3 课后拓展

学生毕业后从事汽车修理行业，想要成为行业里的能人，不仅需要拥有的扎实的理论基础，还需学会“妙用原理”，对一些故障现象修理能举一反三，做到一里通百里用。故在课后，布置一些课堂相关的实车故障现象，要求学生在课后自行查阅相关资料进行诊断并进行故障排除，很好的培养了学生运用知识及实际动手的能力。同时在对那些课程知识掌握好的学生，积极鼓励他们可对汽车构件进行大胆创意设计、改装，并依托3D打印平台进行前期验证，从而深度挖掘学生工程实践及创新能力。

5 小结

为切实解决汽车专业学生数量多、实训设备少、学生学习兴趣低下，思维开发不足、产研能力低下问题，提出了基于3D打印技术《汽车底盘构造与维修》课程的教学设计与实施方法：课前通过3D打印模型装配仿真学生提前探索知识要点并激发学习兴趣;课中教师运用多媒体技术、实训室实物拆装检测等手段解决课程重点、难点;课后布置实车检修任务，培养学生运用知识能力，并依托3D打印平台鼓励学生将创意思维付诸实践，充分挖掘工程实践及创新能力。

贵州省教育厅职业教育科研项目（项目编号：GZZJ-Q2020015）：3D打印技术在汽车专业教学中的实践研究。

参考文献：

[1]李忠华.“三教”改革的三个核心问题[N].中国建设报，2020-04-08.

[2]何君，颜圣耘.汽车底盘构造与维修[M].第1版.北京：北京理工大学出版社，2020.

[3]鲁磊.信息化背景下汽车底盘构造与维修课程教学改革探究[J].时代汽车，2020（14）：60-61.

[4]陆昌年.《汽车保养与维护》信息化教学改革研究[J].时代汽车，2019（14）：61-62.