任务驱动法在《工程车辆设计》教学中的探索与实践

刘昊，刘新华，郝敬宾，杨海峰，赵啦啦

（中国矿业大学 机电工程学院，江苏 徐州）

一 引言

社会经济的发展，对各式各样工程车辆的需求量快速提升，同时对其运输效率、可靠性能、经济性能的要求越来越高。目前，我国汽车工业进入一个飞跃发展的新时期与重要阶段，培养具有较好理论基础、较强工程实践能力和创新意识的汽车工程师是我国汽车工业的迫切需求。《工程车辆设计》课程的任务是使学生掌握发动机工作原理与总体构造、工程车辆总体设计和布置和主要性能参数计算，了解箱式车辆、罐式车辆、专用自卸车辆、起重举升车辆等专用车辆的基本结构与设计，目的在于让学生进一步了解国内外车辆发动机、底盘、工作装置的设计原理及技术的发展趋势，并通过教学与实验等方式培养学生分析问题和解决问题的能力，掌握车辆及工程机械的内燃机动力选择依据[1]。

二 课程现状及面临的问题

《工程车辆设计》课程教学内容涉及机械类多门专业课程，包括机械原理、机械设计、工程材料及成型技术、电工电子学、工程热力学、理论力学、材料力学等等，是一门专业性和综合性较强的专业课程。我校《工程车辆设计》教学内容主要包含三个模块：发动机原理、车辆底盘设计和工作装置设计。随着通识教育改革的进行，在“宽口径专业教育”的思想指导下，《工程车辆设计》课程被逐渐缩减到32学时。目前，《工程车辆设计》教学主要采用多媒体手段的课堂讲授法与实验教学相结合的教学方法。教学方法的落后和手段的单一，不仅影响学生对知识的接受，还在一定程度上影响学生专业能力的培养。另一方面，在传统的课堂中老师的讲授占据了绝大部分的课时，学生获取知识的反馈较少，老师和学生彼此之间对于知识的理解不同，也使老师很难掌握学生实际对知识的掌握程度，不能及时调整教学方案，导致学生学习的积极性降低。目前，《工程车辆设计》的教学现状与面临的挑战主要有：

1.在较少的总学时条件下，保证课程教学质量是授课教师面临的一个重要难题[2]。这就需要对工程车辆设计课程的教学大纲、教学方式和教学手段等进行精心的思考和设计，授课时有所取舍，突出重点难点。

2.教学方法单一。目前，大部分情况下《工程车辆设计》的授课采用的仍然是“老师按部就班讲述，学生消极被动听课”的教学方式，这种教学方式忽略的学生在学习过程中的能动性，很难使知识内化，对学生独立思考、创新动手的能力提高也非常有限。而且，工程车辆设计课程“内容多，难记忆，涉及面广，重点难掌握”，单方面的教师为主导的讲授方式很容易导致学生的记忆疲劳，产生厌倦心理，降低了学习效率[3]。

3.汽车技术的日新月异，知识体系也在不断更新变化。受限于教材更新速度，工程车辆设计课程的教学内容中存在过时的观点、思想和知识。比如，目前教材汽油机供给系仍以化油器作为主要教学内容，而目前大部分汽车已采用电控喷射技术。对于目前反映现代发动机发展趋势的缸内直喷、可变配气正时技术、高压共轨电喷柴油机等内容，反而在教学内容中得不到体现。陈旧的知识体系和教学内容不仅影响学生对这个知识领域内最新知识的掌握，也会导致学生对本课程的教学内容失去兴趣。

我国高等教育处于专才教育向通才教育转变、由知识灌输向素质培养模式转变、由技能培养向自主创新能力转变的时期[4]。在大量缩减专业方向课时数的条件下，如何安排课程教学是我们教育工作者迫切需要认真思考的问题，也是对专业方向课程教学的挑战。

三 课程内容建设及教学原则

为解决目前《工程车辆设计》课程教学中存在的问题，在《工程车辆设计》课程教学中引入任务驱动教学方法。以汽车发动机这一机械工程产品为例，根据学以致用的思路，让学生在专业选修课中灵活应用《机械原理》《机械设计》《液压传动》等机械类专业基础课程的知识，以达到激发兴趣、促进自主学习的目的。具体内容如图1所示。

(一) 教学内容的精简与更新

针对目前教学内容存繁复、知识点过时等问题，对教学内容进行合理化精简。精简原则为保留基本原理方法，以工程车辆的性能以及各系统功用为主线，强调体现《机械原理》《机械设计》《电工技术与电子技术》等机械大类专业基础课程知识点，为任务驱动教学法的实施提供素材。建立工程车辆技术与专业基础知识的相关性，以便于引导学生学以致用；补充发动机学科最新发展内容，如缸内直喷技术、可变配气正时技术等，并将最新的高水平研究成果转为优质教学资源，力争使学生掌握的知识和技术处于学科发展前沿。对于更新的教学内容，建设多媒体教学资源，设计发动机拆装实验，促进学生内化本课程知识。

(二) 任务驱动教学方法探索

任务驱动教学方法是一种根据建构主义教学理论而建立的探究式、启发式教学方法。顾名思义，任务驱动教学法是由“任务”为核心来驱动教学活动的实施。由老师设计“任务”，通过“任务”激发学生的主动性，使其在老师的指导下由浅入深、由表及里、由简至繁地剖析“任务”的内核，并主动利用所学知识完成“任务”。在这一过程中，学生经历了知识的“学-思-用”，达到了知识内化，并培养了学生分析、解决问题的能力。同时，任务的完成构成了学生对学习过程的正反馈，进一步提高了学生主动学习的意愿[5]。以《工程车辆设计》课程为背景，总结凝练教学内容与相关知识点，提炼任务，从而设计任务驱动教学方法的具体实施方案。根据任务驱动教学方法，实施任务引入、任务提出、任务研究、方案交流、任务实施、任务交流、任务评价、课业总结的教学过程。在任务研究至任务交流阶段，引导学生自主收集资料，反思任务解决的整个流程，达到内化知识，提升能力的目的。

(三) 课程考核的改革与评价

课程考核是整个教学过程的重要环节，也是保障学生学习的基本手段和评价教学质量的关键依据。良好的考核方法既要能够反映出学生对基本知识和基础理论的掌握，也要能够反映出学生分析、解决相关问题的能力和创新意识，同时良好的考核方法也具备保障学风建设、促进教学质量提升的功能。以培养应用型人才为指导思想，将任务驱动教学法中学生分组任务实施引入考核机制，考查学生在任务实施的整个实践过程中的表现，促进理论教学与实践教学相结合。

四 课程内容建设实施方案

(一) 教学内容的精简与更新

针对《工程车辆设计》各知识模块对教学内容的精简与更新，在教学中凝练贯穿主线，摒弃臃肿陈旧内容，更新学生更感兴趣、更为关心的发动机新技术，并探索将高水平研究成果转化为优质教学资源。以课程中发动机原理模块为例，主要精简与更新教学内容如表1所示。

(二) 任务驱动教学方法探索

（1）任务设计

任务设计是任务驱动教学方法实施的关键。所设计的“任务”必须兼具趣味性和新颖性，与所授知识点紧密结合，以优秀的任务设计保障后续教学过程的顺利实施。以发动机原理的教学模块为例，拟从以下几个知识模块中选出2～3个设计任务：

①总体构造：发动机拆装实验；

②配气机构：可变配气正时机构的原理与结构设计；

③汽油机供给系统：缸内直喷、电控喷射技术现状与发展趋势；

④柴油机供给系统：高压共轨喷射技术原理及结构特点；

⑤增压系统：现代汽车发动机增压系统应用现状及发展趋势；

⑥有害排放物控制系统：汽车发展与环境保护。

（2）任务驱动教学过程

在任务设计的基础上，精心设计任务驱动教学过程。讲授教学是任务驱动教学过程的基础，任务实施与讲授教学相辅相成。以任务提出提高讲授教学过程中的目的性，增强学生的注意力与兴趣点，通过讲授形式对任务实施所必需的教授学生基本概念、新理论知识，回顾专业基础知识，并补充未学知识。

如图2所示，老师在任务提出后，进一步引导学生进行任务研究，布置主要阅读、自学教材和资料，安排分组讨论，形成各组讨论意见，最后集体统一进行方案交流，各组展开争论，形成任务报告，并在各组内自评与各组之间互评。教师在任务实施、方案交流过程对学生讨论进行引导，充分发挥学生学习的自主性。

图2 任务驱动教学过程实施

（3）任务驱动教学实践

由于学时限制，在相关章节基本原理和基本概念采用讲授法完成，在此基础上布置2～4个学时进行任务研究与实施的教学实践。其中发动机总体构造部分的发动机拆装实验在实验课时中完成，其余任务以分组形式，在课堂布置任务并进行任务研究与引导，学生在课下完成任务实施形成方案，并在随后课堂上安排各组学生展示本组任务实施方案，实现各组间方案交流。教师在课堂对方案进行点评和总结。

(三) 课程考核的改革与评价

课程考核主要由期末考试成绩、实验成绩和平时成绩三个方面构成。其中平时成绩模块缺乏相应的考察依据，往往凭学生出勤情况确定，会导致学生“人在心不在”、盲目应付点名、学习积极性下降等不良现象。采用任务驱动教学方法后，将各小组任务与方案完成实施质量纳入到平时成绩的考核依据中，将有效改善这些现象。任务实施与方案等的考核应从知识点掌握、道德自律、学习态度、团队分工合作、组内自评等方面综合考量。目前课程考核命题也囿于书本、墨守成规，某些知识点甚至存在陈旧过时等问题，为此更新课程考核命题，使其在合理公平公正的条件反映出学生的学习情况，并侧重反映任务驱动教学方法的实施的效果。

五 结语

《工程车辆设计》课程教学内容建设和教学方法改革是目前汽车工业的飞跃发展的必然需求。针对《工程车辆设计》课程学时减少、教学方式单一、教学内容陈旧等问题，探讨了教学内容的精简与更新，将高水平研究成果转化为优质教学资源的途径；从《工程车辆设计》知识模块中凝练出设计任务，探索与实践了任务驱动的教学方法，引导学生学以致用。