牛文旭,梁彩平
(上海第二工业大学 智能制造与控制工程学院,上海 201209)
汽车底盘构造课程是车辆工程专业学生进入大学学习后系统接触汽车、建立知识体系的首门课程,主要任务是为学生学好后续专业课储备必要的基本知识。课程的主要内容包括汽车传动系统、汽车行驶系统、汽车转向系统与汽车制动系统等,通过对本课程的学习,学生可掌握汽车底盘各主要系统的结构和工作原理。由于汽车底盘构造课程是基础课和专业课之间的衔接,在车辆工程专业人才培养体系中具有独特的地位,在大学生思想政治教育中属于隐形课程,侧重于在专业知识传授的过程中以润物细无声的形式对学生的思想进行教育和升华[1]。该课程同时包含了汽车底盘结构的演化历史、汽车底盘关键部件的发展史等具有人文属性的内容。
当今世界处于百年未有之大变局中,科学技术的发展日新月异,汽车产业也发生了翻天覆地的变化。以汽车新四化为代表的新技术新环境,已经悄然改变了汽车行业生态和人们的出行模式。汽车行业的“新四化”是指汽车电动化、网联化、智能化、共享化,其中电动化指的是新能源动力系统领域,网联化指的是车联网布局,智能化指的是无人驾驶或者驾驶辅助系统,共享化指的是汽车共享与移动出行。这些改变所带来的技术融合和产业创新为课程思政提供了丰富的素材。
因此,汽车底盘构造课程应尽快建立一套将汽车新四化发展融入课程思政的教学标准,注重新知识、新方法对学生的引领作用,引导学生在教学实践中体悟创新精神,引导学生建立勇于创新、敢于担当的职业观。
在前期的调研和教学实践中,笔者了解到,车辆工程专业学生对汽车领域的新技术有了解的需求,但是由于课时限制以及教材更新周期等原因,无法在课程的学习中了解汽车最前沿的技术。并且在开设汽车底盘构造课程的年级,部分学生有参加大学生创新竞赛、挑战杯的需求,但是前期没有针对创新创业相关内容的指导。另外,汽车底盘构造原有课程思政实践中的思政元素主要为工匠精神、从落后到世界领先的拼搏精神、严把质量关的精益求精精神等,思政元素的层次还不够丰富,缺乏从课程发展角度出发的思政元素。
在第七届中国汽车蓝皮书论坛上,汽车新四化(电动化、网联化、智能化和共享化)的概念被提出。得益于政策、经济、社会和技术环境的利好,汽车产业新四化转型受到良性驱动,“新四化”将重塑汽车产业格局,推动产业模式重组[2]。2020年9月22日,习近平主席在联合国一般性辩论时宣布中国二氧化碳排放量力争在2030年达到峰值,2060年前实现碳中和。2020年12月12日,习近平主席在气候雄心峰会上进一步提出了中国国家自主贡献新举措,即到2030年单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源资源占一次能源消费比重将达到25%左右,森林蓄积量比2005年增加60亿立方米,风能、太阳能发电量将达到12亿千瓦以上。汽车行业作为传统意义上的碳排放“大户”,必须积极转型,以满足“双碳”的要求,而汽车的电动化可以有效实现车辆能源转型,汽车的网联化、智能化能够有效实现碳排放的优化控制,汽车的共享化能够从制造端实现减碳,因此汽车的新四化有助于我国早日实现碳达峰和碳中和。
在汽车新四化的浪潮中,以产业发展为导向,孕育出了一批创新型整车和关键零部件企业。在这些企业的发展历程中,挑战技术难题、勇攀技术高峰、突破外国封锁的创新精神,是课程思政的重要元素。在新产品研发和制造的过程中,需要解决新旧产品迭代问题,提高制造工艺水平,是工匠精神的直接体现。另外,在汽车电动化的大潮中,我国的汽车产业实现了弯道超车,在国际上占据了第一集团的位置,这是由以宁德时代为代表的一大批国内关键部件企业和以蔚来、小鹏为代表的国内整车企业取得的成绩,可以极大地激发学生的爱国主义情怀,可为汽车底盘构造课程增加与时俱进的思政元素,这类思政元素与时代并行,可有效激发学生的学习兴趣,拓展思维,优化课程思政效果。
课程思政建设是提高教师职业素养和教学技能的重要途径[3]。课程思政进一步明确了高等教育立德树人的根本宗旨,教师通过课程思政的教学研究和实践,不仅能够有效地提升自身的思想政治素质及职业道德修养,而且能够促进自身专业能力和执教能力的提高[4]。由于引入了汽车新四化这一新的课程思政元素,要求专业教师紧跟产业发展趋势,从自身做起践行“终身学习”。
从学科定位角度来说,车辆工程学科专业培养掌握机械、电子、计算机等全面工程技术基础理论和必要专业知识与技能,了解并重视与汽车技术发展有关人文社会知识,能在企业、科研院所等部门从事与车辆工程有关的产品设计开发、生产制造、试验检测、应用研究、技术服务等方面工作,具有较强实践能力和创新精神的高级专业人才。当前车辆工程专业的培养目标已拓展为与计算机、电子技术、测试计量技术、交通运输和控制技术相互联系、相互结合,并进一步涉及了生理学和心理学等领域形成为融合多种科学技术的综合性学科。曾有人用“一年一个样,十年大变样”来形容汽车产业的发展和车辆工程专业的发展。这样的学科定位也要求我们教师具有高层次的教学科研能力,能够迅速适应汽车行业的变化。
因此,无论从课程思政的角度,还是从学科专业的角度,都要求专业教师提高教学科研能力,强化业务水平,并积极参与产教融合、产学研一体化研究,与业界始终保持紧密接触,了解熟悉研发一线动态。
1.汽车底盘构造课程思政顶层设计方案
根据车辆工程专业思政建设的特点,专任教师处于专业建设和课程思政建设的主导位置,提高专任教师的综合素质,可有效提高专业建设水平和课程思政水平。
从制度建设上来说,必须认识到课程思政的重要性,并在教研活动和教师培训等方面完善各项教研规则,将课程思政内容有机融入,形成制度保障。
从教师的专业能力与思政能力提升的角度来说,要将专业素养与课程思政建设统筹考虑,鼓励教师参与各项课程思政培训,并组织申报课程思政教改项目。由于引入了汽车新四化这一新的课程思政元素,因此需要鼓励教师在进行科研项目和产学研项目的同时,根据学生的实际情况,导入部分最新的科研成果和产业发展方向内容。在专业课程内部,形成教学团队,避免在专业建设和课程思政领域陷入“单打独斗”的局面。
2.汽车底盘构造课程思政实施路径
根据汽车底盘构造课程的顶层设计方案,对汽车底盘构造课程的课程思政方案进行具体化设计,其主要思路如表1所示。
表1 汽车底盘构造课程思政实施路径矩阵
教师在教学中需要贯彻的两个思政目标是汽车新四化相关知识以及其与创新精神的有机融合。为了达成该目标,需要在课堂教学中进行相关设计。以驱动桥部分的教学为例:驱动桥部分是汽车传动系统的中枢,也是近年来功能演化受到汽车新四化影响较多的部分。在进行驱动桥部分知识的教学时,首先对驱动桥结构、功能、特点进行讲解,使得学生对驱动桥作为汽车变速器和驱动轮中间的转动机构这一基本属性有深刻了解,并且掌握驱动桥四个主要单元(主减速器、差速器、半轴、驱动桥壳)的特性。在汽车新四化中的电动化的影响下,电动汽车越来越多地出现在生活中,电动汽车驱动桥的研究也逐渐成为热点。因此教师可穿插融入电驱动桥(即电桥)的相关知识,重点介绍电桥与传统驱动桥在结构形式、控制方法、制造技术上的区别,使得学生对原本的教学内容理解更深刻,也对汽车的前沿发展有了更多了解。另外,传统的驱动桥为机械结构,国外企业已对其进行了长达百年的研究制造,核心技术(如材料配比)大多由国外企业掌握,而电桥的出现只有短短十几年时间,新的机遇使得我国企业能够实现“弯道超车”,极大缩短了与国外先进技术的距离,从这个层面也引申出我国企业在电动化浪潮中的创新精神。汽车新四化这一新的课程思政元素也给课堂教学提出了新的挑战,以制动系统的教学为例:传统燃油车的制动系统的制动效果描述方式较为简单,并且不存在制动耦合,随着汽车产业的发展,制动系统存在更新迭代的现象,ABS、电子驻车等系统广泛应用于制动系统中,系统的复杂化对教学提出了较高要求:既要完成制动系统的基础知识点的教学,又要跟上制动系统的产业发展,还要遵守课时的限制。因此本教学团队对课堂教学环节进行了如下设计:首先在教学引入阶段,以制动系统的热点问题(例如新能源汽车的制动失效案例)作为引入资源,并提炼出若干与制动系统结构、性能有关的小问题,启发学生兴趣,引起学生思考,在此基础上对制动系统的基础知识进行讲解和梳理。基础知识的讲解结束后,举出我国部分先进制动系统的应用实例和有关制动系统的最新科研成果及产业成果,引导学生分析其先进之处,从而完成整个制动系统的课堂教学环节。这样的教学设计可有效兼顾基础知识的讲解和课程思政元素的融入,有助于激发学生的学习兴趣,拓展学生思维和眼界。
为了实现创新精神的有机融合,教师在教学中需要了解和搜集汽车底盘的最新研究和制造技术,并整理分析出今后的发展趋势,例如在悬架系统的教学中,传统的教学方式多为悬架的组成、结构、功能的介绍,而如今的智能汽车的悬架系统与传统汽车相比,增加了传感器和控制单元等,并且广泛应用了全主动悬架技术和半主动悬架技术。教师可展示基于传统悬架的全主动悬架技术和半主动悬架技术的测试效果视频,并分析对比这类技术针对了哪些汽车使用上的“痛点”,引导学生分析还能对这类技术进行怎样的改进。在此基础上,利用现有的线上学习平台,鼓励学生课下积极查阅相关资料(如该类产品的代表性企业资料及发展历程、产品差异的比较、相关企业家和劳模的事迹等),利用对分课堂等方式,完成进一步的学习。
按照以上方法,针对汽车底盘构造的每部分内容,教师可形成一套汽车新四化背景下的汽车底盘构造课程思政教学方法。通过思政元素的引入,引导学生建立勇于创新、敢于担当的职业观,为今后成为一名优秀的创业者、工程师做好准备。
为了更好地了解课程思政的设计情况,笔者在开设汽车底盘构造课程班级学生中开展关于汽车新四化以及课程思政的调查,发放问卷26份,回收问卷26份,现摘取部分问题的回复情况进行分析。
在参与调查问卷的学生中,绝大多数学生认为课堂中穿插的课程思政内容使其对于汽车电动化、智能化、网联化、共享化等新技术有了更多了解,如图1所示。在与学生的课间与课后交流中,笔者了解到,学生对汽车新四化虽有初步的印象,但是基本的知识框架并不完整,对其发展的原因和脉络了解不多,部分学生对其存在偏见。随着课程学习的不断深入,学生逐步对汽车新四化的知识有了了解。学生课后反馈,本课程内容能够较为有效地增加其对汽车新技术地认知,特别是汽车领域热议的制动系统、转向系统,对于新技术的评价有了更多的角度。
绝大多数学生认为课程思政内容使其对于汽车新四化有了更大的兴趣,如图2所示。在授课过程中,学生主动与笔者就近期有关汽车新四化的热点问题进行了交流,比如电动车的制动系统与传统车的区别等。部分学生能够在线上作业中提出汽车电子制动系统的相关问题,并能够自行查找相关资料。
通过课程思政的引导,大多数学生在课程思政内容的学习后,对创新创业精神有了更深入地了解和体会。学生更多地关注汽车新四化技术方面的新闻报道、主动上网搜索汽车新四化技术的文章和视频资料、主动参与科创活动、联系相关公司(如蔚来、小鹏等新能源汽车企业)参与实习。在课程思政的引导下,学生主动参与了与电动车充换电站和智能汽车质保相关的暑期社会实践项目。
从汽车底盘构造课程思政的实践效果来看,随着课程思政的开展,学生对汽车电动化、智能化、网联化、共享化等新技术有了更多了解和兴趣,对于创新创业精神有了更为深刻的认识,大多数学生开始主动关注汽车新技术的新闻报导和微信公众号,部分学生还由此参与科创活动、联系企业实习。
本文从汽车底盘构造课程的定位、课程思政实现途径以及实践效果等三个方面对汽车底盘构造课程思政的实施路径进行探索,以求更好地适应汽车新四化转型。在课程思政实现途径上提出了增加思政元素、提高教师素质、深化思政元素三个步骤,并对课程思政的实施效果进行了分析,旨在进一步培养学生精益求精的大国工匠精神,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。