新工科背景下《汽车构造》教学改革研究

苏丹丹，李浩东，董小平

（1.河北大学 质量技术监督学院，河北 保定 071002；2.河北省汽车制造质量教育社会实践基地， 河北 保定 071002；3.河北省新能源汽车动力系统轻量化技术创新中心，河北 保定 071002）

前言

新工科建设的主要目标是培养人才，即培养一批具有创新创业能力、跨界整合能力、高素质的各类交叉复合型卓越工程科技人才[1]。为了实现新工科建设目标，高校教学改革应遵循追求质量卓越、面向未来发展、满足国际要求等新工科建设标准。本文基于新工科的目标、内涵和特征，密切结合《汽车构造》课程教学特点，充分考虑当前教学过程中存在的问题，基于课程教学改革的要求，提出了“一个中心，三个融入”的教学理念，以期获得良好的教学效果。

1 《汽车构造》课程特点

《汽车构造》课程是车辆工程专业核心课程，该课程的先导课程包括《工程制图》《机械原理》等专业基础课程，后续课程包括《汽车理论》《汽车设计》等专业核心课程和专业拓展课程。《汽车构造》课程在新工科专业课程体系建设中发挥着承前启后的重要作用，为车辆工程专业学生发展提供不可或缺的专业理论、方法和技术[2]。

《汽车构造》的主要教学内容包括汽车发动机和底盘两大部分，课程教学内容多、知识点丰富，理论知识学习和实践能力培养结合性强。《汽车构造》的教学目标是使学生全面、系统地掌握汽车各关键零部件的基本结构、工作原理等，培养学生理论联系实际、利用专业基础知识解决工程实际问题的能力，同时注重培养学生的团队协作能力、研究开发能力、创新能力等。

2 《汽车构造》教学现状

2.1 教学模式枯燥

目前，《汽车构造》课程教学主要是采用理论与实践相结合的教学模式[3]。

理论教学主要采用多媒体教学模式，以老师讲授知识点为主，学生被动接受知识，倾向于填鸭式的教学模式，很难调动学生的主动性和积极性，限制了教学效果的进一步提升。

实践教学主要是教师指导学生完成对汽车关键零部件的拆装实验。由于受到实验设备台套数和实验室场地面积限制，实践教学每组学生人数较多、学生动手机会少。此外，有的学生重动手而轻思考，拆装实验时走马观花，无法起到巩固理论教学的作用。

《汽车构造》传统教学模式基本是先课堂教授理论课程，实践拆装安排理论课程结束之后进行。理论与实践教学在课程安排上存在时间差，导致学生在理论教学中学到的知识很难及时在实践教学中得到巩固并学以致用，因此不利于教学质量的整体提升。

2.2 考核模式单一

传统《汽车构造》课程的考核方式主要考虑期末考试成绩与平时成绩，如期末考试成绩占70%、平时成绩占30%。这种考核方式主要考察学生对课程知识点的掌握情况、平时出勤及课堂参与度等，而忽视了对学生研究开发能力和创新能力等的考察，更无法考察学生团队协作能力。

3 基于新工科建设的《汽车构造》课程改革

新工科专业的课程设置要根据其在整个课程体系中的定位以及与前导课程和后续课程的逻辑关系，明确本课程在培养学生团队协作能力、研究开发能力和创新能力中的责任并做出应有的贡献。《汽车构造》课程是车辆工程专业核心课程，在新工科课程体系建设中起着重要作用，也是实现新工科培养目标的关键环节。

3.1 《汽车构造》课程教学改革的要求

组成新工科《汽车构造》课程的教学内容需要具备以下特点。

3.1.1 有效性和稳定性

首先，学生在《汽车构造》课程中所学知识、理论和方法在毕业后的职业发展和终身学习中是基本的、无可代替的和必不可少的，即所学的基本规律、基本原理、基本技能是长期有效的；其次，《汽车构造》课程内容是不容易过时的和稳定的，即能够在学生毕业后较长的职业生涯中发挥作用。

3.1.2 前沿性和系统性

《汽车构造》课程教学内容中必须包含汽车行业的前沿知识、最新科研成果和行业发展趋势，以开拓学生视野，引导学生关注未来行业发展、了解学科专业最新科研动向；《汽车构造》课程全部教学内容是相对独立的、完整的系统，其核心内容应该包括基本理论、基本技术以及最新进展等。

3.1.3 应用性和实践性

《汽车构造》课程应用性是指教学内容能够在解决汽车行业复杂工程问题中发挥作用并得到有效应用，主要包括解决工程问题的思路、方法、手段、途径等方面；《汽车构造》课程的实践性是指课程教学内容能够与工程实践有机结合，对工程实践具有一定的指导意义，并支持和推动工程教育实践活动的开展。

3.2 《汽车构造》课程教学改革的步骤

3.2.1 校外调研

新工科教育应该是面向新工业革命与未来科技和工业发展的工程教育系统性变革与全面创新，促进新兴工程教育领域与教育实践的发展，培养未来科技和工业发展需要的工科毕业生，支撑国家创新经济发展[4]。《汽车构造》课程教学改革应强调校外调研工作，尤其到处于行业领先地位汽车相关企业、研究院所等通过问卷调查、座谈会等方式开展调研，并邀请行业领军人物、知名学者、技术专家等开展教学交流活动。

通过开展一系列的调研工作，了解汽车行业对毕业生专业技能、工程项目管理能力、职业素养等的基本要求，提出学生学习《汽车构造》课程后应掌握的基础知识和具备的基本能力，并初步确定课程大纲包含的知识点。

3.2.2 校内比较

根据《汽车构造》课程需要掌握的基本知识、工作原理、设计方法等具体要求，对教学大纲进行修订和完善，选择并确定课程教学目标、教学内容与教学方法。

与此同时，还需要《汽车理论》《汽车电器与电子技术》《汽车设计》等相关课程教学内容进行比较，完善课程教学内容的衔接，避免课程之间教学内容重复和缺失。

3.2.3 集体撰写

由担任《汽车构造》课程教学和其他相关课程教学的教师组成课程组，在校外调研和校内比较的基础上根据已确定的教学内容编写教学大纲。编写过程中要经常开展小组讨论，确定教学内容的重点、难点以及教学的组织和编排等，并确保教学内容能够实现课程教学目标。

在编写《汽车构造》课程教学大纲的过程中，要注意吸收新工科相关学科的前沿性研究成果，将一些具有行业发展趋势和鲜明特色的代表性研究成果充实到课程教学内容中，以满足课程教学内容前沿性的要求。

3.3 《汽车构造》课程教学改革重点

针对《汽车构造》课程建设上存在的问题，本文提出了“一个中心，三个融入”的教学理念，即以项目为中心、融入前沿性课程内容、融入科研活动、融入课程思政。

3.3.1 “以项目为中心”的教学方法

从课程建设角度来看，课程的项目化应该成为新工科专业课程建设的重点之一，尤其是承担专业教育任务的课程。“以项目为中心”是将“项目”作为课程设计和实施的中心，课程的设计是以解决项目问题为目标，课程的实施是在项目的真实情境下围绕完成项目任务而开展，学生在完成项目任务的同时实现了课程目标。

目前，《汽车构造》课程教学内容丰富、知识点多。为了更好地实施“以项目为中心”的教学方法，根据《汽车构造》课程教学内容和教学重点，分别安排“发动机机体结构设计”“发动机进排气系统设计”“发动机燃油供给系统设计”“汽车变速器设计”“汽车转向系统设计”“汽车制动系统设计”等项目。每10～15人分成一组，根据课程进度完成所有项目。要求学生查阅相关资料完成各项目的理论计算，并基于CAD、UG、CATIA等绘图软件完成结构设计。通过课程教学的项目化使学生养成自主学习的习惯，训练学生分析、设计、绘图、建模等能力，同时培养其团队协作、研究开发、创新等能力。

但是，“以项目为中心”教学方式通常不能覆盖教学大纲的所有基本知识，导致学生知识体系不完善。为此，任课教师应及时为学生补充遗漏知识点，保证课程教学内容的完整性。

3.3.2 课程教学内容的前沿性

随着汽车科技的不断发展，汽车行业的新结构、新技术不断涌现，这就使得《汽车构造》教材内容稍显滞后[5]。前沿性是指课程教学内容中必须包含新工科专业及其相关学科的前沿知识、最新成果和发展趋势，以开拓学生视野，关注未来发展、掌握学科专业最新动向[6]。

因此，在《汽车构造》教学过程中应增加汽车新技术、新结构、新材料等方面的教学内容，引导学生关注汽车行业未来发展趋势，将汽车行业内最新科研成果融入教学内容中。随着汽车电控技术、车联网技术、智能驾驶技术等的高速发展，电动化、网联化、智能化是未来汽车的发展方向。针对未来汽车的发展方向，特聘请科研成果丰硕的教师开展一系列的专题讲座，如新型汽车动力系统及代用燃料、智能汽车的现状与发展趋势、汽车新材料、汽车电控新技术等，使学生了解汽车行业前沿性技术。

3.3.3 课程中融入科研活动

按照新工科专业建设目标中主动布局、设置和建设服务国家战略、满足产业需求、面向未来发展的要求，将科研活动引入《汽车构造》课程建设具有重要的意义。

任课教师基于《汽车构造》教学内容，并综合汽车技术未来发展方向，设置一系列的研发课题供学生根据兴趣选择，如电动汽车新型传动系统研发、智能汽车发展前景调研、磁流变悬架系统研发等。通过引入科研活动，并将科研活动与教学内容有机结合，既可以提升课程难度挖掘学生潜能，又可以激发学生参与科研工作的热情，调动其学习的积极性和主动性，更好地实现课程培养目标。

3.3.4 基于课程思政的教学设计

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上发表重要讲话，要求各高校坚持立德树人的根本任务，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人的教育理念。高等学校的德育教育不仅依靠思政课程，更应渗透到各门专业课中。

《汽车构造》课程教学内容多、知识点丰富，若在碎片化的专业知识当中融入思政内容，既能有效提升专业技能，更能提升学生的道德情操，培养集体意识和社会责任感[7]。例如，教师在讲解发动机燃油供给系统、发动机电控系统等内容时，融入科技进步带来的汽车性能提升，引导学生尊重科学，鼓励学生参与科研工作。

3.4 《汽车构造》课程考核方式改革

合理的课程考核方式能够充分激发学生的学习动力，提升教学效果。《汽车构造》课程考核的评价方式应从传统的总结性评价转变为过程性评价。

《汽车构造》课程过程性评价分为课前评价、课中评价和课后评价，能够对学生做出更加全面的考察。课前评价是在课程开始前对学生的学习能力、信息素养等做出评价，能够使学生发现自己的不足，做好课前准备；课中评价是在学生学习过程中通过学习的时间、完成作业情况、课外阅读、课堂表现、问答交流等方面做出评价，以更好地了解学生学习情况并及时调整教学方式。课后评价是在知识节点或者课程结束后，以期末考试、课程总结、论文、小组汇报等方式对整个学习情况对照学习目标做出评价。

整个《汽车构造》课程考核评价体系的建立要能激发学生的学习热情，引导学生进行教学反思，展开自我评价，使整个评价体系能够真正服务于学习过程，促进学生完成学习目标。

4 结论

《汽车构造》课程是车辆工程专业的必修课，在新工科课程体系建设中起着关键作用。本文基于新工科的内涵和特征，对《汽车构造》课程教学改革进行了初步探索与实践。以新工科建设目标为导向，分析了目前教学过程中存在的教学模式枯燥、考核模式单一等问题，基于课程教学改革对教学内容有效性和稳定性、前沿性和系统性、应用性和实践性的要求，探讨了课程教学改革的步骤，提出了“以项目为中心”、课程内容前沿性、引入科研活动、课程思政、过程性评价的课程考核等多项改革措施，以切实有效地提高教学效果，达到预期的课程教学目标。