“双一流”建设背景下汽车构造实验课教学探索与研究

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2020年9月总第345期
ISSN1672-1438
CN11-4994/T “双一流”建设背景下汽车构造实验课教学探索与研究
苏宇龙1 张宝锋1 董雅文2
1.西安理工大学机械与精密仪器工程学院 陕西西安 710048
2.西安工程大学机电工程学院 陕西西安 710048
摘 要：在“双一流”建设背景下以西安理工大学车辆工程专业为例，探讨了模块化、项目化教育模式在汽车构造实验教学中的应用，通过整合优化实验内容，改进教学方式，构建了内容完整、层次分明的车辆工程专业模块化实验教学新体系，经过探索与实施证明了该体系的有效性。

关键词：“双一流”建设；汽车构造课程；实验教学；模块化教学体系
作者简介：苏宇龙，工程硕士，讲师；张宝锋，工学硕士，工程师；董雅文，工学硕士，副教授。

基金项目：西安理工大学校级教改项目“双一流背景下汽车构造实验教学模式的改革研究与实践”(编号：xqj1803)。

汽车构造课程具有很强的理论性和实践性，作为汽车类专业的一门专业基础课，学生对其内容的掌握程度对后续其他专业课的学习有很大的影响[1-3]。

同时，随着汽车技术的快速发展，新技术、新产品的层出不穷，为车辆工程专业的发展带来巨大机遇的同时，也对从业学生的专业能力提出了更高的要求。

本文通过分析西安理工大学车辆工程(汽车)专业汽车构造实验课的特点、教学现状，以模块化、项目化的方式统筹整合实验内容，多角度、全方位就汽车构造实验教学改革进行了分析和探索。

1 汽车构造实验特点
汽车构造课程主要包括2个教学环节：理论教学和实验教学，汽车构造实验教学环节开设的情况，将直接影响到该门课程的最终教学效果和质量[1]。

作为理论课程的延续和补充，汽车构造实验具有如下特点。

1.1 实验涉及内容广泛　知识点多且分散
《汽车构造》上、下册，其中上册讲授发动机的结构和工作原理，下册讲授汽车底盘、车身，包括传动系统、行驶系统、转向系统、制动系统、车身、仪表、照明及附属装置等。

发动机、变速箱、离合器、制动器、差速器、悬架等均为汽车的重要组成部分，每一部分的功能和工作原理均不相同，所涉及的知识点更多、更分散。

1.2 零部件结构复杂　技术要求高
汽车是一个精密的机械产品，以直列四缸发动机为例，其零件总数不下1 000余个，各部件协同工作，
实现功能。

例如，曲柄连杆机构的活塞在缸体内做往复运动，活塞上装有气环和油环，实验过程中，学生需要掌握气环和油环如何实现密封和润滑，常见的烧机油和机油增多现象是因何引起的。

学生在有限的学时内不仅要掌握结构原理，还要掌握其工艺要求、材料选型、装配条件。

1.3 汽车各系统工作原理和结构差异较大
汽车主要由发动机、底盘、车身和电器系统4部分组成。

发动机作为汽车的动力源包括两大机构和五大系统；底盘部分包括传动系、行驶系、转向系和制动系；车身一般分为非承载式车身、半承载式车身和承载式车身；电器系统包括汽车仪表、照明、空调、雨刮等部分。

每一部分、每一部件的功用各有差异，将这些系统和部件有机组合，构成汽车这一复杂机器，使得满足各项性能指标，达到正常运行的目标。

2 实践教学探索
由于汽车构造实验课的特点和课时的限定，一方面，需要尽可能多地让学生了解和掌握不同零部件的功用和结构特点；另一方面，需要从众多知识点中有针对性地选择重要内容加强学生对具体部件的认知。

根据我校汽车构造教学大纲要求，实验教学为8学时，基于课时紧张、教学内容多的特点，实验内容主要集中在发动机、变速箱、后桥及整车结构等教学模型基础上完成的认知性实验和综合性拆装实验。

车辆工程专业的学生由于前期机械基础薄弱，使得结构复杂、涵盖知识点多的汽车构造课程很难激发学生学习
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积极性和主动性，实验教学不能有效地达到促进教学的目的。

与之相应的实验考核标准很难严格量化，大多数学生进行流程式实验，对汽车结构及功能模块的具体原理很难做深入与详细的分析。

针对我校汽车构造课程实验教学的现状及存在问题，以提高学生对本门课程学习兴趣为宗旨，充分发挥学生学习的积极性、主动性为根本，以提高实验教学质量及更好地促进课程理论教学为目标，探究汽车构造课程实验教学的新方法和新模式，构建丰富灵活的综合实验体系，完善课程实验教学评估的考核机制。

具体研究内容有如下几点。

2.1 实验内容模块化且项目化
由于实验教学课时有限，将综合性拆装实验以项目的形式发送给学生，课前预习讨论，通过团队分工配合完成拆装实验。

模块化项目可以有效激发学生学习的积极性，使学生主动参与，在具体的实验项目中，教师根据实验内容不同设定考核指标，下发任务[4]。

学生自由组队，查找搜集资料，师生互动，组内讨论不同结构的特征和优缺点，留给学生较大的发挥空间，充分调动学生的主观能动性。

对于原理认知性实验，将实验内容模块分类，从宏观上进行系统讲解，使学生能够在较短时间内对汽车原理、零部件功用形成一个整体印象，一定程度上解决了实验课时少、内容多的问题。

汽车构造涉及知识面广，信息量大，如果学生直接动手进行零部件的拆装，他们会无从下手。

因此，在实验课堂上可利用多媒体进行演示教学，包括拆装工具的认识及使用、零部件的拆装步骤及拆装工艺、结构组成和功能实现等，之后学生再进入现场进行实际拆装。

实际拆装时，根据之前的组队情况分成小组，按照演示教学完成实验。

汽车构造的实验内容主要培训学生的认知能力和实际动手能力，是车辆工程专业为数不多的实践型课程，不仅要对实验内容有充分的了解，还要有较好的体力。

根据学生学习能力层次水平，让他们在完成实验基础内容的前提下，选做适合自己难易程度的实验，让对车辆感兴趣的学生能不断地深入学习，让能力水平一般的学生保证基础教学任务，有所收获。

2.2 理实一体化教学探索
汽车构造课程要求注重实践，而原有的实验课教学存在实验和理论教学易脱节的问题，学生很难将课本上的知识与实物对应起来。

探索理实一体化教学方式，打破理论教师和实验教师的界限，在课堂教学中引入部分演示实验，在实验教学中包含理论的讲解[5-6]。

例如，授课教师在讲解变速器的结构和原理时，可以携带一个变速器教学模型，随堂展示变速器的工作原理、动力传递路线等知识，使学生能够将课本知识和实际产品对应起来，形成直观印象。

待到实验课时，学生通过实际的拆装进一步理解和掌握变速器的结构，在此基础上理解和体会课本上的二维结构图和实物之间的区别，了解工业品的设计方式、加工工艺、装配流程等课本上没有的知识。

通过理实一体化教学，师生双方在教、学、做的过程中全面培养学生的专业素质和技能，为学生之后从事车辆行业工作打下良好的基础。

2.3 以学生为主体开展实验
汽车构造实验教学以汽车结构、原理认知为主，着重培养学生对汽车各功能模块的具体理解，提高学生的动手能力。

实验项目的设置应尽可能贴近实际，紧跟汽车发展趋势，使学生接受更为实际、更加系统的训练。

综合性的拆装实验没有现成的模式可循，需要学生独立完成车辆某个功能模块的拆装和测绘。

在实验过程中，学生要自己动手分析解决问题，在这个过程中进一步加深对机械原理、机械设计、汽车理论等知识的理解。

在实验中突出学生的主体地位，充分调动学生的积极性、主动性，让学生主动参与实验的整个过程，变被动学习为主动掌握，自主完成实验，查漏补缺，延伸拓展，培养学习的自主能力和创造能力。

2.4 评价标准多样化且灵活化
实验课的考核方式影响学生对实验课的重视程度。

原有的实验评价标准主要体现在实验报告和实际操作方面，评价标准不全面。

针对汽车构造模块化、项目化的实验教学，实验都是分组完成，相应的评价标准要体现每名学生在实验中的贡献，做到公正公平，让大部分学生能够重视实验，积极参与。

除了实验报告评分，可增加课堂表现分和项目化成员分；实验报告成绩根据完成情况获得相应分数，课堂表现成绩结合实验过程由实验教师给出相应分值，项目化成员分是实验教师根据完成情况给当前实验项目一个总评分值，组内成员民主协商，按贡献讨论分配实验分值，最高可拿满分，最低可为0分，真正做到多劳多得，不劳不得。

3 结语
汽车构造实验课的教学改革和创新是一项长期工作，作为一名车辆专业实验课教师，笔者结合我校
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教师指定或项目组讨论决定，项目完成后需进行工作汇报和答辩，并由教师和学生共同打分。

通过课外项目的实施，学生自主学习的能力得到锻炼。

从这些课外项目中孵化出的“基于学生手机集中管理的智能考勤系统”“基于LabVIEW 的弹木琴机械手控制系统”等在参加的竞赛中取得了优异成绩。

3 结语
为满足应用型人才培养的需要，本文针对理论教学效果不理想、学生工程实践能力不强的问题，基于工程实际开发了多个测试技术实验项目。

实验项目强调工程应用的特点，将课程中的知识点串接起来，有助于学生对测试系统形成一个完整的认识。

经过近三
年的改革与实践，教学效果得到明显改善，学生工程实践能力得到明显提升，为应用型人才的培养提供了
有益的经验。

参考文献
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Study on Practice Projects of Testing Technology Based on the Cultivation of Application-oriented Talents
Yin Song
School of Mechanical Engineering, Shanghai Dianji University, Shanghai, 201306, China
Abstract: To satisfy the demand of application-oriented talent cultivation, focusing on problems of unsatisfactory teaching effectiveness in testing technology course and weak engineering practice ability of students, various practical projects are developed out of engineering application based on LabVIEW. These projects cover signal composition and spectral analysis, rotational speed measurement, force measurement, multi-channel signal acquisition and innovative measurement & control practice. By practicing these practical projects, students obtain further understanding of the course and teaching effectiveness achieves dramatic improvement. Key words: application-oriented talent cultivation; testing technology course; practical teaching
The Exploration of the Experimental Teaching for Automobile Construction Course
under the Background of "Double First Class" Construction
Su Yulong 1, Zhang Baofeng 1, Dong Yawen 2
1. Faculty of Mechanical and Precision Instrument Engineering, Xi'an University of Technology, Xi'an, 710048, China
2. School of Mechanical & Electrical Engineering, Xi'an Polytechnic University, Xi'an, 710048, China
Abstract: Taking the V ehicle Engineering of Xi'an University of Technology as an example, this paper discusses the application of modularization and projectization in automobile construction experimental teaching under. The background of "Double First Class"construction. By integrating and optimizing the experimental contents, improving the teaching methods, a new experimental teaching system is built. The new teaching system is integrated and well-bedded. Furthermore, the new teaching system has been proved effective by implementation.
Key words: "Double First Class" construction; automobile construction course; experiment teaching; exploratory development
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“双一流”建设的实际情况，探讨了模块化、项目化教育模式在汽车构造实验教学中的应用，分析了理实一体化在教学中可行性，通过整合优化实验内容，改进教学方式，以学生为主体开展实验，完善实验考核方式，构建了内容完整、可操作性强的车辆工程专业实验课教学新体系，有效拓展和培养了学生的实践能力和创新能力，为学生打下坚实的专业基础。

参考文献
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