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《汽车制造工艺学》的教学创新与实践
2022-03-11 浏览量:641

《汽车制造工艺学》的教学创新与实践

谢翌1*,胡晓松1,李伟1,胡建军1,马黎俊1,刘玉婷1,江婉玥1,李佳承1

1重庆大学汽车工程学院,重庆  400044) 

[摘要]:本文从《汽车制造工艺学》的教学现状出发,根据课程特点与教学中的问题提出了增强教学体系化以及提高教学效率的总体改革方向。并根据该原则,通过产学结合,课程设计与课堂作业并行的方式,进行了教学创新。实践证明,该方法可以有效提升学生的学习效率,整体提高对该门课程的掌握程度。

[关键词]:汽车制造工艺学;教学改革;教学实践

[基金项目]:重庆大学一流专业核心课程群-车辆工程(02440051071004),重庆大学研究生教改项目

[作者简介]谢翌、1983年生、男、重庆、博士、重庆大学汽车工程学院副教授、研究方向:新能源汽车热管理、电池热管理(通讯作者)。

 


汽车已经成为目前最为常用的交通工具之一,汽车从生产制造到成品运营,都与人们的日常生活息息相关同时随着汽车工业的发展,人们对与汽车这一产品的要求也日益提高,尤其是在制造层面,转而向高精度高自动化制造方向发展[1]而纯电动汽车以及混合动力汽车的推出,更是给汽车制造工艺带来了新的机遇与挑战因此学生在学习汽车制造工艺学的基础知识的同时,应该实际生产相结合理解学科本身的内容,学会灵活应用汽车制造工艺学的理论进行工艺流程设计等。

 

、《汽车制造工艺学》教学现状

《汽车制造工艺学》涉及汽车制造流程中的各种主要工艺流程,包括汽车零件毛坯的成型与精化汽车零部件的机械加工工艺与装配工艺、汽车车身覆盖件的冲压成型工艺、汽车轻量化与塑料化的塑料与复合材料的成型工艺等[2]主要要求学生掌握汽车制造过程中的加工工艺,重点加工余量、工序间尺寸及其公差的确定以及工艺尺寸链的原理与应用。根据目前教学经验,《汽车制造工艺学》的教学现状主要是有限的课时量与繁多的知识点之间矛盾以及零碎抽象的理论知识点与实用性很强的学科特点之间的矛盾。

1. 有限的课时量与繁多的知识点之间矛盾

目前,《汽车制造工艺学的普遍课时量在48学时左右,而对于一门系统的学科而言,当前的学时无法完全涵盖学科的全部内容。而在目前的课堂教学中学时数普遍不足的问题是相对的,除去学科知识容量本身的影响,其还会受到学生的接受能力,教师教学方法的影响。首先,在统计层面上的学生的接受能力将是制约教师在单位课时内向学生传授知识量的统计上限。因此,考虑学生的接受能力,以及统计层面上的学习效率有限的课时量与繁多的知识点之间的矛盾始终存在。同时,课时量与知识点量之间的矛盾也是教师教学授业与学生听课学习之间的矛盾。填鸭式教育一直以来都是应用最为广泛的教学方式,而这种方法只有在教师与学生配合默契,学生能保持长期注意力集中的条件下才能发挥最大作用。但是,根据近年来来自教学一线的观察统计,这种教授方法的效果并不理想,因此需要协调有效课时时间重难点知识点,同时考虑教师与学生不同带来的不确定性。综上所述课程的改革方向不应单纯的增加课时量或者减少课本内部的知识点的量,而应该尽可能提升教学的效率。

2. 零碎抽象的理论与实用性很强的学科特点之间的矛盾

汽车制造工艺学》中涉及的工序设计,误差计算,工艺尺寸链原理是在汽车加工过程中具有非常重要的作用,但是作为教材里的理论因为没有生产实践过程的支撑学生在学习时就会觉得十分抽象这也是目前门课程的教学难点,也是学生普遍对于该门课掌握不好的原因。这类矛盾也是目前国内教学环境内存在较多的理论与实践相互割裂的问题的集中体现,其根源是学生缺乏在学习知识时缺乏多渠道信息上的反馈。另外,《汽车制造工艺学》属于成体系的学科除了重点需要掌握的知识点外,其中纷繁复杂的知识点依然较多,涵盖的汽车产业的范围也十分广泛学生在片段化学习容易陷入死记硬背知识点误区,导致学习效率降低,教学质量也无法取得预期效果。此外,抽象的理论与学科实用性之间的矛盾,也体现在学科理想的考核方式与理想的教学方式之间的矛盾上。考虑到该学科大量的基础知识与理论公式,在面对大课堂多班级教学时,最理想的考核方式就是通过理论考试来量化学生的学习成果,以作区分。而考虑到汽车制造工艺学是诞生自生产需求下的学科,是面向生产服务的,因此最理想的教学方式是理论实践结合,让学生在实践中学习与巩固知识。因此,根据近年内的随堂观察,由于学校教学条件以及学生们对成绩的刚需,学生在学习阶段最终易陷入重复记忆知识点的循环中。

 

、《汽车制造工艺学》课程改革原则

对于《汽车制造工艺学》的课程改革创新,主要需要把握的重点是促进课程教学的体系化以及提高课堂教学效率,解决课时量不足带来的问题。

1. 促进课程教学的体系化课程教学的体系化包括了课程本身的体系化与教学环节的体系化。课程的体系化要求汽车制造工艺学在编排书目时就要保证知识点之间的系统性,连贯性,而教学的体系化则是建立在课程体系化之上的目前教学中的问题在于,对于工科学生,在学习《汽车制造工艺学》时,面对的只有一个书本以及相互分立的几章内的知识点,缺乏对该学科一个整体性系统性的认识,导致学习的过程中陷入学习-遗忘的循环中,降低了学习的效率,也不利于教师完成教学任务。因此教学的过程中,需要在教师,学生以及课本之间加入新的变量或者媒介,以达到将三者之间的信息交流有机的融合起来的目的形成教师-媒介-学生这一互相反馈的教学体系。其中这个新的变量或者媒介能集中反映《汽车制造工艺学》大部分知识,又可以让学生参与其中,通过文字信息以外的方式获取知识,系统性的学习与巩固该门课程的相关知识。

2. 提高课程教学效率考虑到大学课程设计的间隔性,《汽车制造工艺》这门课程的学科特点,学生在学习该门课程的时候的遗忘程度较高。课时数少而分散,学生接受困难,这都对课堂教学的效率提出了新的要求。针对该问题可以从学生和教师两个方向进行改革,对于学生要提升学生自学的效率,而对于教师要提升教师自身教学的能力。具体而言从学生的角度出发,针对教学效率的课程改革的总体方向,将教学与作业相结合,学生在完成作业的同时也是在进行自我教学或者团队教学。这样可以弥补上课时间的不足,也增加了学生重复记忆知识点的频率,实现教学相长。而实现教学与作业相统一的具体形式可以根据学生整体素质,学校教学能力的不同进行调整。此外从教师的层面出发,还需要对教师进行集中培训打造一支高水准高能力的师资团队确保教师在授课时可以正确精准的阐述课本知识,让学生在理论基础方面得到正确的引导。同时需要学校的教师团队积极学习先进的教学方法,避免在教学的过程中与学生缺少必要的交流,以至于错误地分析班级整体学习能力,进而错误地把握课堂进度与课程重点,造成教学失误。

 

、《汽车制造工艺学》课程改革的实践

1. 产学结合优势互补。《汽车制造工艺学》是一门实践性很强的课程,所有的知识源于生产,最终又回归于生产课堂上的大部分知识甚至可以在一次生产过程中集中体现,因此让学生初步的参与生产实践过程,相当于引入了一个课本之外的媒介,让学生通过直接接受知识以外的方法进行学习[3]而且生产实践要求的知识的综合性更高,因此更容易让学生系统的体会到本课程的整体框架,也有利于对其进行记忆根据本学院的学生基本能力的综合评估以及学院教学资源配置能力,笔者联系到本校的金工实习培训部门并请到了校外汽车生产一线的技术师为学生们演示汽车加工过程中的某些具体步骤其中毛坯的制取与粗加工阶段主要以参观的形式,主要让学生对于该步骤具有一个感性直观的认识。而对于涉及尺寸链原理以及误差计算方面知识,则在金工实习培训部门能力范围内设定部件的加工精度要求需要学生们通过分小组设计简单部件的加工工艺以满足该精度。不同的小组之间设计不同的部件,最终要求几个部件可以装配到一起。中间需要具体上手操作的部分可以请金工实习培训中心的人员帮忙,设计工艺的阶段也可以由生产一线的技术师实时指导。这样设计的好处在于,避免不必要的难度设定以至于该方案让学生无法完成,又可以让他们在运用知识设计的过程中,与不同组间有效沟通,同时在与加工师傅一线技师交流的同时,修正自己在知识上的错误认知。由于设计的是相对简单的部件,不会因为任务繁重而占用学生太多的时间。

2. 课程设计与课堂作业相结合。课程设计与课堂作业的目的是一致的,主要是希望学生可以在课堂外应用相关知识进行巩固,区别在于课程设计是需要长期完成的,而课堂作业则是短期内进行知识重复的方法[4]。将这两者结合的目的是需要实现课堂的延续以弥补课时数的不足。并且根据记忆曲线原理及时重复接收知识可以加深对知识点的记忆,以达到长期记忆的目的[5]笔者在课程实践中尝试在学习完成误差链的知识后,布置课程设计任务,与上一节提到的产学结合的实践内容相配套,为每个学生提出个性化的课程设计任务,在课程设计结束后开启实践环节,这样可以最大限度的利用课堂外的时间。虽然每个学生的学习能力有所不同,但是因为是课下任务,因此允许学生之间互相交流,接受能力强的学生在指导其他学生的时候也可以对既有知识点产生新的理解。最终课程设计将作为期末考试的一部分,其中笔试占80%,课程设计占20%课程设计直接与期末成绩挂钩,是考虑到因为课程设计属于课堂外的内容,如果只作为一个粗略的评价指标,会有学生不认真对待。因此这里通过给定课程设计分数,给学生一个量化的目标也有利于调动其积极性,课程设计的目标并没有布置的很困难,避免学生的压力过大使结果适得其反。

 

、《汽车制造工艺学》课程改革试行结果

在整个《汽车制造工艺学》课程改革的过程中,笔者按照教学改革的要求,以提高课堂效率并加强课程知识的体系化为目标,深入学习国内外优秀教学案例,并根据重庆大学的教学资源的配置与学生的实际能力针对性的实行教学改革。在普通班级内,学生们普遍反映知识点难以记忆课程的知识点。从学习误差计算的章节开始,班级的学习进度出现了明显的差异,随堂小测验的结果可以看出有很多学生此时出现了难以跟进学习进度的现象,班级的整体学习效率下滑。而在课程创新试行班级,因为加入了课程实践部分以及相配套的课程设计,学生的对知识的掌握程度明显改善。并且因为学生之间互相交流,形成了良好的组内与组间相互教学的良好氛围,班级的整体的学习进度得以保证。从随堂小测验的结果来看,尽管学生的学习效果仍有差距,但是整体成绩有变好的趋势,而且低分段的学生学习效果明显改善。课程完成后,对课堂内72名学生采用匿名电子问卷调查的形式,收集学生意见。结果见表1

1

对《汽车制造工艺学》课程满意程度

非常满意

满意

一般

不满意

非常不满意

45.8%

40.3%

9.7%

4.2%

0%

从统计结果可以看出,有超过85%的学生表示对本次课程改革满意,这表明本次课程改革创新,除了获得了较好的教学成果,还在学生中获得不错的反响,总体来说是一次较为成功的尝试。但是有的学生反映,课程设计与实践环节都加入后课业压力较大,时间安排缺乏灵活性,这些问题都需要在今后的工作中慢慢调整。

 

[1] 杨沿平, 唐杰, 周俊. 我国汽车产业自主创新现状、问题及对策研究[J]. 中国软科学, 2006(03):16-21.

[2] 韩英淳. 汽车制造工艺学[M]. 人民交通出版社, 2009.

[3] 董大奎, 林冶. "产学结合,校企合作"是高等职业教育发展的必由之路[J]. 中国高教研究, 2005(5):56-57.

[4] 王荣先, 万玉琼. 汽车制造工艺学课程教学改革与实践[J]. 洛阳理工学院学报(自然科学版), 2014, 024(001):79-81.

[5] Angel, Fidalgo-Blanco, Francisco,. Knowledge Spirals in Higher Education Teaching Innovation[J]. International journal of knowledge management, 2014.

 

Teaching innovation and practice of the curriculum of “Manufacturing Technology of Automobile”

Yi Xie1*, Xiaosong Hu1, Wei Li1, Jianjun Hu1, Lijun Ma1, Yuting Liu1, Wanyue Jiang1, Jiacheng Li1

Abstract: According to the current situation and problems of “Manufacturing Technology of Automobile”, general principles for teaching reformation, including enhancing the efficiency and systematization of teaching, are proposed. Based on these principles, the innovation is conducted through the industry-university and the combination between curriculum design and assignment. The practice shows that the approaches can evidently improve the learning efficiency and acceptance of the curriculum of “Manufacturing Technology of Automobile”.

Key Words: manufacturing technology of automobile, teaching reformation, teaching practice.

 

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