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211理念的汽车设计教学改革

2014-05-25 16:46 来源:汽车设计论文 人参与在线咨询

1《汽车设计》课程特点

《汽车设计》课程内容涉及广泛,概念、名称繁多,仅教材罗列的常用符号表就有63个量的名称。该教材具有悠久的编著历史,属“面向21世纪课程教材”。主要内容有8章,除了第1章是汽车总体设计外,其它7章都是各总成设计,分别是离合器设计、机械式变速器设计、万向传动轴设计、驱动桥设计、悬架设计、转向系设计以及制动系设计。由于现代电子控制技术在汽车上的应用越来越广泛,教材也增加了一些汽车电子技术设计的相关内容。

2《汽车设计》传统教学分析

由于《汽车设计》课程内容涉及面广,需要多门相关课程的知识作为基础,如:《机械制图》、《机械设计》、《理论力学》、《材料力学》、《汽车构造》、《汽车理论》和《优化设计》等课程,因此,该课程一般安排在大三、大四专业学习期间。由此可见,如果学生基础没打好,会严重影响授课质量。从内容介绍可以看出,《汽车设计》理论性强,又具有非常强的实践性。因此,传统教学方法是理论教学为主,部分院校辅之以专门的汽车设计实践环节,许多高校(包括福建工程学院)采用的则是完全的理论教学,没有专门的实践周,需在毕业设计实践环节再完善与强化。从课程的重要性来说,《汽车设计》是车辆工程专业的核心专业课程。通过这门课程的学习,能够让学生从理论上和实践上对汽车专业知识有更深层次的认识、了解和掌握。这门课程学得好不好,直接关系到学生能不能融会贯通地运用多门学科的知识科学地解决各类汽车在设计方面的问题。通过对连续多届的车辆工程专业毕业生进行了解,学生们普遍反映该课程的综合性太强、理论深度太深、公式太多以及某些章节过于抽象等,这些问题严重影响了学生的学习兴趣和学习效果,使得课程的预期目标无法有效地达成。这是《汽车设计》课程所面临的普遍问题。从另一个角度也反映出传统的教学方法在某些方面已无法满足课程的需要。

3“211”理念

“211”理念是福建工程学院车辆工程教研室教师在长期教学过程中摸索出来的教学理念,是针对福建工程学院学生特点提出的对策,在《汽车设计》这门课的教学中率先采用并推广而成的。所谓的“2”是指培养学生的两种“能力”,一是“洞察力”,另一是“执行力”。洞察力(insight)是指深入事物或问题的能力。洞察力是人们对事物认知、情感、行为的动机与相互关系的透彻分析。通俗地讲,洞察力就是透过现象看本质;而用弗洛伊德的话来讲,洞察力就是变无意识为有意识。其实洞察力更多的是掺杂了分析和判断的能力,可以说洞察力是一种综合能力。执行力(execute)可以理解为:有效利用资源,保质保量达成目标的能力。执行力指的是贯彻战略意图,完成预定目标的操作能力。执行力包含完成任务的意愿,完成任务的能力,完成任务的程度。对个人而言执行力就是办事能力;对团队而言执行力就是战斗力。而衡量执行力的标准,对个人而言是按时按质按量完成自己的工作任务;对团队而言就是在预定的时间内完成团队的战略目标,其表象在于完成任务的及时性和质量。“211”理念中的前一个“1”是指培养学生的“自信”。自信的意思是自己相信自己。福建工程学院是一所二本高校,在全国高校中排名靠后,在高考所录取的学生属于“不怎么自信”的一类。“学不好”是它的体现之一。“211”理念中的后一个“1”是指培养学生“团队”精神。团队(Team)是由员工和管理层组成的一个共同体,它合理利用每一个成员的知识和技能协同工作,解决问题,达到共同的目标。团队的构成要素总结为5P,分别为目标、人、定位、权限、计划。现代社会许多工作都是靠团队去实现的。

4《汽车设计》改革的方法与实践

在《汽车设计》课堂教学改革中我们采取的方法是:让学生以团队模式在一个学期内模拟设计一辆汽车。针对《汽车设计》上课的学生人数一般是60人、两个行政班的特点,采用的具体方法是:第一堂课即向学生提出设计任务并向他们灌输“211”理念,要求每个班级选择实验室已购置的教学用车中的一款为样本进行模拟设计(便于学生利用课余时间进行观摩、测绘甚至拆装)。这样,这门课就要完成2款车的设计任务。每个班级再细分为7~8个团队、每个团队3~4人,每个团队完成所选择车辆的某1个总成的设计任务。一般情况下,根据教材和实验条件规定的总成有:离合器、变速器、传动轴、驱动桥、悬架、转向系、制动系、车身等8个总成(这8个总成实验室也具备相关的零部件)。团队形成方式不是自由组合而是以宿舍为单位,便于及时开展相互探讨。团队负责人是以自愿报名或集体推选方式产生。为激励大家的积极性,称这些团队为“公司”,相应的团队负责人为“老总”,其它成员为“股东”、“总工”、“总设计师”、“工程师”等,“公司”可以自由任命,“公司”还可以制定自己的名称、LOGO、章程……要求各“公司”将倡导的“211”理念落实到项目执行过程中。为增强现实性,要求要签订“合同”,在规定的时间(一般规定在本学期结束前1周内)内完成规定的任务。采用的方法是1班的“公司”和2班具有同一设计总成任务的“公司”互签。合同样式完全采用科技部的“四技”合同模版。教师在适当时机(一般至少在期初、期中、期终各1次),组织互查,了解各“公司”进展情况,了解履约情况。签约双方既是甲方乙方关系,也是监察检查关系,更是相互学习交流、相互督促提高的关系。提出的终极任务主要有:

1)技术开发合同,重点了解学生对任务掌握的程度;

2)市场调研与分析,重点了解学生对产品开发的定位与思考;

3)组织结构与分工、进度表,重点了解团队的组织管理与协调能力;

4)设计说明书(含总成图)——包括总成设计说明(每步计算需给出出处、依据)和软件设计说明(含程序框图),重点了解学生掌握理论、运用理论的水平;

5)周记(个人的工作总结:收获、体会与建议),重点了解学生的洞察力与执行力;

6)组长与组员互评表(相互评价,对整个项目实施过程、管理及结果的评价),重点了解团队关系,了解学生的洞察力;

7)所负责总成对应教材章节的课后作业,重点了解学生对教材的掌握程度;

8)所负责总成对应教材章节的中英文专业词汇,重点了解学生进行中英文文献查阅的能力与水平。一般情况下,学生只能完成指定的设计任务。但也有例外——允许学生另立相关课题,譬如曾经允许一组学生自行设计管道小车、玻璃清洁小车。主要是通过交流了解到他们有强烈的创新意识和能力。从第二堂课开始即进入正常的教学流程。教师除完成授课计划规定的任务外,还要有意识地利用课堂、课间休息与学生就“公司”业务进行沟通,有意识地提出一些设计过程可能遇到的问题,引导学生思考,并指导学生开展相关工作,譬如签合同、市场调研、结构分析、细节设计等内容。学生一旦进入角色,就会有许许多多的问题。教师并不一一现场解答,而只是给他们指一条路,譬如复习一下什么课程、找什么设计手册、查阅什么文献资料、向什么人进行咨询等,提倡学生自己解决问题,个人解决不了的问题在团队解决,小团队解决不了的问题在大团队解决,大团队解决不了的问题再上升到教师处解决。通过种种手段,不仅仅要提高学生发现问题的能力,还要鼓励他们去提高解决问题的能力。通过这些手段,提高学生的洞察力与执行力。由于任务紧迫,迫使许多“公司”纷纷提前行动,因为不可能等到教师授完课后再开始设计,否则就有可能无法完成任务。这样一来,促使学生自学,使他们的自学能力也有了很大的提高。由于学生已经开展了自学工作,课堂教学效果有了明显的好转,学生听课的效果异常的好,师生互动也非常具有针对性。在总成设计过程中,还会遇到一些以前的学生根本不可能想到的问题,涉及现代设计方法的问题。作为任课教师就要顺势而为,指导学生进行现代设计方法的自学,譬如学习adams、ANSYS、advisor、CRUISE等软件,通过应用体悟现代的设计方法,不少学生由此而进入了更高的学习阶段,体会到了学习的乐趣。作为教师,此时需要做的只是鼓励、引导而已。在学期中间、项目接近尾声时,教师要组织学生进行中期检查、验收,采取的形式有学生汇报、答辩,此时坐在讲台下面的每一位学生都是评委,而站在讲台上的“公司”成员,则要如实回答每位评委的提问。事后,留有一定的时间余量,要求各“公司”就发现的问题进行解决,从而提高设计质量、提高项目水平。

5结语

3年实践下来,收获最大的是学生,有3名学生申请了实用新型专利,有5名学生发表了学术论文,还有不少学生因为具备带领团队进行项目开发的成功经验而被企业优先录用。许多学生从中体会到了什么是主动的学习,体会到了学习的乐趣,体会到了成功的喜悦,明白了什么是洞察力、什么是执行力,明白了为什么要自信、为什么要团结协作,明白了“211”理念,更重要的是他们明白了明天该如何开始新的生活、迎接新的挑战!当然,做教师的也有收获,收获了经验、收获了问题,收获了诸多的方案,收获了丰收——学生的成功,而学生的成功就是教师的成功。

作者:钟勇 黄鼎键 丁志刚 单位:福建工程学院机械与汽车工程学院

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