OBE理念下汽车课程设计体系构建探析

OBE理念下汽车课程设计体系构建探析

摘要:“汽车设计课程设计”的设置目的是帮助学生理解并运用汽车设计的理论知识,锻炼学生完成汽车类产品设计、分析解决复杂工程问题的能力。加强“汽车设计课程设计”的过程管理,可以提高课程设计的教学质量。文章基于OBE理念,针对“汽车设计课程设计”的六个阶段提出了构建过程控制体系的具体措施,为课程设计过程监管与控制提供参考。

关键词:OBE理念;汽车设计课程设计;过程控制体系

“汽车设计”是车辆工程专业的支柱课程,目标是培养学生掌握汽车设计的主要方法,能够完成汽车整体、总成以及关键零部件的基本设计,并能初步分析和解决该领域的复杂工程问题。考虑到仅靠理论学时无法达到预期目标,车辆工程专业设置了“汽车设计课程设计”作为该课程的配套实践环节。该环节设在第七学期,以离合器、转向器、制动器、差速器、万向传动装置等部件为对象,来锻炼学生综合运用理论知识完成产品设计的能力。通过调查,大多数学生认为该环节对他们有很大的帮助,起到了课堂教学所不能起到的锻炼作用,但也有一些弊端,如部分学生存在认识不足、自由散漫问题,还有部分学生反映存在组织管理松散、教师指导不足等问题[1-2]。具体原因是由于该实践环节与学生找工作时间重合,部分学生为了参加招聘会,缩短了课程设计的时间,使教学质量大打折扣。另外,管理不到位、教师指导不足也影响了教学效果。如何通过完善过程管理体系,加强“汽车设计课程设计”的过程管理,从而促进课程设计教学质量的提升,是车辆工程专业当前面临的重要问题[3]。工程教育认证的核心理念是成果导向教育理念(Outcomebasededucation,即OBE),即以学生应该取得的学习成果为核心问题,要求各工程专业在人员配备、课程体系设置等方面都要以毕业生的能力培养为中心,这就为各专业的教育改革指出了明确的方向。本文基于OBE理念,提出了“汽车设计课程设计”过程控制体系的构建方案,分别对前期准备阶段、任务分配阶段、资料搜集阶段、集中设计阶段、答辩评阅阶段和总结改进阶段进行过程质量控制设计,提高本专业学生的培养质量。

一、前期准备阶段

这一阶段主要是由教师团队来完成的。主要包括:往年工作的回顾及分析、指导教师的选择、主要参考书的选择、设计设备的到位及学生的动员。1.往年工作的回顾及分析。由系主任召集会议,往年的指导教师参加。通过查阅前一年的工作总结,指导教师对过程进行回顾,查找问题,有针对性地给出解决措施。2.指导教师的选择。指导教师直接和学生接触,是课程设计过程质量保证的关键因素。因此,指导教师的选择非常重要。主要根据以下几个方面进行选择:(1)教师的责任心;(2)教师的指导经验,对于指导经验不够丰富的教师或者是前几届学生曾提出质疑的教师要进行培训;(3)教师的课堂教学和科研任务是否较重,如果较重,可能影响教学效果,就不作为选择对象。3.主要参考书的选择。选择机械工业出版社出版的、王国权主编的《汽车设计课程设计指导书》作为主要参考书,另外选择《机械设计课程设计指导书》《机械原理课程设计指导书》《汽车设计》《机械设计》《精度设计与公差测量》作为参考书。4.设计设备的到位。要求学生采用CAD软件画图,为防止抄袭现象,要求设计说明书采用手写。同时学生须人手一台电脑,没有的学生可向学院实验室申请。另外,系主任向学校申请教室作为专门的课程设计教室,并申请绘图板、丁字尺等教学设备。5.学生的动员。由系主任组织,召开全专业学生大会,进行设计前动员。主要介绍“汽车设计课程设计”的意义、内容、方法、制度、纪律等方面的内容,使学生对整个过程有系统性的了解。

二、任务分配阶段

在此阶段,指导教师需要根据学生在“汽车设计”课程中所学到的知识,考虑车辆工程应用背景,结合教师的科研项目或方向,给出课程设计题目。题目的选择应满足如下要求:(1)选题要符合教学大纲的要求;(2)具有科学性和实践性,有利于培养学生的创新能力、分析解决问题的能力和运用计算机软件的能力;(3)尽量与指导教师的科研项目或生产实际结合;(4)难度适中;(5)工作量饱满。指导教师确定题目后,须填写“汽车设计课程设计题目介绍表”,说明其研究意义、主要研究内容及方法、研究目标、人员配备要求等情况,并下发至各班级。为加强学生的团结协作意识,课程设计过程要求学生组队完成。学生可根据自己对题目的认识和理解,自行组队、自主选题,但不允许交叉组队,即每人只能参与一个项目。完成组队后,系主任根据实际情况适当调整,确保每个题目都有足够的人数,尽量做到强弱搭配。

三、资料搜集阶段

首先指导教师对相关理论知识进行梳理,帮助学生回忆课堂讲授的内容,再结合课程设计题目提出分析和解决问题的方法(包括所采用的软件、硬件工具等),对设计过程进行划分,给出每个时间段内需要完成的任务和要求,最后根据学生的具体疑问进行答疑。学生随后开始查阅并搜集资料,途径主要包括:(1)学校的图书馆。在图书馆的网站搜索相关书籍或期刊文献、标准,也可以从图书馆纸质书库中查找。(2)互联网。根据教师给定的题目,在互联网上搜索相关材料,了解所设计部件的细节结构,作为三维模型设计的参考。(3)本专业的实验室。实验室里有各种汽车部件的实物,可供学生参观并测绘,为学生进行课程设计提供很好的参照。

四、集中设计阶段

集中设计是课程设计的主要阶段,需要两周时间完成。为保证该阶段的设计进度和质量,采取如下措施。1.利用通讯软件,通过指导方式的改进,加强指导教师和学生之间的交流,保证设计质量。采用教师值班制度,指导教师轮流值班,及时解决学生出现的问题,并对学生进行考勤。如果出现学生遇到困难急需解决,而指导教师不在现场,值班教师又无法回答的现象,就必须在面对面辅导的基础上,结合互联网创设新的指导模式,例如,在2020年的课程设计中,因学生不能及时返校,教师通过腾讯课堂的方式来进行集体指导,用QQ视频软件进行个别指导,及时解决学生出现的问题。2.加强对学生的日常管理。设计开始后,每组学生建一个群,在群中共享一个“记录本”电子文件,让学生及时记录自己每天的设计进展和存在的疑问,以及与指导教师汇报交流的情况,在设计过程结束后和设计资料一起提交。这样既能起到督促作用,也可为后续课程设计工作的总结与改进提供可靠资料。3.保证理论与实践的紧密结合。该设计过程是实践的过程,但绝不是机械制图课程设计的翻版,要通过这个过程使学生对汽车整体和局部的性能有更深刻的认识。例如,设计差速器的学生,要得到所计算的齿轮的力矩,就必须找到给定车型所配的发动机和变速器的主要参数,然后通过自己的计算得到。4.强化学生绘图能力的培养。在往年的设计答辩中发现,部分学生的图纸极不规范,粗糙度、公差和尺寸的标注位置等都不符合标准要求,技术要求的内容与设计内容不符。不规范的图纸不能满足用人单位的工作要求。因此,在“汽车设计课程设计”过程中要强化学生绘图能力,为企业、社会输送合格的设计人才。5.提高软件的应用水平。以往的课程设计都要求学生采用手工绘图,虽能加强学生对图面元素的认识,但与企业中大规模使用CAD软件的需求不符。因此,在课程设计中要求学生使用三维模型软件建立立体模型,并用CAD软件绘图。而对于参数计算及校核过程,也要求他们用MATLAB编程来完成。

五、答辩评阅阶段

答辩评阅阶段包括学生答辩和教师评定两个阶段。在规定时间内,学生提交所有的课程设计成果,包括设计说明书和图纸,由指导教师进行检查,合格后方可进入学生答辩阶段。学生答辩主要包括自己汇报和教师提问两个过程。教师通过学生的汇报了解学生的任务完成情况,通过提问来了解学生对所设计课题的认识深度和完成程度,并鉴别有无抄袭情况。对于存在问题的材料指出问题,并要求学生在限期内整改完成。在教师评定阶段,指导教师负责审查每份设计材料,将学生提交的图纸和说明书与题目的期望目标进行分析对比,根据对比结果写出评阅意见,给出评阅成绩,并对图纸和设计说明书进行批改。在最终的成绩评定中,既要有考核结果的评阅成绩,还要有考核过程平时成绩,并且要增大平时成绩的比例,如将其由30%改为40%。系主任综合各组指导教师的评阅成绩、值班教师所提供的平时成绩和考勤情况,形成最终成绩,报送教务部门;并收集相关资料,存档。

六、总结改进阶段

整个过程完成后,系主任组织指导教师开会总结,分析存在的问题,查找缺失和遗漏,给出改进措施或解决方案,并将会议内容记录保存,为下次课程设计改进和提高作准备。“汽车设计课程设计”是车辆工程专业学生成才的重要实践环节。为监管好这一过程,本文贯彻工程教育认证的OBE理念,以学生能力培养为中心,对设计过程的每一个阶段都进行控制和管理,从而建立科学规范合理的“汽车设计课程设计”过程控制体系,提高学生的整体培养质量。

参考文献:

[1]文少波,贺曙新.汽车设计课程设计教学改革探讨[J].机电技术,2013(2).

[2]孙跃东,廖欢,周萍,等.汽车课程设计的教学改革和实践[J].实验室研究与探索,2013(10).

[3]王丰元,邹旭东,柳江,等.汽车设计课程教学改革的实施与评价分析[J].教育教学论坛,2018(6).

作者:田海波 寇发荣 魏若男 单位:西安科技大学