汽车设计课程研讨式教学方法研究
喻厚宇 黄妙华 钟绍华 朱祝英
[摘 要]汽车设计课程是车辆工程专业的核心专业必修课。针对理论性和实践性强的汽车设计课程，结合汽车企业采用的汽车产品开发流程，将研讨式教学方法应用于汽车设计课堂教学，将模拟汽车产品开发的研讨式大作业应用于汽车设计实践教学。实际应用的教学效果表明，该研讨式教学方法提高了学生对汽车设计课程的学习兴趣和对理论知识的掌握程度，提高了课程目标的完成度和对专业培养目标的支撑度。
[关键词]汽车设计课程；研讨式教学；汽车产品开发
[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）05-0056-03
汽车设计课程是车辆工程专业的核心专业必修课，其课程任务是使学生学习和掌握汽车设计的基本理论和方法，学会分析和评价汽车整车及其各总成的结构与性能，合理选择结构方案及有关参数，并掌握汽车主要零部件的设计计算方法和总体设计的一般方法，为以后进行毕业设计及毕业后从事汽车技术工作打下良好的基础。该课程主要内容包括：汽车总体设计，离合器、变速器、万向传动轴、驱动桥、悬架、转向系和制动系等各总成设计应满足的要求、结构方案分类和分析、主要参数及零部件载荷确定、强度计算方法、主要结构元件分析。
目前汽车设计课程的教学现状是教学偏重于理论，但由于学生学习兴趣不足，理论知识的学习深度不够，对知识的接受、理解较差。同时，该课程实践性强，但实践教学相对理论教学滞后，学生缺乏汽车设计的实践训练。因此针对存在的问题，对汽车设计课程教学进行改革与创新，以学以致用为原则，结合汽车企业实际采用的汽车产品开发流程，研究面向汽车产品开发的汽车设计课程研讨式教学方法，并将研讨式教学方法应用于汽车设计课堂教学，将模拟汽车产品开发的研讨式大作业应用于汽车设计实践教学，以达到提高学生汽车设计能力的最终目的。
一、研讨式教学方法
研讨式教学法是在教师的指导下，将研究与讨论相结合，充分发挥学生主体性，通过自我学习、自我教育、自我提高来获取知识和强化能力培养、提高素质的一种教学方法。[1]
研讨式教学法不是以传统灌输知识为主，而是以学到方法和培养能力为主。它强调教学内容的呈现方式要面向过程，并非只强调结果。研讨式教学以学生自主型、主动型学习为主。在教学过程中，将问题产生的起因和研究过程展示给学生，并引导学生从不同角度思考。研讨式教学至少包括以下内涵：要通过课程教学实现讨论与教学、研究相结合；充分发挥学生的主体能动性，让学生充分参与研究工作，培养学生解决问题的能力与创新能力；教学过程中，通过优化课程结构，在教学、科研结合的氛围中实现师生之间、生生之间的互动；教学目标应强调学生多方面能力的培养而不只是某一项研究成果。[2]
二、汽车产品开发流程
汽车企业采用的汽车产品开发流程如图1所示。[3]汽车设计课程教学内容主要涉及汽车产品开发流程中的两个关键阶段：概念设计阶段、工程设计阶段。概念设计阶段的总布置草图设计，工程设计阶段的总布置设计和底盘设计是汽车设计课程的重点教学内容。
三、面向汽车产品开发的汽车设计课程研討式教学方法
（一）将研讨式教学法应用于汽车设计课堂教学
将汽车产品开发中经常遇到的“为实现汽车整车或各总成设计应满足的要求及如何确定整车或各总成的结构类型和主要参数”作为相关章节的研讨题目，组织好相关章节的研讨课，并将研讨式教学法贯穿汽车设计课程的始终。汽车设计课程研讨式教学按如下5个步骤进行：（1）教学示范和布置任务；（2）学生查找资料，撰写讲稿；（3）小组讨论；（4）学生介绍讨论结果，师生评议，教师做阶段性综述[4]；（5）期末总结。
按照研讨式教学法的思路，汽车设计课堂多采用引入式提问，将课程中将要讲授的内容以汽车产品开发中遇到的问题的形式提问学生，引起学生的思考和注意，然后通过解答问题的方式，讲授课程内容。这种提问方式的优点是可有效形成师生之间的互动。由于汽车设计课程的特点，如果教师只讲授课程内容，学生只被动听，那么，学生的注意力和学习的效率就会随着课程的推进不断变差。采用引入式提问，可活跃课堂气氛，同时促使学生积极思考，并且带着疑问主动进行后续内容的学习，这可改善教学效果[5]，提高学生解决汽车产品开发中实际问题的能力。
（二）将模拟汽车产品开发的研讨式大作业应用于汽车设计实践教学
为加强学生自主学习训练，要求学生自由分组完成模拟汽车产品开发的研讨式大作业及其PPT演说，以实现实践环节的个性化、层次化。汽车设计课程的学习中，除完成理论知识的学习外，学生还需要学会在实际的汽车设计实践中合理应用所学的相关理论知识，因为实践是检验真理的唯一标准。[6]
模拟汽车产品开发的研讨式大作业形式如下：模拟汽车企业新车开发流程，根据汽车设计课程内容，将学生分为整车组、离合器组、变速器组、万向传动轴组、驱动桥组、悬架组、转向系组和制动系组，要求全体学生共同协作开发一辆中级轿车。整车组负责中级轿车的总体设计，根据整车设计目标，确定发动机、车身、底盘各总成的选型和主要性能参数。底盘各总成组根据整车组确定的总成选型和主要性能参数，详细设计、确定各总成的具体结构、尺寸和性能参数。整车组和各总成组之间，均需进行结构和参数方面的研讨、协调和沟通，以保证各组的设计工作顺利进行和整车的总体设计质量。学生可根据兴趣爱好自由分组，每组选出小组长，由小组长协调安排组员的设计任务。学生利用课后时间完成各自组的汽车总体设计或总成设计研讨式大作业，在相关章节课堂教学结束后，各组学生上讲台对其研讨式大作业进行PPT演说，介绍自己组设计的汽车总体或总成的结构方案分析、主要参数确定方法，并展示设计的汽车总体或总成结构草图。某组进行PPT演说时，其他组学生和教师均可对设计内容进行质疑和提问，该组各组员依据各自任务分工来回答相关问题。各总成组设计的好坏由整车组评价，整车组设计的好坏由教师以技术负责人和消费者两个身份进行多角度评价，评价过程中双方可进行交流讨论以明确不足和改进方向。
汽车设计课程的模拟汽车产品开发的研讨式大作业实践环节是一次综合性实战演练，贯穿整个汽车设计教学的始终，对培养学生的专业能力，加深对专业知识的理解起到了重要作用。大作业实践环节类似于简化版的课程设计和毕业设计，为学生后续独立完成课程设计和毕业设计打下了专业基础。通过教师的指导和学生主动的实践，研讨式大作业实践环节可实现教学结果的多样性和个性化，这对于培养学生动手、交流协作和创新设计能力非常有益。
四、面向汽车产品开发的汽车设计课程研讨式教学实践
面向汽车产品开发的汽车设计课程研讨式教学方法在实际应用时，需进行周密设计才能保证其教学实践的效果。现将具体教学实践举例如下。
（一）采用研討式教学法组织“制动系设计”课堂教学
汽车设计课程“制动系设计”一章难点较少，便于组织学生开展研讨式教学。在该章课堂教学开始时，可播放多起制动系统故障导致的交通事故的视频，让学生直观感受到汽车制动系统设计直接影响到汽车的安全系数。随后，以“制动系统故障导致的交通事故时有发生，在汽车制动系统设计时如何保证汽车制动效能及其恒定性和制动时汽车方向的稳定性？”作为引入式提问，组织学生对“制动系设计”一章进行研讨式教学，提高学生对教学的参与度和学习兴趣。
（二）采用模拟汽车产品开发的研讨式大作业组织“汽车总体设计”实践教学
汽车设计课程第一章“汽车总体设计”涉及专业知识面广（涉及发动机、底盘、车身等有关知识，涉及先修课程汽车构造和汽车理论知识），采用模拟汽车产品开发的研讨式大作业组织“汽车总体设计”实践教学有利于提高学生的专业综合能力。该章大作业题目为“收集各种汽车底盘和车身内部布置形式的实物图片，并结合所学汽车构造和汽车理论的知识，分析比较各种汽车布置形式的优、缺点和应用，确定中级轿车的底盘布置和草绘图。按小组对该大作业进行PPT演说”。该章大作业贯穿汽车设计教学的始终，因其确定的底盘各总成的选型和主要性能参数直接影响汽车设计课程后续章节的研讨式大作业所采用的技术方案。由于汽车设计课程主要介绍一辆完整汽车的设计方法，因而该章研讨式大作业以整车的技术方案开始，伴随课程最后一章以整车的综合技术评价结束。
后续各章研讨式大作业题目为“收集各种离合器/变速器/万向传动轴/驱动桥/悬架/转向器/制动器内部结构的实物图片，分析比较各种离合器/变速器/万向传动轴/驱动桥/悬架/转向器/制动器的优、缺点和应用，确定中级轿车的离合器/变速器/万向传动轴/驱动桥/悬架/转向器/制动器的结构、主要参数和草绘图。按小组对该大作业进行PPT演说”。
五、结论
本文中汽车设计课程研讨式教学方法的最大特点是将模拟汽车产品开发的研讨式大作业应用于汽车设计实践教学，其次是将研讨式教学法应用于汽车设计课堂教学。通过前者，使课程理论教学和实践教学紧密结合，培养了学生动手和创新设计能力，提高了对专业培养目标的支撑度。通过后者，帮助学生更好地掌握了汽车主要零部件的设计计算方法和总体设计的一般方法，提高了课程目标的完成度。通过这两者的共同作用，提高了学生对汽车设计课程的学习兴趣和对理论知识的掌握程度。该教学方法已应用于两届车辆工程专业的汽车设计课程教学，取得了良好的教学效果。
该教学方法的应用价值在于提高学生对课程的学习积极性和自学能力，实现设计理论指导设计实践的教学目的，培养学生的设计技能和创新设计能力。因此，该教学方法可推广至相关工科专业。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 彭庆军.本科教学中运用的研讨式教学法[J].中国冶金教育，2009（3）：29-31.
[2] 彭婷.大学本科课堂研讨式教学研究[D].长沙：湖南师范大学，2012.
[3] 过学迅，邓亚东，黄妙华.汽车设计（第2版） [M].北京：人民交通出版社，2013.
[4] 辛仁臣，李桂范.试论本科教学中的研讨式教学法[J].中国地质教育，2006（2）：53-56.
[5] 雷治国，陈铭年.《汽车设计》课程教学改革研究[J]. 吉林省教育学院学报，2012（12）：87-89.
[6] 孙跃东，周萍，张振东，孙涛.汽车设计课程教学的研究和创新[J].江苏科技信息，2012（9）：51-53.
[责任编辑：钟 岚]
[摘 要]汽车设计课程是车辆工程专业的核心专业必修课。针对理论性和实践性强的汽车设计课程，结合汽车企业采用的汽车产品开发流程，将研讨式教学方法应用于汽车设计课堂教学，将模拟汽车产品开发的研讨式大作业应用于汽车设计实践教学。实际应用的教学效果表明，该研讨式教学方法提高了学生对汽车设计课程的学习兴趣和对理论知识的掌握程度，提高了课程目标的完成度和对专业培养目标的支撑度。
[关键词]汽车设计课程；研讨式教学；汽车产品开发
[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）05-0056-03
汽车设计课程是车辆工程专业的核心专业必修课，其课程任务是使学生学习和掌握汽车设计的基本理论和方法，学会分析和评价汽车整车及其各总成的结构与性能，合理选择结构方案及有关参数，并掌握汽车主要零部件的设计计算方法和总体设计的一般方法，为以后进行毕业设计及毕业后从事汽车技术工作打下良好的基础。该课程主要内容包括：汽车总体设计，离合器、变速器、万向传动轴、驱动桥、悬架、转向系和制动系等各总成设计应满足的要求、结构方案分类和分析、主要参数及零部件载荷确定、强度计算方法、主要结构元件分析。
目前汽车设计课程的教学现状是教学偏重于理论，但由于学生学习兴趣不足，理论知识的学习深度不够，对知识的接受、理解较差。同时，该课程实践性强，但实践教学相对理论教学滞后，学生缺乏汽车设计的实践训练。因此针对存在的问题，对汽车设计课程教学进行改革与创新，以学以致用为原则，结合汽车企业实际采用的汽车产品开发流程，研究面向汽车产品开发的汽车设计课程研讨式教学方法，并将研讨式教学方法应用于汽车设计课堂教学，将模拟汽车产品开发的研讨式大作业应用于汽车设计实践教学，以达到提高学生汽车设计能力的最终目的。
一、研讨式教学方法
研讨式教学法是在教师的指导下，将研究与讨论相结合，充分发挥学生主体性，通过自我学习、自我教育、自我提高来获取知识和强化能力培养、提高素质的一种教学方法。[1]
研讨式教学法不是以传统灌输知识为主，而是以学到方法和培养能力为主。它强调教学内容的呈现方式要面向过程，并非只强调结果。研讨式教学以学生自主型、主动型学习为主。在教学过程中，将问题产生的起因和研究过程展示给学生，并引导学生从不同角度思考。研讨式教学至少包括以下内涵：要通过课程教学实现讨论与教学、研究相结合；充分发挥学生的主体能动性，让学生充分参与研究工作，培养学生解决问题的能力与创新能力；教学过程中，通过优化课程结构，在教学、科研结合的氛围中实现师生之间、生生之间的互动；教学目标应强调学生多方面能力的培养而不只是某一项研究成果。[2]
二、汽车产品开发流程
汽车企业采用的汽车产品开发流程如图1所示。[3]汽车设计课程教学内容主要涉及汽车产品开发流程中的两个关键阶段：概念设计阶段、工程设计阶段。概念设计阶段的总布置草图设计，工程设计阶段的总布置设计和底盘设计是汽车设计课程的重点教学内容。
三、面向汽车产品开发的汽车设计课程研討式教学方法
（一）将研讨式教学法应用于汽车设计课堂教学
将汽车产品开发中经常遇到的“为实现汽车整车或各总成设计应满足的要求及如何确定整车或各总成的结构类型和主要参数”作为相关章节的研讨题目，组织好相关章节的研讨课，并将研讨式教学法贯穿汽车设计课程的始终。汽车设计课程研讨式教学按如下5个步骤进行：（1）教学示范和布置任务；（2）学生查找资料，撰写讲稿；（3）小组讨论；（4）学生介绍讨论结果，师生评议，教师做阶段性综述[4]；（5）期末总结。
按照研讨式教学法的思路，汽车设计课堂多采用引入式提问，将课程中将要讲授的内容以汽车产品开发中遇到的问题的形式提问学生，引起学生的思考和注意，然后通过解答问题的方式，讲授课程内容。这种提问方式的优点是可有效形成师生之间的互动。由于汽车设计课程的特点，如果教师只讲授课程内容，学生只被动听，那么，学生的注意力和学习的效率就会随着课程的推进不断变差。采用引入式提问，可活跃课堂气氛，同时促使学生积极思考，并且带着疑问主动进行后续内容的学习，这可改善教学效果[5]，提高学生解决汽车产品开发中实际问题的能力。
（二）将模拟汽车产品开发的研讨式大作业应用于汽车设计实践教学
为加强学生自主学习训练，要求学生自由分组完成模拟汽车产品开发的研讨式大作业及其PPT演说，以实现实践环节的个性化、层次化。汽车设计课程的学习中，除完成理论知识的学习外，学生还需要学会在实际的汽车设计实践中合理应用所学的相关理论知识，因为实践是检验真理的唯一标准。[6]
模拟汽车产品开发的研讨式大作业形式如下：模拟汽车企业新车开发流程，根据汽车设计课程内容，将学生分为整车组、离合器组、变速器组、万向传动轴组、驱动桥组、悬架组、转向系组和制动系组，要求全体学生共同协作开发一辆中级轿车。整车组负责中级轿车的总体设计，根据整车设计目标，确定发动机、车身、底盘各总成的选型和主要性能参数。底盘各总成组根据整车组确定的总成选型和主要性能参数，详细设计、确定各总成的具体结构、尺寸和性能参数。整车组和各总成组之间，均需进行结构和参数方面的研讨、协调和沟通，以保证各组的设计工作顺利进行和整车的总体设计质量。学生可根据兴趣爱好自由分组，每组选出小组长，由小组长协调安排组员的设计任务。学生利用课后时间完成各自组的汽车总体设计或总成设计研讨式大作业，在相关章节课堂教学结束后，各组学生上讲台对其研讨式大作业进行PPT演说，介绍自己组设计的汽车总体或总成的结构方案分析、主要参数确定方法，并展示设计的汽车总体或总成结构草图。某组进行PPT演说时，其他组学生和教师均可对设计内容进行质疑和提问，该组各组员依据各自任务分工来回答相关问题。各总成组设计的好坏由整车组评价，整车组设计的好坏由教师以技术负责人和消费者两个身份进行多角度评价，评价过程中双方可进行交流讨论以明确不足和改进方向。
汽车设计课程的模拟汽车产品开发的研讨式大作业实践环节是一次综合性实战演练，贯穿整个汽车设计教学的始终，对培养学生的专业能力，加深对专业知识的理解起到了重要作用。大作业实践环节类似于简化版的课程设计和毕业设计，为学生后续独立完成课程设计和毕业设计打下了专业基础。通过教师的指导和学生主动的实践，研讨式大作业实践环节可实现教学结果的多样性和个性化，这对于培养学生动手、交流协作和创新设计能力非常有益。
四、面向汽车产品开发的汽车设计课程研讨式教学实践
面向汽车产品开发的汽车设计课程研讨式教学方法在实际应用时，需进行周密设计才能保证其教学实践的效果。现将具体教学实践举例如下。
（一）采用研討式教学法组织“制动系设计”课堂教学
汽车设计课程“制动系设计”一章难点较少，便于组织学生开展研讨式教学。在该章课堂教学开始时，可播放多起制动系统故障导致的交通事故的视频，让学生直观感受到汽车制动系统设计直接影响到汽车的安全系数。随后，以“制动系统故障导致的交通事故时有发生，在汽车制动系统设计时如何保证汽车制动效能及其恒定性和制动时汽车方向的稳定性？”作为引入式提问，组织学生对“制动系设计”一章进行研讨式教学，提高学生对教学的参与度和学习兴趣。
（二）采用模拟汽车产品开发的研讨式大作业组织“汽车总体设计”实践教学
汽车设计课程第一章“汽车总体设计”涉及专业知识面广（涉及发动机、底盘、车身等有关知识，涉及先修课程汽车构造和汽车理论知识），采用模拟汽车产品开发的研讨式大作业组织“汽车总体设计”实践教学有利于提高学生的专业综合能力。该章大作业题目为“收集各种汽车底盘和车身内部布置形式的实物图片，并结合所学汽车构造和汽车理论的知识，分析比较各种汽车布置形式的优、缺点和应用，确定中级轿车的底盘布置和草绘图。按小组对该大作业进行PPT演说”。该章大作业贯穿汽车设计教学的始终，因其确定的底盘各总成的选型和主要性能参数直接影响汽车设计课程后续章节的研讨式大作业所采用的技术方案。由于汽车设计课程主要介绍一辆完整汽车的设计方法，因而该章研讨式大作业以整车的技术方案开始，伴随课程最后一章以整车的综合技术评价结束。
后续各章研讨式大作业题目为“收集各种离合器/变速器/万向传动轴/驱动桥/悬架/转向器/制动器内部结构的实物图片，分析比较各种离合器/变速器/万向传动轴/驱动桥/悬架/转向器/制动器的优、缺点和应用，确定中级轿车的离合器/变速器/万向传动轴/驱动桥/悬架/转向器/制动器的结构、主要参数和草绘图。按小组对该大作业进行PPT演说”。
五、结论
本文中汽车设计课程研讨式教学方法的最大特点是将模拟汽车产品开发的研讨式大作业应用于汽车设计实践教学，其次是将研讨式教学法应用于汽车设计课堂教学。通过前者，使课程理论教学和实践教学紧密结合，培养了学生动手和创新设计能力，提高了对专业培养目标的支撑度。通过后者，帮助学生更好地掌握了汽车主要零部件的设计计算方法和总体设计的一般方法，提高了课程目标的完成度。通过这两者的共同作用，提高了学生对汽车设计课程的学习兴趣和对理论知识的掌握程度。该教学方法已应用于两届车辆工程专业的汽车设计课程教学，取得了良好的教学效果。
该教学方法的应用价值在于提高学生对课程的学习积极性和自学能力，实现设计理论指导设计实践的教学目的，培养学生的设计技能和创新设计能力。因此，该教学方法可推广至相关工科专业。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 彭庆军.本科教学中运用的研讨式教学法[J].中国冶金教育，2009（3）：29-31.
[2] 彭婷.大学本科课堂研讨式教学研究[D].长沙：湖南师范大学，2012.
[3] 过学迅，邓亚东，黄妙华.汽车设计（第2版） [M].北京：人民交通出版社，2013.
[4] 辛仁臣，李桂范.试论本科教学中的研讨式教学法[J].中国地质教育，2006（2）：53-56.
[5] 雷治国，陈铭年.《汽车设计》课程教学改革研究[J]. 吉林省教育学院学报，2012（12）：87-89.
[6] 孙跃东，周萍，张振东，孙涛.汽车设计课程教学的研究和创新[J].江苏科技信息，2012（9）：51-53.
[责任编辑：钟 岚]
