郭棟　馮仁　李文禮

摘 要 汽車設(shè)計是車輛工程專業(yè)非常重要的一門專業(yè)核心課程。本文介紹了汽車設(shè)計課程的主要內(nèi)容并分析了目前該課程教學(xué)中存在的一些問題，提出了基于云平臺的汽車設(shè)計課程教學(xué)改革方案。

關(guān)鍵詞 汽車設(shè)計 云平臺 教學(xué)改革

1課程意義及內(nèi)容

汽車設(shè)計是車輛工程專業(yè)非常重要的一門課程。該課程幾乎涵蓋了車輛工程專業(yè)所有基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的全部知識，它融合了機(jī)械、電子、液壓、材料、軟件工程和人機(jī)工程等多個學(xué)科，能夠讓學(xué)生將自己在三年多的時間里學(xué)到的所有知識充分糅和起來，并能夠體現(xiàn)車輛工程專業(yè)學(xué)生的綜合專業(yè)素養(yǎng)。所以，汽車設(shè)計課程是車輛工程專業(yè)教學(xué)成效的一個重要體現(xiàn)點，也是展現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果，體現(xiàn)學(xué)生綜合素養(yǎng)的重要窗口。

傳統(tǒng)的汽車設(shè)計課程教學(xué)分為理論教學(xué)和課程設(shè)計兩大部分。理論教學(xué)主要講授包括汽車整車設(shè)計基本原則及步驟；離合器、變速器、萬向傳動軸、驅(qū)動橋、懸架、轉(zhuǎn)向系和制動系等各總成的基本設(shè)計方法。課程設(shè)計一方面是對理論教學(xué)的補(bǔ)充和完善，另一方面也能夠培養(yǎng)和提高學(xué)生運用理論于實際的能力。課程設(shè)計一般選擇理論教學(xué)中難度適中的零部件或總成進(jìn)行設(shè)計（如機(jī)械式變速器，轉(zhuǎn)向系），訓(xùn)練學(xué)生的載荷確定、強(qiáng)度分析和繪圖等方面的能力。

2目前教學(xué)中存在的問題

2.1教學(xué)內(nèi)容缺乏“時代感”

隨著汽車技術(shù)逐漸成為一個多學(xué)科交叉且日新月異的技術(shù)領(lǐng)域，很多新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)、新方法在實際中已得到大量應(yīng)用。然而和其他一些專業(yè)課程一樣，目前汽車設(shè)計課程仍然主要以老舊的傳統(tǒng)技術(shù)為講授對象，很少涉及到已經(jīng)得到充分運用的新技術(shù)和新觀點。比如，目前汽車設(shè)計課程中針對變速器的設(shè)計主要是傳統(tǒng)的手動變速器，關(guān)于自動變速器的設(shè)計內(nèi)容非常有限，更談不上液力變矩器、濕式多片離合器、行星齒輪等關(guān)鍵零部件的設(shè)計，而這些內(nèi)容又是目前的變速器生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改革和創(chuàng)新所急需的掌握的技術(shù)。

2.2課堂教學(xué)形式單一

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)是教師通過放映PPT展示教學(xué)內(nèi)容。一頁接一頁的PPT不僅使得課堂變得單調(diào)乏味，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，同時也使得學(xué)生缺乏對學(xué)習(xí)對象直觀而深刻的認(rèn)識，導(dǎo)致學(xué)生對汽車零部件及總成的認(rèn)識停留在抽象的文字概念上。

2.3理論與實踐分離

目前我校汽車設(shè)計課程的理論教學(xué)與實驗教學(xué)相分離，且時間間隔較長。一方面導(dǎo)致學(xué)生在理論學(xué)習(xí)過程中缺乏對實體的直觀感受，從而對抽象枯燥的理論學(xué)習(xí)的興趣降低，使教學(xué)效果大打折扣；另一方面，由于間隔時間較長，學(xué)生對理論知識的遺忘比較嚴(yán)重，導(dǎo)致實驗教學(xué)過程中學(xué)生不能很好地將理論知識運用到實驗課環(huán)節(jié)，從而使得實驗教學(xué)的效果也不盡如人意。甚至有時理論教學(xué)和實驗教學(xué)的教師也不同，使得學(xué)生對于不同教師教學(xué)特點的把握更加困難，這又進(jìn)一步割裂了理論與實驗教學(xué)，削弱了教學(xué)效果。

2.4學(xué)科交叉程度大，專業(yè)跨度大

目前的汽車設(shè)計雖然主要是以零部件的機(jī)械設(shè)計為主，但各個零部件之間的要求、結(jié)構(gòu)和工況都存在著較大的差異。這就要求教師熟悉汽車構(gòu)造、汽車?yán)碚摵蜋C(jī)械設(shè)計方法。如果考慮到機(jī)電一體化設(shè)計，還需要教師具有汽車軟件工程、電子技術(shù)等方面的知識，要求非常高，還要起到對本科課程總結(jié)和應(yīng)用的作用。所以汽車設(shè)計不僅是專業(yè)課程，也是總結(jié)提高的課程，其授課難度較大。

2.5缺乏課外答疑途徑

無論是理論教學(xué)還是實驗教學(xué)，都幾乎只限于課堂上的講授。由于學(xué)生和老師之間缺乏一種及時有效的交流渠道，所以當(dāng)學(xué)生在課外遇到疑難問題時無法得到最及時的指導(dǎo)和解答，這會在一定程度上削弱學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和思考的主動性。

3基于云平臺的教學(xué)改革

一所學(xué)校、一位老師、一間教室，這是傳統(tǒng)教育?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+教育”、“云平臺”給傳統(tǒng)教育提供了無限發(fā)展空間，可以實現(xiàn)資源共享，促使理論教學(xué)和實驗教學(xué)在時空上高度融合，同時能夠補(bǔ)充教材上沒有涉及到的新技術(shù)、新方法，顯著提升教學(xué)的效果。

3.1教學(xué)內(nèi)容中引入新技術(shù)

教學(xué)內(nèi)容陳舊和課堂教學(xué)形式單一的問題，可以通過云平臺添加當(dāng)前汽車設(shè)計中的新技術(shù)、新思想、新潮流為教學(xué)內(nèi)容而得到很好的解決。教師在備課階段收集和整理出有關(guān)汽車設(shè)計的新新技術(shù)和具備發(fā)展?jié)摿Φ奈磥砑夹g(shù)，在云平臺上形成一個“新技術(shù)教學(xué)資源庫”。在課堂教學(xué)中，將汽車設(shè)計教材的基礎(chǔ)知識與云平臺的“新技術(shù)教學(xué)資源庫”相結(jié)合，形成“新”、“舊”搭配的新的教學(xué)模式。在傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上通過云平臺補(bǔ)充新技術(shù)教學(xué)，一方面可以使學(xué)生對汽車設(shè)計課程的基礎(chǔ)知識理解更加透徹，提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)；另一方面開闊學(xué)生視野，使學(xué)生對汽車設(shè)計技術(shù)的發(fā)展方向有更為清楚的把握，有助于學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，提升學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)主動性。云平臺具有使用方便、資源豐富、可實時更新資源等諸多傳統(tǒng)教學(xué)所不具有的優(yōu)點。在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，有效地將互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到教育中去，形成“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的新型教學(xué)模式，是教育模式的一大創(chuàng)新，也是未來教學(xué)模式的發(fā)展方向。

3.2引入模型教學(xué)

對于復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，僅僅依靠文字描述或者圖片展示難以使學(xué)生對其有很清晰的認(rèn)識，這會導(dǎo)致學(xué)生在理解復(fù)雜的結(jié)構(gòu)特點和工作原理時比較吃力。通過云平臺引入相應(yīng)教學(xué)案例的三維模型，可以非常直觀地觀察任何一個部位的結(jié)構(gòu)，極大地幫助學(xué)生對于案例的認(rèn)知和理解。在準(zhǔn)確認(rèn)知的基礎(chǔ)上繼續(xù)開展教學(xué)，不僅可以加快教學(xué)進(jìn)度，提升教學(xué)質(zhì)量，更能在減輕學(xué)生理解困難的基礎(chǔ)上提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)積極性。除了在課堂上借助模型幫助學(xué)生認(rèn)識和理解，同樣可以通過云平臺將模型進(jìn)行共享，讓學(xué)生在課外結(jié)合教材對模型進(jìn)行進(jìn)一步討論、研究，進(jìn)行更深層次的思考和探究，使學(xué)生形成自己對該案例的理解和觀點。

3.3搭建虛擬實驗室

搭建基于云平臺的虛擬實驗室，形成理論教學(xué)與實驗教學(xué)的無縫對接，解決理論與實驗分離的問題。理論教學(xué)和實驗教學(xué)是汽車設(shè)計課程的“姊妹篇”，二者是“鳥之兩翼，車之雙輪”，起到相輔相成的作用。云平臺教學(xué)虛擬實驗室通過虛實耦合，依托基于云平臺技術(shù)的智慧校園，重構(gòu)實驗硬件，將理論講授和實驗資料存放在數(shù)據(jù)庫中，虛擬實驗通過超鏈接與虛擬場景聯(lián)系，生成交互式虛擬教學(xué)實驗數(shù)據(jù)，達(dá)到課堂就是實驗室，實驗室就是課堂的效果。依托學(xué)校建設(shè)的私有云平臺，可以保證計算存儲設(shè)施的靈活性、可用性、低成本和穩(wěn)定性。通過私有云平臺，實現(xiàn)中心理論講授資源和實驗教學(xué)資源在校內(nèi)、校外的共享，提高教學(xué)資源的利用率和共享面，有助于提升學(xué)生課堂效果、學(xué)習(xí)興趣和實踐操作能力。

3.4開辟師生溝通渠道

由于種種原因，大學(xué)生和老師之間的課外交流很少，而很多問題的發(fā)現(xiàn)和解決往往又是通過這種交流完成的，云平臺為學(xué)生和教師的交流提供了渠道。首先，云平臺可以消除時空上的差距，學(xué)生在課外遇到任何問題都可以通過云平臺向教師反映，教師可以實時解答。同時每一個問題和相應(yīng)的解答都將積累在云平臺的“問答資源庫”中并向每一個學(xué)生開放，成為學(xué)生總結(jié)和回顧知識的重要素材。另外，云平臺為學(xué)生和教師提供在線面對面的交流渠道?？梢允且粚σ唬粚Χ?，也可以是多對多的交流模式，形成學(xué)生和學(xué)生、學(xué)生和老師以及教師之間相互交流的課外交流模式。

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