王艷鵬 陳國強 謝遷遷 張新民

河南理工大學 機械與動力工程學院 河南省焦作市 454003

1 OBE 理念及車輛工程專業(yè)學生培養(yǎng)要求

OBE(Outcomes-based Education)是指基于學習產(chǎn)出的教育模式，即一種成果導向的教育理念。OBE 教育理念有別于傳統(tǒng)的由教而學，更加注重教育的實用性，強調(diào)為學而教，以掌握知識為出發(fā)點安排教學。作為“華盛頓協(xié)議”簽約成員，目前階段，國內(nèi)正在大力推進工程教育專業(yè)認證，OBE 理念是工程教育改革的重要教學指導理念。對提高我國工程教育質(zhì)量，培養(yǎng)高質(zhì)量應用人才，具有重要的推動作用。

汽車產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟的主導產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)之一，在世界主要經(jīng)濟大國的產(chǎn)業(yè)體系中一直占據(jù)舉足輕重的地位。2020 年,我國汽車銷量超過2500 萬輛，在全球汽車銷量占比中已連續(xù)十二年蟬聯(lián)第一。龐大的市場吸引了大量企業(yè)投入到汽車及其相關產(chǎn)業(yè)中，國內(nèi)目前擁有汽車制造企業(yè)超過兩萬家，每年吸引了大量的高校畢業(yè)生投身到汽車產(chǎn)業(yè)中。汽車產(chǎn)業(yè)同時代表了一個國家制造業(yè)在國際上的總體地位，是衡量一個國家工業(yè)化水平和科技創(chuàng)新能力的重要指標，而高校作為汽車行業(yè)技術人才的主要培養(yǎng)和輸送基地，高校的培養(yǎng)質(zhì)量在一定程度上決定了汽車產(chǎn)業(yè)的技術發(fā)展水平。結(jié)合汽車產(chǎn)業(yè)特點和國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀，車輛工程專業(yè)學生培養(yǎng)目標的實質(zhì)性涵義至少應包含以下幾方面的內(nèi)容。

1）具有團隊協(xié)作意識，同時掌握自然科學知識和一定的人文社科知識。汽車產(chǎn)品包含上萬個零部件，生產(chǎn)涉及鋼鐵、塑料、陶瓷等行業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈包含零部件制造、汽車服務貿(mào)易等，產(chǎn)品從設計到成品必須經(jīng)歷眾多的環(huán)節(jié)、漫長的周期。且汽車細分市場比較成熟，把技術做到優(yōu)秀的同時也需展示自己的特色，諸如乘坐舒適性、外形美觀性等，一些非技術因素在汽車設計開發(fā)中所占的比重也越來越重。因此，要求汽車工業(yè)技術人才需要有較強的組織管理能力和協(xié)作精神，能夠在研發(fā)團隊中發(fā)揮重要作用，且既需掌握寬廣的自然科學知識又需具有一定的人文社科知識。

2）扎實掌握基礎知識，能夠解決復雜工程問題。我國在汽車產(chǎn)業(yè)鏈中還存在薄弱環(huán)節(jié)，在變速箱等關鍵零部件設計開發(fā)、制造工藝水平、零部件系統(tǒng)集成等方面技術力量欠缺。國產(chǎn)汽車品牌缺乏強有力的高端品牌，產(chǎn)品在國際上的競爭力不足，但是隨著時間的積累和研發(fā)實力的提高，國產(chǎn)品牌仍有較好的發(fā)展前景。因此，急需基礎知識夯實，掌握扎實的車輛工程原理、設計、制造知識，實踐能力良好，具備運用知識解決復雜工程問題，同時具有國際化視野的優(yōu)秀人才。

3）掌握多學科知識，具有良好的創(chuàng)新能力和終身學習意識。汽車產(chǎn)業(yè)雖然已經(jīng)誕生了一百多年，但仍然保持著旺盛的生命力，在發(fā)展歷程中涌現(xiàn)出的諸如可變氣門正時、渦輪增壓、缸內(nèi)直噴、發(fā)動機閉缸等新技術層出不窮，且技術革新的速度非?？?。當下，汽車行業(yè)也在經(jīng)歷著電動化、自動化、智能化的技術革新歷程。因此，車輛工程技術人才需要掌握機械、電氣、控制等多學科的綜合知識，具有良好的創(chuàng)新能力，同時具有較強的學習意識，能夠通過自主學習，不斷提升自己的專業(yè)能力和綜合素質(zhì)，適應社會發(fā)展，引領技術革新。

2 汽車制造工藝學的課程目標、教學內(nèi)容與課程特點

2.1 課程目標

人才培養(yǎng)目標決定了學生的畢業(yè)要求，學生的畢業(yè)要求通過具體的課程目標進行支撐，因此，培養(yǎng)目標最終落實到了每門課程的課程目標上。根據(jù)本校車輛工程專業(yè)培養(yǎng)方案的課程體系及本課程對學生畢業(yè)要求的貢獻，決定了本課程的課程目標應包含以下幾個方面：

課程目標1 應涵蓋以下內(nèi)容：了解金屬切削的方法、原理、特點，掌握汽車零件加工質(zhì)量影響因素，形成良好的工程實踐意識，能夠合理地應用零件加工工藝知識解決零件加工過程中的實際問題。

課程目標2 應涵蓋以下內(nèi)容：掌握汽車零部件加工制造完整的工藝流程，了解新工藝的加工原理和方法，針對典型零件能夠選擇合適的加工工藝。

課程目標3 應涵蓋以下內(nèi)容：理解刀具、夾具、齒輪等與汽車零部件加工相關的國家標準、行業(yè)標準、法律法規(guī)以及相關知識產(chǎn)權、行業(yè)政策。

2.2 教學內(nèi)容

汽車制造工藝學是車輛工程專業(yè)的一門主干技術基礎課程，這門課程圍繞汽車零件的加工制造，系統(tǒng)地介紹了汽車制造工藝的基本知識、基本理論。

授課內(nèi)容包括汽車制造工藝過程基本概念的介紹、工件裝夾和機床夾具的介紹與分析、汽車零件表面常用加工方法的介紹、汽車零件機械加工質(zhì)量的分析、尺寸鏈原理與應用、機械加工工藝規(guī)程制定的步驟和內(nèi)容、汽車產(chǎn)品設計的工藝性分析、典型零件制造工藝介紹。其中既包括生產(chǎn)過程、工藝過程、定位等需記憶的概念知識，又包括影響零件加工精度的因素分析、表面質(zhì)量形成及影響因素分析等需理解的理論知識，還包括尺寸鏈的解算等需計算的應用知識，以及連桿、齒輪等制造工藝的實踐知識。

2.3 課程特點

課程教學方法與課程特點聯(lián)系緊密，課程教學方法應遵循課程特點，本課程存在以下特點：

（1）本門課程具有很強的專業(yè)性。在對一些加工原理、方法等的分析說明中運用了大量的圖示法和專業(yè)詞匯。二維視圖的表達方法在一定程度上更加直接具體、清晰易讀，降低了理解難度。但是有些示圖結(jié)構復雜，包含內(nèi)容較多，需要前期熟練掌握機械制圖、汽車構造、金工實習等相關課程的知識。

（2）本門課程包含內(nèi)容多，知識面廣。產(chǎn)品加工工藝是多學科知識在零件加工過程中的綜合運用。本課程從零件加工方法、裝配工藝、測量方法等多方面、多角度系統(tǒng)的講述了汽車零件加工制造相關的知識。內(nèi)容涉及到機械工程材料、金屬工藝學、互換性與測量技術等課程的相關知識。且不同課程知識間具有較高的關聯(lián)度，因而導致內(nèi)容較為繁雜。

（3）課時短，學時少。本門課程涉及的內(nèi)容較多，有較多的知識點關聯(lián)到多門課程的內(nèi)容。講清楚一個知識點需要糅合多領域的知識，需要花費較多時間。培養(yǎng)方案中設定的本門課程總學時為32 學時，相對課程內(nèi)容來講，學時偏少，任務重。

（4）內(nèi)容實踐性強，不容易引起學生重視。本門課程注重培養(yǎng)學生的工程實踐能力，授課內(nèi)容緊密圍繞零件加工的各個環(huán)節(jié)，脫離學生的日常環(huán)境，加大了學生對知識的理解難度。

3 教學方法探析

為了實現(xiàn)車輛工程專業(yè)人才培養(yǎng)，需瞄準課程目標，結(jié)合課程特點，在授課及作業(yè)環(huán)節(jié)采用適宜的教學方法，以獲得良好的課程目標達成。

（1）教授知識的目的是為了服務實際，解決工程問題，而在理論學習階段一般缺少實際生產(chǎn)環(huán)境，很難將所學知識與工程問題相聯(lián)系，因此容易導致學生理論知識扎實，但是工程實踐意識薄弱。為實現(xiàn)課程目標1 的高達成度，需在授課及作業(yè)兩個環(huán)節(jié)對培養(yǎng)工程實踐意識有所側(cè)重。

在授課環(huán)節(jié)，進行逆向教學設計，首先提出工程問題，從問題引出相關理論知識。開展啟發(fā)式教學，引導學生在課堂上進行思考，加深對知識的理解，避免出現(xiàn)課堂上聽的懂，實際應用中卻一頭霧水的狀況。如在分析剛度對工件加工形狀的影響時，可首先展示出不同幾何形狀精度的零件加工效果（鼓形、馬鞍形等），指出與理想加工效果之間的差別，拋出問題。接下來從零件加工實際中所采用的機床類型、定位方法等開始，引領學生確立完整的加工過程，分析加工過程中刀具及工件的運動和受力情況，進而引導學生分析、總結(jié)出剛度對工件加工形狀的作用原理及影響特征。在學生思考的過程中完成基礎知識的強化記憶和關聯(lián)知識的綜合應用。上課過程中提及到的被加工零件、機床、刀具等，在不影響理論分析說明時，應采用實物照片取代工程視圖。比如夾具體、機床導軌、車刀等，通過實物照片的展示可拉近學生對實踐的距離，提高學生對工程實踐的熟識度。工程問題往往具有不同的解決方法，機械零件也可通過不同的加工方法生產(chǎn)制造，比如齒輪可通過滾齒、插齒等方法進行加工；國內(nèi)外曲軸的加工具有不同的工藝方法?？刹捎糜^看錄像等方法了解不同的生產(chǎn)工藝，分析不同加工方法的異同點，拓寬學生的思路，開闊學生的視野。

作業(yè)環(huán)節(jié)是學生檢驗所學，查漏補缺的重要環(huán)節(jié)，做作業(yè)的過程不僅是一個檢驗的過程，更是學生回憶、整理所學知識、提高自身的過程，作業(yè)題目確立了學生強化和提高的方向。因此在作業(yè)布置上，可對工程實踐問題有所側(cè)重，設計針對工程實際問題的思考類題目，以進一步鍛煉學生利用所學知識解決復雜工程問題的能力。

（2）汽車產(chǎn)業(yè)的技術更新速度十分迅速，且由于市場競爭關系，汽車行業(yè)對新技術存在過渡保密現(xiàn)象，使得教學技術知識往往得不到及時更新。為實現(xiàn)課程目標2的高達成度，需在授課及作業(yè)兩個環(huán)節(jié)對新工藝、新方法有所考慮。

新工藝、新方法也是在傳統(tǒng)工藝基礎上的更新迭代，由于受到學時的限制，在授課環(huán)節(jié)，必須以基礎知識的教授為主，只能適當提及一些新技術，不能對新技術進行細致講解?？稍谡n堂上給出新技術的關鍵詞，也不宜將關鍵詞指定的太過寬泛、籠統(tǒng)，如加工中心等，以免激發(fā)不起學生的學習興趣。比如，在講解數(shù)控加工機床時，適當展示加工代碼；在講解計算機輔助工藝過程設計時，可介紹一兩款輔助軟件，并采用某款軟件進行一下功能演示。在講解基礎知識的同時吸引學生對新的工藝形式產(chǎn)生興趣，指導學生關注汽車工程學會等相關網(wǎng)站、論壇，引導學生對新技術進行持續(xù)關注，了解其原理、特點，并能對新工藝的適用性進行正確把握。

作業(yè)在課下完成，時間具有一定的彈性，可補充授課學時的不足。在作業(yè)環(huán)節(jié)，可布置諸如簡述汽車曲軸加工新技術等題目，學生通過查閱專利、文章、新聞報道等資料完成作業(yè)，在完成作業(yè)的過程中，掌握了解新技術的途徑和方法，并培養(yǎng)學生自主學習的能力。在作業(yè)中也可布置簡單汽車零件加工的數(shù)控代碼編寫，或采用編程制作簡單汽車零件的加工工藝規(guī)程卡片。在編制程序代碼的過程中，能對汽車零件加工工藝相關知識進行強化訓練，加深對工藝方法的認知，有助于零件加工時選擇合適的加工工藝。

（3）對于工科生的培養(yǎng)，通常以培養(yǎng)邏輯思維為重點，在教學過程中重視技術原理和重難點知識的講授，目的在于使學生能夠應用技術工具解決現(xiàn)實問題，往往忽視了技術以外的因素。為實現(xiàn)課程目標3的高達成度，可在授課及作業(yè)環(huán)節(jié)進行以下改革。

在授課環(huán)節(jié)可增加標準的提及次數(shù)，在對標準的頻繁引用中，強化學生的標準意識，引導學生考慮相關規(guī)定對汽車零部件加工工藝的影響。為了使機械產(chǎn)品的加工和裝配有序可操作，零件加工制造的背后包含了非常多的國家標準、行業(yè)標準等，諸如GB/T1438.2-2008規(guī)定了莫氏錐柄麻花鉆的型式和尺寸；JB/T 7968.1-1999 規(guī)定了滾刀的基本型式和尺寸。因此，在授課過程中有大量時機提及標準、展示標準代號及標準內(nèi)容。另外，可指導學生關注中國汽車工業(yè)協(xié)會官方網(wǎng)站，查閱行業(yè)政策，標準法規(guī)等內(nèi)容。

在作業(yè)環(huán)節(jié)，可指定閱讀某一項行業(yè)政策，然后分組進行討論交流，以增強對行業(yè)政策的理解力。

4 總結(jié)

汽車制造工藝學在車輛工程專業(yè)學生能力培養(yǎng)過程中具有重要的作用。在分析汽車工業(yè)人才培養(yǎng)要求和汽車制造工藝學課程特點的基礎上，基于OBE 理念，為實現(xiàn)汽車制造工藝學的課程目標，對汽車制造工藝學的教學方法進行了分析探討，提出了相應的教學方法和措施，以提高本門課程的教學效果及目標達成度，提升人才的培養(yǎng)質(zhì)量。