【摘要】汽車(chē)設(shè)計(jì)是高等學(xué)校汽車(chē)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要課程。在分析汽車(chē)設(shè)計(jì)教學(xué)課程內(nèi)容及特征的基礎(chǔ)上，探討了目前汽車(chē)設(shè)計(jì)教學(xué)存在的一些問(wèn)題，并針對(duì)問(wèn)題提出了改革的方法和措施。

【關(guān)鍵詞】汽車(chē)設(shè)計(jì) 教學(xué) 改革

隨著汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展，它不僅將機(jī)械、電子、液壓、材料、軟件工程等多種成熟技術(shù)應(yīng)用于汽車(chē)開(kāi)發(fā)中，同時(shí)，還將這些技術(shù)柔和在一起，形成具有自身特點(diǎn)的新興技術(shù)。特別是電子技術(shù)在汽車(chē)技術(shù)中的大量應(yīng)用，使得電子設(shè)備在整車(chē)制造成本所占比例達(dá)到30％以上。因此，在汽車(chē)的設(shè)計(jì)中，往往需要涉及到電子、軟件工程等一些非機(jī)械工程學(xué)科的領(lǐng)域。這就對(duì)高等學(xué)校汽車(chē)設(shè)計(jì)教學(xué)提出了更高要求，傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和模式已顯落后趨勢(shì)。本文在闡述汽車(chē)設(shè)計(jì)課程的特征的基礎(chǔ)上，分析了目前汽車(chē)設(shè)計(jì)教學(xué)存在的問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上提出了汽車(chē)設(shè)計(jì)教學(xué)的改進(jìn)方法，并進(jìn)行了相關(guān)教學(xué)實(shí)踐。

一、課程內(nèi)容及特征

傳統(tǒng)的汽車(chē)設(shè)計(jì)課程教學(xué)分為理論授和課程設(shè)計(jì)。理論授課一般在50～60學(xué)時(shí)。主要介紹汽車(chē)整車(chē)設(shè)計(jì)及底盤(pán)各總成設(shè)計(jì)所需的基本知識(shí)，包括汽車(chē)總體設(shè)計(jì)、離合器、變速器、萬(wàn)向傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋、懸架、轉(zhuǎn)向系和制動(dòng)系等各總成設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求、結(jié)構(gòu)方案分析、主要參數(shù)及零部件載荷的確定、強(qiáng)度計(jì)算方法、主要結(jié)構(gòu)元件的分析等。理論教學(xué)通常不講授課程設(shè)計(jì)的知識(shí)內(nèi)容，通過(guò)課程設(shè)計(jì)補(bǔ)充完善。該課程要求學(xué)生必須具備高等數(shù)學(xué)，工程力學(xué)，機(jī)械設(shè)計(jì)、汽車(chē)構(gòu)造、汽車(chē)?yán)碚摰戎R(shí)。

課程設(shè)計(jì)一般選擇理論教學(xué)中一兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立，難度適中的零部件進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)(如鋼板彈簧，轉(zhuǎn)向橋等)，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。課程設(shè)計(jì)在教師初步講解設(shè)計(jì)、校核方法的基礎(chǔ)上，以學(xué)生自學(xué)為主，教師答疑為輔，在設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。解決問(wèn)題，訓(xùn)練學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力。

總地說(shuō)來(lái)，汽車(chē)設(shè)計(jì)是汽車(chē)專(zhuān)業(yè)課程的精髓所在。它綜合運(yùn)用了大學(xué)基礎(chǔ)課程、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課，其涉及面廣，專(zhuān)業(yè)跨度大，授課難度較大。同時(shí)，它是將理論知識(shí)應(yīng)用于設(shè)計(jì)實(shí)踐的典型課程，對(duì)教師的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)也提出較高的要求。

二、課程教學(xué)目前存在的問(wèn)題

1.教學(xué)內(nèi)容陳舊

汽車(chē)設(shè)計(jì)的對(duì)象主要是傳統(tǒng)的零部件。而隨著汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展，很多新型的結(jié)構(gòu)、零部件甚至總成在實(shí)際中已得到大量應(yīng)用，而汽車(chē)設(shè)計(jì)課程在新技術(shù)方面所涉及到的內(nèi)容較少。比如，變速器設(shè)計(jì)主要是針對(duì)傳統(tǒng)的手動(dòng)變速器。而目前自動(dòng)變速器在車(chē)輛上得到大量的應(yīng)用。在美國(guó)和日本，自動(dòng)變速器車(chē)輛已經(jīng)占到了90％以上，在我國(guó)也將達(dá)到50％。在這樣的技術(shù)背景下，汽車(chē)設(shè)計(jì)課程在變速器設(shè)計(jì)部分關(guān)于自動(dòng)變速器的設(shè)計(jì)內(nèi)容非常有限，更談不液力變矩器、濕式多片離合器、行星齒輪等關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)。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.設(shè)計(jì)思想單一，與實(shí)際脫節(jié)

汽車(chē)設(shè)計(jì)課程的主要是將載荷確定，強(qiáng)度計(jì)算，校核的傳統(tǒng)靜態(tài)機(jī)械設(shè)計(jì)方法應(yīng)用到汽車(chē)零部件上，機(jī)械類(lèi)課程安排較多。而目前汽車(chē)設(shè)計(jì)所考慮的因素越來(lái)越多，除了強(qiáng)度壽命，還有法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、小型輕量化、NVH等等，這都需要在設(shè)計(jì)階段綜合考慮。因此，汽車(chē)設(shè)計(jì)越來(lái)越趨向于動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、一體化綜合設(shè)計(jì)的方向。而目前汽車(chē)設(shè)計(jì)課程的內(nèi)容和方法還不具備這種設(shè)計(jì)思路。這就造成教學(xué)與實(shí)際的脫節(jié)，使得學(xué)生在實(shí)際的工作中，設(shè)計(jì)知識(shí)單一，往往單純從機(jī)械設(shè)計(jì)的角度思考零部件乃至整車(chē)的設(shè)計(jì)，與現(xiàn)代汽車(chē)設(shè)計(jì)理念存在較大的偏差，需要較長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)適應(yīng)工作。

3.專(zhuān)業(yè)跨度大，授課難度大

目前的汽車(chē)設(shè)計(jì)雖然主要是以零部件的機(jī)械設(shè)計(jì)為主，但各個(gè)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(chē)構(gòu)造、汽車(chē)?yán)碚摵蜋C(jī)械設(shè)計(jì)方法。如果考慮到機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，還需要教師具有汽車(chē)軟件工程、電子技術(shù)等方面的知識(shí)，要求非常高，還要起到對(duì)本科課程總結(jié)和應(yīng)用的作用。所以汽車(chē)設(shè)計(jì)不僅是專(zhuān)業(yè)課程，也是總結(jié)提高的課程。其授課難度較大。

4.師資力量有待增強(qiáng)

參與課程設(shè)計(jì)的教師數(shù)量相對(duì)較少。一個(gè)班一般由2～3名教師進(jìn)行指導(dǎo)，學(xué)生問(wèn)題較多時(shí)，會(huì)出現(xiàn)排隊(duì)答疑的現(xiàn)象，使得沒(méi)有足夠的精力主動(dòng)檢查學(xué)生設(shè)計(jì)進(jìn)展情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題，造成一些共性的問(wèn)題無(wú)法及時(shí)糾正。近年來(lái)，青年教師參與汽車(chē)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)逐漸增加。青年教師往往學(xué)歷較高，理論基礎(chǔ)深厚，但實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相對(duì)較少，對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)問(wèn)題理解不深刻，使得課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)與答疑質(zhì)量受到一定影響，課程設(shè)計(jì)效果不理想。

三、課程教學(xué)改革

1.改進(jìn)汽車(chē)設(shè)計(jì)內(nèi)容及其相關(guān)課程

(1)增加先進(jìn)零部件設(shè)計(jì)

電子穩(wěn)定系統(tǒng)、自動(dòng)變速器、整車(chē)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等技術(shù)應(yīng)經(jīng)被廣泛應(yīng)用到當(dāng)今的汽車(chē)上。汽車(chē)設(shè)計(jì)課程的教學(xué)不應(yīng)該僅僅拘泥于教材的內(nèi)容，還需要適當(dāng)增加一些現(xiàn)代汽車(chē)上應(yīng)用較為普遍又相對(duì)先進(jìn)零部件設(shè)計(jì)方法。

(2)增加法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)內(nèi)容

在教學(xué)中，還應(yīng)強(qiáng)調(diào)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)計(jì)的約束作用。在實(shí)際的汽車(chē)開(kāi)發(fā)中，法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)是第一要素，如果不滿足要求，就會(huì)造成在量產(chǎn)階段變更設(shè)計(jì)甚至無(wú)法上市的后果。從目前的教學(xué)效果來(lái)看，學(xué)生在法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)方面的概念較弱?？蛇m當(dāng)增加涉及安全(制動(dòng)、操縱穩(wěn)定性、燈光等)、環(huán)境要求以及經(jīng)濟(jì)性和排放等方面重要標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)內(nèi)容。

(3)改進(jìn)方式

①在不增加課時(shí)的前提下，壓縮一些傳統(tǒng)內(nèi)容的授課時(shí)間，增加新技術(shù)相關(guān)內(nèi)容。

②學(xué)生課外自學(xué)，完成課程作業(yè)。

③在自學(xué)的基礎(chǔ)上，以課堂討論、教師答疑、學(xué)生講課等互動(dòng)方式完成增補(bǔ)內(nèi)容教學(xué)。

④對(duì)相關(guān)課程(如《汽車(chē)構(gòu)造》、《汽車(chē)電器》等課程)加強(qiáng)現(xiàn)代汽車(chē)技術(shù)的內(nèi)容，增加法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)等課程內(nèi)容。

2.課程設(shè)計(jì)改革

課程設(shè)計(jì)的目的是使學(xué)生在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，掌握設(shè)計(jì)方法，理會(huì)和理解汽車(chē)設(shè)計(jì)思想。由于課程設(shè)計(jì)的時(shí)間相對(duì)緊張，為了讓學(xué)生有充分的時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)、消化和創(chuàng)新，可適當(dāng)減少課程設(shè)計(jì)的題目，提高難度。要求學(xué)生完成包括方案分析、參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制零件圖和總裝圖以及靈活運(yùn)用手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)等設(shè)計(jì)資料，鼓勵(lì)學(xué)生采取不同的設(shè)計(jì)方法。

3.教學(xué)方式改革

為了保證每個(gè)章節(jié)的教學(xué)質(zhì)，可采取多個(gè)教師共同完成汽車(chē)設(shè)計(jì)教學(xué)課程的方式。一個(gè)教師負(fù)責(zé)兩至三個(gè)章節(jié)的講授，由一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師進(jìn)行系統(tǒng)把握和貫穿。這樣既保證了整個(gè)教學(xué)的完整性和系統(tǒng)性，又減少由于教學(xué)內(nèi)容廣，教師對(duì)知識(shí)理解不深刻等問(wèn)題。

4.加強(qiáng)教師設(shè)計(jì)實(shí)踐的培訓(xùn)

鼓勵(lì)進(jìn)行汽車(chē)設(shè)計(jì)教學(xué)的教師參與企業(yè)科研課題，并到企業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)培訓(xùn)和實(shí)踐，豐富設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。