張 柳，閆羲昊，侯俊劍，姚 雷，王紅衛(wèi)

（鄭州輕工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，河南 鄭州 450002）

前言

2017年3月1日，教育部發(fā)布了《教育部高等教育司關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》，通知指出：當(dāng)前國(guó)家推動(dòng)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，實(shí)施“一帶一路”“中國(guó)制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”等重大戰(zhàn)略，以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)為代表的新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，對(duì)工程科技人才提出了更高要求，迫切需要加快工程教育改革創(chuàng)新。高校學(xué)生在校學(xué)習(xí)時(shí)間有限，新工科建設(shè)對(duì)畢業(yè)生能力要求更高，如何提升學(xué)生的工程應(yīng)用能力是亟待解決的問(wèn)題[1]。

汽車是綜合“機(jī)”“電”“自動(dòng)控制”“化學(xué)”等多領(lǐng)域的產(chǎn)物，在新工科形勢(shì)下要求汽車行業(yè)從業(yè)人員具有一定的跨界整合能力和工程應(yīng)用創(chuàng)新能力。在積極推進(jìn)“新工科”建設(shè)的進(jìn)程中，傳統(tǒng)的工科教學(xué)模式已不能滿足新工科人才要求，各車輛工程院校推行專業(yè)教學(xué)改革勢(shì)在必行[2]。

《汽車構(gòu)造實(shí)驗(yàn)》是一門車輛工程專業(yè)基礎(chǔ)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)。在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在課堂教學(xué)時(shí)間少、教學(xué)任務(wù)重、學(xué)習(xí)效率低、教學(xué)方式單一、教學(xué)設(shè)備少或者陳舊等普遍問(wèn)題。如何提高學(xué)生對(duì)汽車實(shí)驗(yàn)的興趣，使學(xué)生利用有限的時(shí)間獲得較高的工程應(yīng)用能力是車輛工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)值得探討的話題。

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀及問(wèn)題分析

以鄭州輕工業(yè)大學(xué)車輛工程專業(yè)為例。鄭州輕工業(yè)大學(xué)是我國(guó)八所輕工類本科高校之一，在2015年獲批成立車輛工程專業(yè)，同年正式招收第一批本科生，經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐，存在以下問(wèn)題.

1.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)成本高而經(jīng)費(fèi)有限

由于經(jīng)費(fèi)有限，實(shí)驗(yàn)設(shè)備購(gòu)置數(shù)量和種類有限，數(shù)量少，導(dǎo)致部分學(xué)生不能動(dòng)手完成拆裝，動(dòng)手實(shí)踐能力難以得到鍛煉。種類不多，學(xué)生的視野沒(méi)得到更多的拓展。以廢舊汽車拆卸下來(lái)的零部件總成居多，學(xué)生在拆卸過(guò)程中，經(jīng)常遇見零件螺栓銹蝕、斷裂、螺紋破壞等不可逆轉(zhuǎn)的情況，雖已購(gòu)買除銹劑等輔助工具等，還是難以完成拆卸，專業(yè)工具短缺。

1.2 教學(xué)方法相對(duì)單一

學(xué)生“填鴨式”被動(dòng)學(xué)習(xí)，不能從內(nèi)心里以興趣為導(dǎo)向，自主學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容不夠豐富，指導(dǎo)教師授課方法過(guò)于單一，學(xué)生興趣不濃，積極性不高。教材內(nèi)容相對(duì)滯后，相關(guān)可參閱實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書相對(duì)較少，學(xué)習(xí)資源有限。

1.3 創(chuàng)新性綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較少

目前以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)居多，學(xué)生只是通過(guò)拆裝直觀學(xué)習(xí)汽車零部件的結(jié)構(gòu)，領(lǐng)悟其工作原理。綜合性實(shí)驗(yàn)較少，“新工科”所突出的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力難以得到培養(yǎng)。

1.4 實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核方式單一

目前只是以小組的形式，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)拆裝表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫的優(yōu)劣來(lái)評(píng)定學(xué)生成績(jī)，不能體現(xiàn)學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察總結(jié)能力、創(chuàng)新能力等各項(xiàng)具體能力。考核方法不夠多樣化。

1.5 指導(dǎo)教師工程經(jīng)驗(yàn)較為薄弱

高校教師多為從學(xué)校畢業(yè)直接進(jìn)入高校，缺乏在企業(yè)鍛煉的機(jī)會(huì)，工程經(jīng)驗(yàn)相對(duì)較少，解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力有待提高。雖然個(gè)別教師有企業(yè)工作經(jīng)歷，但整體師資在工程技術(shù)應(yīng)用方面能力水平欠佳。

2 提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的措施

2.1 補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)設(shè)備和專業(yè)工具

購(gòu)置汽車實(shí)車零部件總成和專用工具，從數(shù)量和種類上逐步完善實(shí)驗(yàn)設(shè)備。盡量做到實(shí)驗(yàn)器材數(shù)量滿足多人同時(shí)完成拆裝任務(wù)。汽車包含很多零部件，每一個(gè)零部件又包含很多種類，比如懸架可分為獨(dú)立懸架和非獨(dú)立懸架，非獨(dú)立懸架常見形式：鋼板彈簧式懸架、螺旋彈簧式懸架、橫向推力桿式懸架、扭轉(zhuǎn)梁式懸架等；獨(dú)立懸架常見形式：麥弗遜式懸架、彈性支柱式懸架、雙叉臂式懸架、多連桿式懸架等。在購(gòu)置時(shí)盡量涵蓋主要零部件總成的多種常見形式。汽車拆裝要用到多種專業(yè)工具，比如氣門彈簧鉗、避震彈簧壓縮器、活塞環(huán)安裝工具等。購(gòu)置專用拆裝工具時(shí)做到滿足課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所需全部工具，不出現(xiàn)因?yàn)槿鄙傧鄳?yīng)工具導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行的情況。

2.2 配置立體模型教具

在經(jīng)費(fèi)允許的情況下，可以購(gòu)置多種零部件總成制作立體展板、總成裝配爆炸模型、汽車零部件半剖或全部教學(xué)模型，讓學(xué)生觀看動(dòng)態(tài)的零件總成原理，加深對(duì)理論知識(shí)的理解。比如在拆裝實(shí)車上膜片彈簧離合器的過(guò)程中，只能簡(jiǎn)單地將膜片彈簧從飛輪上拆下來(lái)，摩擦片上膜片彈簧減震器等零件都是鉚接在一起，不可繼續(xù)拆分，如果可以定制可供拆裝的離合器零部件塑料（或其他材質(zhì)）模型，就可以拆解得更徹底，學(xué)生也學(xué)習(xí)得更透徹，而且可以重復(fù)使用，節(jié)約成本。利用回收、拆卸的廢舊零件、接受企業(yè)或個(gè)人捐贈(zèng)的零部件總成供展示參觀用，讓學(xué)生了解汽車及零部件發(fā)展的歷史以及演變的過(guò)程，增加學(xué)生的視野和認(rèn)識(shí)。

2.3 信息化教學(xué)[3]設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

現(xiàn)在是“互聯(lián)網(wǎng)+”的時(shí)代，學(xué)生對(duì)新媒介新工具的應(yīng)用興趣濃厚充分，利用微課、慕課等平臺(tái)制作更多的視頻讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)前觀看相關(guān)拆裝視頻、裝配爆炸動(dòng)畫，或直接在網(wǎng)絡(luò)上搜集相關(guān)視頻知識(shí)供學(xué)生學(xué)習(xí)。在學(xué)生觀看過(guò)程中，實(shí)時(shí)根據(jù)動(dòng)畫視頻給學(xué)生講解、溝通交流。利用硬件支撐平臺(tái)安裝仿真軟件進(jìn)行虛擬拆裝，讓學(xué)生了解具體的操作流程。

2.4 以學(xué)生為主體設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程

利用任務(wù)驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，開展知識(shí)問(wèn)答、課內(nèi)小組競(jìng)賽等課堂活動(dòng)，積極采用啟發(fā)式、對(duì)話式、探討式等[4]教學(xué)方法，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)提問(wèn)進(jìn)行交流互動(dòng)，從而提高學(xué)生參與的積極性和程度。教師講解工作原理和拆裝注意事項(xiàng)，在拆裝過(guò)程中給予指導(dǎo)，保障學(xué)生的人身安全。課堂結(jié)尾注重總結(jié)環(huán)節(jié)，先學(xué)生后教師的模式來(lái)進(jìn)行。培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)概括能力和理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

2.5 增加綜合性實(shí)驗(yàn)比重

捕捉行業(yè)發(fā)展前沿，結(jié)合“新工科”宗旨修訂學(xué)生培養(yǎng)方案、實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，調(diào)整相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。緊跟行業(yè)發(fā)展，重在培養(yǎng)企業(yè)所需創(chuàng)新能力、工程實(shí)踐能力的復(fù)合型人才。比如，依據(jù)學(xué)生對(duì)汽車的了解和興趣，指導(dǎo)學(xué)生利用3D打印技術(shù)或其他材料來(lái)設(shè)計(jì)制作汽車零部件三維模型，在設(shè)計(jì)一個(gè)零件的過(guò)程中，要求學(xué)生不僅要對(duì)汽車構(gòu)造理論知識(shí)的理解透徹，還要融合公差、加工、材料、力學(xué)等多門課程的知識(shí)，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，同時(shí)使工程設(shè)計(jì)實(shí)踐能力得到鍛煉。

2.6 實(shí)驗(yàn)考核方式多元化

在實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定中，不再簡(jiǎn)單地依據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量來(lái)給予分?jǐn)?shù)。而是要抓好過(guò)程考核，教師對(duì)每位學(xué)生的課堂表現(xiàn)給出課堂成績(jī)，體現(xiàn)動(dòng)手實(shí)踐能力、觀察總結(jié)能力、語(yǔ)言表達(dá)能力、工程應(yīng)用創(chuàng)新能力、數(shù)據(jù)處理能力等具體能力，其中對(duì)創(chuàng)新能力、跨界整合能力等給予額外加分。對(duì)于實(shí)驗(yàn)報(bào)告，要重在學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力和理論知識(shí)聯(lián)系實(shí)際能力的培養(yǎng)。依據(jù)課前預(yù)習(xí)、課堂表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告公平公正地多元性評(píng)定成績(jī)。

2.7 提升教師的工程實(shí)踐能力

鼓勵(lì)教師到企業(yè)培訓(xùn)學(xué)習(xí)、掛職鍛煉等，學(xué)習(xí)企業(yè)的新工具新工藝新流程，豐富教師的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。直接聘請(qǐng)工程經(jīng)驗(yàn)豐富的企業(yè)工程師任教也是一種途徑。教師解決工程問(wèn)題能力的提升對(duì)學(xué)生能力的提升起著至關(guān)重要的作用。

3 結(jié)語(yǔ)

新工科建設(shè)旨在推動(dòng)高校培養(yǎng)出能勝任企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新要求的跨界工程技術(shù)人才。本文以《汽車構(gòu)造實(shí)驗(yàn)》課程為例，講解了工科專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)通過(guò)完善軟硬件設(shè)施、信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)、以學(xué)生為主體設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程、考核多元化等實(shí)驗(yàn)課程改革措施來(lái)提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，這對(duì)其他高校在新工科實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)建設(shè)方面具有借鑒意義。