摘 要:傳統(tǒng)“樹狀思維”的單一線性模式逐漸成為制約課程教學(xué)的重要因素?;凇暗毓侠碚摗狈蔷€性、去中心化、跨學(xué)科連接的特征,結(jié)合汽車設(shè)計課程內(nèi)容和學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo),通過非線性思想革新教學(xué)方法,通過去中心化理念優(yōu)化教學(xué)設(shè)計,通過跨學(xué)科連接提升教學(xué)效果,以期為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性、創(chuàng)造性,促進學(xué)生學(xué)習(xí)能力和專業(yè)技能提升。
關(guān)鍵詞:教學(xué)改革 地瓜理論 汽車設(shè)計
汽車行業(yè)的發(fā)展令人矚目,特別是技術(shù)更新迭代速度顯著加快,這無疑對汽車設(shè)計的教學(xué)提出了更高的要求。汽車設(shè)計教學(xué)改革始終在進行和探索,但效果依然差強人意。一方面,教材、教學(xué)大綱的更新跟不上新能源汽車、智能汽車技術(shù)日新月異的發(fā)展速度,學(xué)生感到課本和現(xiàn)實有所脫節(jié);另一方面,汽車是由數(shù)萬個零件構(gòu)造的復(fù)雜工業(yè)品,汽車設(shè)計涉及機械、冶金、電子、化工、材料等多個學(xué)科,學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中面對多學(xué)科交叉融合感到吃力。面對汽車設(shè)計教學(xué)的困境,傳統(tǒng)的“樹狀思維”的教學(xué)理念和學(xué)習(xí)方式已經(jīng)顯得力不從心。藤蔓隱喻開放式的方法論,塊莖則代表最終要達到的目的。通過四處延伸不斷拓展的藤蔓枝葉,通過一切方法為塊莖的生長提供能量,而塊莖相互之間也通過藤蔓連結(jié),并可以無限延伸產(chǎn)生新的塊莖。通過這一開放式的思維模式,可以為汽車設(shè)計教學(xué)改革帶來新的啟發(fā)。地瓜理論,即塊莖思維,最早是由法國哲學(xué)家德勒茲和伽塔利提出的一種知識結(jié)構(gòu)和思維方式[1]。不同于傳統(tǒng)的樹狀層級結(jié)構(gòu),地瓜理論強調(diào)知識的非線性、去中心化和跨學(xué)科連接。知識在地瓜理論中呈現(xiàn)出多維度、復(fù)雜交織的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),節(jié)點之間相互關(guān)聯(lián)且不受固定中心的約束。地瓜理論鼓勵多樣性和靈活性,允許知識在不同領(lǐng)域和方向上自由生長和延展。它注重多種知識的互聯(lián)與融合,適應(yīng)動態(tài)變化的環(huán)境和需求。通過這種思維方式,地瓜理論為汽車設(shè)計教學(xué)改革提供了一種全新的視角。
1 汽車設(shè)計教學(xué)特點及現(xiàn)狀
1.1 課程知識點多,內(nèi)容覆蓋廣泛
汽車設(shè)計課程的知識點多且復(fù)雜,這體現(xiàn)在課程涉及的內(nèi)容廣泛,包括汽車總體設(shè)計、離合器設(shè)計、機械式變速器設(shè)計、萬向傳動設(shè)計、驅(qū)動橋設(shè)計、從動橋設(shè)計、懸架設(shè)計、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計、制動系統(tǒng)設(shè)計等多個方面[2]。每個部分都有其獨特的設(shè)計要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。例如,車身形式的選擇不僅要考慮美觀性,還要考慮空氣動力學(xué)和結(jié)構(gòu)強度;懸架設(shè)計則需要保證車輛的穩(wěn)定性和舒適性;轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動系統(tǒng)的設(shè)計更是直接關(guān)系到車輛的操控性和安全性。除此之外,隨著汽車技術(shù)的不斷進步,電動汽車、智能駕駛技術(shù)和輕量化材料等新興技術(shù)也是學(xué)生亟須了解的內(nèi)容,使得課程知識點更繁雜。
1.2 課本知識抽象,圖表公式繁多
汽車設(shè)計課程的教材通常包含大量的圖表和公式,這些圖表和公式是分析和設(shè)計中不可或缺的工具。例如,空氣動力學(xué)的分析需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式和流體力學(xué)圖表;車身結(jié)構(gòu)設(shè)計依賴于應(yīng)力分析圖表和材料性能數(shù)據(jù);底盤設(shè)計中的懸架系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)也需要通過力學(xué)模型進行計算和優(yōu)化。然而,這些內(nèi)容往往顯得抽象且難以理解,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易感到困惑。
1.3 涉及多學(xué)科交叉,綜合知識性強
汽車設(shè)計是一門多學(xué)科交叉的學(xué)科,不僅涉及機械工程,還包括電子、材料和計算機等多個領(lǐng)域[3]。例如,現(xiàn)代汽車設(shè)計中大量應(yīng)用電子控制系統(tǒng),需要學(xué)生具備電子工程和控制理論知識;輕量化設(shè)計涉及新材料的特性和加工工藝;智能駕駛技術(shù)的發(fā)展則需要計算機編程和人工智能的知識。
1.4 實踐性要求很高,應(yīng)用能力較強
汽車設(shè)計是一門高度實踐性的學(xué)科,理論知識的掌握固然重要,但更關(guān)鍵的是將這些知識應(yīng)用到實際設(shè)計和制造中。因此,實踐教學(xué)在汽車設(shè)計課程中占有重要地位。學(xué)生不僅需要在課堂上學(xué)習(xí)理論知識,還需要通過實驗、實習(xí)和綜合設(shè)計等實踐活動,將理論知識轉(zhuǎn)化為實際技能。然而,目前很多高校在實踐教學(xué)方面存在不足,實驗設(shè)備和場地有限,實踐教學(xué)時間短暫,校企合作也不夠緊密。
2 基于地瓜理論的課堂教學(xué)思考
2.1 地瓜理論的主要內(nèi)容和特征
地瓜理論代表了一類植物的生長形態(tài),如地瓜、土豆、花生,它們的塊莖在地下分布生長,又通過地面的莖蔓相互連接,并且塊莖和莖蔓都無限延伸生長。這個概念在德勒茲的理論中得到了進一步的發(fā)展,成為描述一種復(fù)雜、去中心化和多向度生成過程的隱喻。與傳統(tǒng)上柏拉圖式的“樹狀”結(jié)構(gòu)不同,后者往往表現(xiàn)出中心化、等級制和靜態(tài)特征,塊莖式思維強調(diào)的是路徑的橫向延伸和交叉,而非單一的向上發(fā)展。這種思維方式突出了非線性、去中心化和流動性,正如動物的集群行為、城市的交通網(wǎng)絡(luò)、人類大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、文學(xué)創(chuàng)作以及新思想和新方法的涌現(xiàn),都是地瓜理論的體現(xiàn)。盡管地瓜理論看似強調(diào)“非結(jié)構(gòu)化”,但這并不意味著完全沒有結(jié)構(gòu)存在。實際上,這種思維模式反映的是一種多元而開放的系統(tǒng),它挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的中心化體系,倡導(dǎo)一種更加流動和靈活的組織形式。這種多樣性和去中心化的特征,使得地瓜理論在分析復(fù)雜系統(tǒng)和多層次網(wǎng)絡(luò)時,提供了一種新的視角。
地瓜理論具有非線性、去中心化和跨學(xué)科連接的特征。
(1)非線性。在傳統(tǒng)的教育和思維模式中,知識通常以線性的方式組織和呈現(xiàn),這種線性結(jié)構(gòu)類似于一棵樹的生長,從根部(基礎(chǔ))到樹冠(高級知識)逐漸延伸,路徑明確且單一。然而,地瓜理論中的非線性強調(diào)知識點和學(xué)習(xí)過程的多樣化和復(fù)雜性,知識的獲取和理解不再局限于單一的路徑,而是可以通過多個不同的途徑和方式進行。
(2)去中心化。去中心化在地瓜理論中被用來反對傳統(tǒng)的層級制和權(quán)威中心化的思維方式,具體表現(xiàn)為知識和權(quán)力的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)。在這樣的結(jié)構(gòu)中,各個節(jié)點之間的聯(lián)系是橫向的,而非縱向的層級關(guān)系。每個節(jié)點可以直接與其他節(jié)點連接,形成一個去中心的網(wǎng)絡(luò)。
(3)跨學(xué)科連接。地瓜理論主張通過跨學(xué)科的視角來理解和探索問題。這種方法認可各個學(xué)科的獨立性,但更強調(diào)它們之間的交叉點和連接??鐚W(xué)科連接允許將不同學(xué)科的視角和方法論融合在一起,產(chǎn)生新的洞見。
2.2 通過非線性思想革新教學(xué)方法
地瓜理論強調(diào)知識的非線性連接和動態(tài)擴展[4],通過非線性教學(xué)方法,學(xué)生可以在不同知識節(jié)點之間自由探索,形成一個有機的知識網(wǎng)絡(luò)。這種方法不僅有助于學(xué)生理解和掌握復(fù)雜的汽車設(shè)計知識,還能培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和綜合應(yīng)用能力。
2.2.1 動態(tài)課程結(jié)構(gòu)
傳統(tǒng)的教學(xué)方法通常是線性的,從基礎(chǔ)知識逐步深入到高級內(nèi)容。然而,汽車設(shè)計涉及多個復(fù)雜且相互關(guān)聯(lián)的知識點,線性教學(xué)模式往往無法有效涵蓋學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求。通過建立動態(tài)課程結(jié)構(gòu),可以更好地適應(yīng)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)節(jié)奏和興趣點。
(1)模塊化課程設(shè)計:將課程內(nèi)容分成若干獨立但互相關(guān)聯(lián)的模塊,學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和學(xué)習(xí)進度選擇模塊進行學(xué)習(xí)。
(2)靈活學(xué)習(xí)路徑:提供多條學(xué)習(xí)路徑,允許學(xué)生根據(jù)自己的興趣和職業(yè)規(guī)劃選擇不同的學(xué)習(xí)路線。
(3)實時反饋和調(diào)整:通過在線學(xué)習(xí)平臺和實時反饋機制,學(xué)生可以隨時調(diào)整自己的學(xué)習(xí)計劃和進度,教師也可以根據(jù)學(xué)生的反饋進行課程內(nèi)容的調(diào)整和優(yōu)化。
2.2.2 自主學(xué)習(xí)與探索
非線性學(xué)習(xí)強調(diào)學(xué)生在知識網(wǎng)絡(luò)中的自主探索和發(fā)現(xiàn)過程。在汽車設(shè)計教學(xué)中,通過引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探索,可以幫助他們更好地理解和應(yīng)用抽象的知識。
(1)開放式學(xué)習(xí)資源:提供豐富的學(xué)習(xí)資源,包括電子書籍、視頻講解、設(shè)計軟件和實際案例等,學(xué)生可以根據(jù)自己的需求和興趣自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容。
(2)問題驅(qū)動學(xué)習(xí):鼓勵學(xué)生提出自己的問題,并通過自主學(xué)習(xí)和探索尋找答案。例如,在學(xué)習(xí)汽車動力系統(tǒng)時,學(xué)生可以提出關(guān)于電動汽車動力系統(tǒng)的效率優(yōu)化問題,并通過查閱資料、進行實驗和與同學(xué)討論來尋找解決方案。
(3)學(xué)習(xí)社群與合作:建立在線學(xué)習(xí)社群,學(xué)生可以在社群中分享自己的學(xué)習(xí)成果、提出問題、互相討論和合作,共同探索和解決問題。
2.3 通過去中心化思想革新教學(xué)方法
地瓜理論強調(diào)知識的去中心化,通過去中心化的教學(xué)方法,學(xué)生可以在學(xué)習(xí)過程中自主選擇學(xué)習(xí)路徑和資源,形成一個多元化的學(xué)習(xí)環(huán)境。這種方法不僅有助于學(xué)生獨立思考和自主學(xué)習(xí),還能培養(yǎng)他們的團隊合作和協(xié)作能力。
2.3.1 去中心化的教學(xué)資源
在去中心化的教學(xué)模式中,教學(xué)資源不再集中在教師或教材上,而是通過多種渠道和形式分散開來,學(xué)生可以根據(jù)自己的需求和興趣,自主選擇和利用各種教學(xué)資源。
(1)開放式學(xué)習(xí)平臺:建立在線學(xué)習(xí)平臺,提供豐富的教學(xué)資源,包括視頻講解、電子書籍、設(shè)計軟件、案例庫等,學(xué)生可以隨時隨地訪問和利用這些資源。
(2)多樣化學(xué)習(xí)材料:提供多種形式的學(xué)習(xí)材料,如虛擬現(xiàn)實(VR)模擬、互動式學(xué)習(xí)游戲和在線實驗室,讓學(xué)生通過不同的方式進行學(xué)習(xí)和實踐。
(3)跨學(xué)科資源共享:與其他學(xué)科和專業(yè)共享教學(xué)資源,學(xué)生可以通過訪問不同領(lǐng)域的知識,擴展自己的學(xué)習(xí)范圍和深度。
2.3.2 去中心化的學(xué)習(xí)評價
傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)評價通常集中在教師的評估上,而去中心化的學(xué)習(xí)評價則強調(diào)多元化的評價方式,學(xué)生、同學(xué)、教師和外部專家共同參與評價過程。
(1)同伴評估:學(xué)生在完成項目或作業(yè)后,互相進行評估和反饋,通過同伴評估,學(xué)生可以從不同的視角獲得意見和建議,提升自己的設(shè)計水平。
(2)自我評估:鼓勵學(xué)生進行自我評估,反思自己的學(xué)習(xí)過程和成果,總結(jié)經(jīng)驗和不足,制定改進計劃。
(3)外部評審:邀請行業(yè)專家和企業(yè)導(dǎo)師參與學(xué)生項目的評審,提供專業(yè)意見和指導(dǎo),幫助學(xué)生了解行業(yè)需求和標(biāo)準(zhǔn)。
2.4 通過跨學(xué)科連接提升教學(xué)效果
2.4.1 跨學(xué)科課程設(shè)計
在汽車設(shè)計教學(xué)中,跨學(xué)科課程設(shè)計能夠幫助學(xué)生將不同學(xué)科的知識結(jié)合起來,全面理解和解決復(fù)雜的設(shè)計問題。
(1)課程整合:將與汽車設(shè)計相關(guān)的其他學(xué)科知識融入課程中,如材料科學(xué)、電子工程、計算機科學(xué)和環(huán)境科學(xué)等。
(2)聯(lián)合授課:邀請其他學(xué)科的專家和教授聯(lián)合授課,提供跨學(xué)科的視角和知識。
(3)跨學(xué)科項目:設(shè)計一些跨學(xué)科的綜合項目,要求學(xué)生在項目中應(yīng)用多個學(xué)科的知識。
2.4.2 跨學(xué)科學(xué)習(xí)資源
提供豐富的跨學(xué)科學(xué)習(xí)資源,幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中自主探索和應(yīng)用不同學(xué)科的知識。
(1)跨學(xué)科資源庫:建立一個跨學(xué)科的學(xué)習(xí)資源庫,涵蓋與汽車設(shè)計相關(guān)的各個學(xué)科的資料和資源,如材料科學(xué)、電子工程、計算機科學(xué)和環(huán)境科學(xué)等。學(xué)生可以隨時訪問和利用這些資源,進行自主學(xué)習(xí)和研究。
(2)在線學(xué)習(xí)平臺:利用在線學(xué)習(xí)平臺,提供跨學(xué)科的課程和學(xué)習(xí)資料。學(xué)生可以通過在線平臺學(xué)習(xí)不同學(xué)科的知識,并將這些知識應(yīng)用到汽車設(shè)計中。
(3)跨學(xué)科講座和研討會:定期舉辦跨學(xué)科的講座和研討會,邀請各個學(xué)科的專家和教授分享他們的研究成果和經(jīng)驗。學(xué)生可以通過參加這些活動,了解不同學(xué)科的最新發(fā)展和研究動態(tài)。
3 結(jié)論
通過地瓜理論非線性、去中心化和跨學(xué)科連接等核心要素,對汽車設(shè)計教學(xué)進行改革和實踐探索,不僅能提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維,還能培養(yǎng)他們的團隊合作和跨學(xué)科應(yīng)用能力,為未來的職業(yè)發(fā)展提供了堅實的基礎(chǔ)和廣闊的空間,對汽車設(shè)計教學(xué)具有重要的實踐意義。
基金項目:1、江蘇大學(xué)高等教育教改研究課題“面向智能汽車新經(jīng)濟的車輛工程產(chǎn)教融合,科創(chuàng)驅(qū)動育人機制研究”(編號:2023JGZD014);2、江蘇大學(xué)高等教育教改研究課題“交通強國戰(zhàn)略視域下交通運輸多元化人才培養(yǎng)模式研究”(編號:2023JGYB021)。
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