汽车制造工艺及装备课程教学改革与实践

1、汽车制造工艺及装备课程教学改革与实践 引言 汽车制造及工艺装备 是车辆工程专业的一门重要的专业 课，具有工程实践性强及多学科知识交叉应用的特点， 是我校重 点建设课程之一。 该课程面向即将在车辆工程及相关领域从事汽 车设计、制造、试验、研发、生产组织与管理、教学等方面工作 的应用型或应用研究型高素质专业人才， 设置了汽车制造系统概 论、汽车零部件常用工艺方法、典型零部件制造工艺及装备、汽 车整车制造工艺及装备、汽车制造新技术新工艺等主要内容。 一、存在的主要问题及原因 首先结合近三年试卷分析结果， 并向学生发放课程学习情况 调查表， 分析总结授课效果。 其次走访汽车企业及工程技术人员 特别是毕

2、业于车辆工程专业的员工进行座谈， 了解其对学科知识 结构的认识和对工艺知识的需求。 根据调查结果分析总结目前尚 存在的主要问题及原因。 （一）课程设置内容 汽车制造工艺课程中很多理论知识与基础课程（如机械 制造基础等）重复，而在整车制造四大工艺及装备方面不够全面， 对汽车制造系统性也少有涉及。 根据国产汽车结构不断优化的需 求及轿车产量占比约 45%的实际状况，以及汽车企业反馈的人才 能力需求信息， 该课程设置中某些主要教学内容已经不能满足专 业需要，应及时予以调整并更改教学大纲。 （二）教材与教学设施 急需与上述改革配套的新教材， 以轿车制造工艺为主线，在 层次上更为清晰、理论上更为系统和严

3、谨、内容上更为新颖实用。 此外，配套的教学模型、实物严重缺乏，学院仅有的三坐标扫描 仪及车门焊接夹具实验台架功能有限， 需要进一步扩展相应工装 以丰富实践教学内容。 （三）教学方法与手段 该课程以理论教学为主。 受汽车生产企业技术保密约束， 公 开发布的具体图像和视频较少，部分教学难点缺少视频和动画等 多媒体技术的支持。对于专业基础较差、空间想象力不高的学生 来说，简单的工艺方法尚能理解， 但复杂抽象的装备内在结构由 于缺少客观认识则很难掌握其工作原理。 （四）工程实践环节 汽车制造工艺及装备是一门实践性较强的专业课。由于技术 含量较高的汽车企业大多是合资或外资企业，这些企业自身无义 务接纳学

4、生实习，即使接受也得不到经济利益甚至还会影响生产 进度，更担心学生违反纪律发生人身安全事故，这使得汽车制造 工艺实习基地数量非常少，实践教学难度很大。此外，由于汽车 制造生产过程的高度自动化和生产装备的精密化，学生在参观性 的实习中能学到实质性内容日益减少； 某些技术和知识因企业保 密制度使学生难以接触或近距离观察； 学生在整个实习过程中只 在车间参观实习， 缺少实际参与和演练。 这些都使学生的积极性 受到影响，实习效果达不到实践教学的综合性要求。 （五）考核内容与形式 该课程考核采用期末考试成绩占比 80%（考核基础知识、基 本理论和基本原理） +平时成绩占比 20%（考查平时课堂表现、 作

5、业、出勤等）的模式，百分制；实习成绩则主要考核学生的实 习报告和实习总结的撰写质量， 5 级分制。由于期末考试成绩占 比较大，很多学生平时不认真学习，到期末突击复习死记硬背。 这种模式不能全面评价学生对专业知识的掌握程度， 更无法合理 考核学生的专业素质和综合能力， 因此不能全面反映教学效果和 教学质量，也不利于提高学生的知识应用能力和创新能力。 二、课程教学改革的基本思路 针对以上教学中存在的问题， 结合本校实际情况， 依据车辆 工程专业人才培养目标及总体建设规划，确定课程改革基本思 路。首先根据课程建设目标重构课程内容体系， 注重本课程的安 排及与其他课程内容的衔接； 再依据学生学习认知的

6、特点探索相 应的授课与考核方法； 同步开展相应教学资源的建设； 改进实践 教学环节， 强化实践教学效果。 结合重点课程建设项目推动课程 的教学研究与实践。 三、课程改革内容及实践 （一）课程设置内容的改革 汽车制造工艺及装备内容广泛， 涉及多个领域。 整体上需要 将整个内容梳理成层次清晰的知识网络， 在保证本课程知识的系 统性同时兼顾与其他相关课程的关联性。 此外， 实践教学最好应 同步实施而不是等理论教学完成后再实习。 如图 1，课程知识体系分三大部分，由概论、发动机和底盘 制造工艺及装备、 车身制造工艺及装备及内饰件和总装配工艺构 成。具体细节上对与机械制造基础等课程相同的内容或删或减，

7、强化典型零件、 补充非常规工艺； 强化零件制造过程控制以及产 品质量分析和判别等方面的理论知识和技能， 使学生对汽车零部 件及其整机的制造过程形成系统性、 关联性的思维方式和知识构 架。 其中，零部件与车身制造工艺及装备是课程核心内容， 系统 性及专业性较强， 占用绝大多数课时。 这部分内容在进行课程整 体设计与开发过程中， 需划分学习项目并细化学习任务， 并根据 学习任务的重要性和难易程度， 赋予每个任务不同权重。 实践环 节则分为两大部分， 新增的、 贯穿于零部件制造工艺中的课程设 计及分散在车身制造工艺及装备中的实习， 与理论教学结合较紧 密。最后根据课程内容体系重新修订了教学大纲及修改

8、教案， 落 实各环节的教学目标和教学内容。 （二）教材与教学设施改革 1. 教材。根据上述课程内容，新编写了汽车制造工艺及装 备教材。该教材较全面系统地阐述了现代汽车生产体系、汽车 典型零部件的生产工艺和设备、整车制造四大主要工艺及装备 等，并单独或在各章中介绍了汽车生产工艺及装备的发展历程、 先进的整车和零部件制造技术及其发展趋势等。 每章所附的思考 题和推荐阅读书目有益于掌握和理解课程的重点难点内容， 补充 阅读资料有助于扩展读者的思路和视野。 该书编者中有一直从事 高校教学科研工作的教师和多年在汽车生产企业工作的工程技 术人员，也有兼具两种经历的作者。因此，该书主要特点之一是 内容借鉴企

9、业生产工艺文件， 密切结合实际， 有助于加强学生对 理论知识的理解， 使之进入汽车生产企业后尽快适应实际工艺技 术环境、掌握工艺技能； 特点之二是通过综合分析大量相关资料， 对汽车制造工艺、 设备的一些概念和内容进行了重新归纳、 阐释 和澄清， 使其内涵更加准确； 特点之三是跟踪先进的生产加工技 术，编入了相应的新知识、 新技术和新工艺， 具有一定的前瞻性。 2. 教学设施。 考虑学院现有条件， 在三坐标扫描仪基础上配套设 计一种多功能夹紧装置， 方便使用和提高测绘速度。 购置若干通 用和专用夹头扩展车门焊接夹具实验台架功能。 利用快速成型机 3D打印自行设计的连杆铣床夹具、曲轴轴瓦钻模等相应

10、工装以 丰富实践教学内容。 （三）教学方法与手段改革 任课教师应具有一定实践经验，授课时以教材内容为主线， 结合生产实际案例，生动而灵活的运用学科知识。因课时有限， 不可能在规定学时内完成上述所有教学内容， 所以讲授时应突出 教学重点，将非重要或简单易懂章节改为自学， 如汽车制造装备 发展历史变迁、 弹簧类和粉末冶金类及内饰件等。 重点章节除思 考题外，让学生针对自己感兴趣的主题撰写一定篇幅的小论文。 要求每个同学有不同的题目， 通过查阅资料或者到实习工厂去观 察后独立完成， 培养学生的学习兴趣、 独立学习能力和应用知识 的能力。 为了增强学生对该课程内容的直观认识， 提高学生的学习兴 趣，根

11、据新教材编制的多媒体课件，增加曲轴、箱体、冲压、焊 接、涂装及装配等视频教程。 （四）工程实践环节改革 如前所述， 本课程是一门实践性较强的专业课， 需要将工程 实践贯穿于课程教学， 这对保证教学质量具有关键作用。 可充分 利用实习阶段的有利条件， 由单一的汽车制造实习拓展为涵盖工 艺装备课程设计、汽车制造生产线参观实习、汽车销售4S 店参 观等多方位的实习模式，重新整合汽车制造工艺实践教学内容。 其中，以生产线参观实习为主， 以课程设计及参观汽车销售为辅。 1. 工艺装备课程设计。 采用团队教学法， 在阶段理论教学完 成后分组让学生对一个具体的汽车零部件进行工艺分析及工装 夹具的设计和制作。

12、 首批以连杆和曲轴制造工艺为例， 进行了连 杆铣槽夹具和曲轴轴瓦钻模等简易工装的设计尝试， 从优秀设计 中选出代表性作品利用 3D打印机成型。通过这一环节使学生基 本掌握该课程的关键知识， 初步形成工程意识。 在此基础上探讨 以学生为主体的创新实践活动， 鼓励学生利用学到的知识参与创 新设计大赛，提高学习兴趣。 2. 生产线参观实习。 参考卓越工程师教育培养计划的核心要 求，与校企单位合作，探讨提高实践环节质量的有效方法。这阶 段需适时结合课程进度和企业生产安排， 带学生到企业参观生产 线，具体内容为典型零部件的生产工艺和设备、 整车制造四大主 要工艺及装备。在此环节中教师既是组织者也是实施者

13、，因此， 必须加强实践教学师资队伍建设。 具有硕士以上学历和具有高级 职称教师应占据一定的比例， 以保证实践教学教师在层次、 结构、 数量上科学合理地满足教学的正常运转。鼓励教授、资深教师、 博士研究生参加实践教学以及实践教学工作。 3. 汽车销售4S店参观实习。这阶段的目的主要是了解汽车 制造后的销售过程， 同时了解不同结构、 不同价格的零件在制造 工艺方法上的区别与联系。对汽车制造下游企业有初步的认识。 （五）考核模式与内容改革 1. 考核模式改革。理论课考核采用过程性考核 +水平性考核 的模式。 过程性考核贯穿学生的整个工作学习过程， 注重培养学 生的工程素质和职业习惯； 水平性考核主要

14、考查学生的知识掌握 情况，分期中和期末两阶段实施（ 1+1 模式）。整个考核成绩由 阶段考试 30%+期末考试 40%+平时成绩 20%构成。实践环节的考 核突出对学生能力的考核，以成果性考试（设计图纸质量等）和 结合实习报告现场提问为主， 由组员互评、 组长评价和指导教师 评价三部分进行综合评价。 2. 考核内容改革。 丰富考试题型， 弱化对学生基本概念和基 础知识的记忆性考核，突出对重点知识的理解、分析及应用。加 强了中期考核力度。 改进了平时成绩考核的方式， 弱化了考勤成 绩，突出对学生在知识整理、工艺设计方法、分析问题能力等方 面的考核， 促进学生的日常自学与阶段性复习。 在综合题型中注 重结合工程实际问题的应用。 3. 建设试题库。根据新教学大纲要求对原有试题进行调整， 更新、补充和修改完善。丰富考试题库，力求多题型、多层次。 将考核内容以试