創新教育與汽車構造深度融合的實踐研究

屈小貞，田國紅，關亮亮，李 剛，鄭利民

創新教育與汽車構造深度融合的實踐研究

屈小貞，田國紅，關亮亮，李 剛，鄭利民

（遼寧工業大學 汽車與交通工程學院，遼寧 錦州 121001）

為適應現代化社會科技高速發展需求，高校更加注重培養具有創新思維和創新能力的大學生。文章基于應用型本科院校人才培養理念，通過開展創新教育與汽車構造課程深度融合的實踐教學研究，旨在從根本上提升學生的實踐能力和創新能力。實踐證明該研究不但能夠加快學生對汽車構造專業知識的吸取和歸納，還能在教與學的過程中提升學生學習興趣和創新實踐能力。

創新教育；深度融合；創新實踐

多數高校的汽車構造課程采用理論教學為主、實驗教學為輔的教學方式，注重學生的理論知識水平，卻忽視了學生創新實踐能力的培養，致使部分學生在實踐工作中存在創新能力不足的問題[1-3]。

為適應現代化社會汽車新技術高速發展的需求，相關高校高度重視汽車產業的創新教育，創新教育已成為建立科技強國的有力支撐[4-5]。隨著高校大學生創新活動的學習積累，創新活動項目與專業課程的融合需求越來越高，專業課程汽車構造與創新教育的深度融合也日趨重要[6]。

因此，要促使任課教師在進行汽車構造課程的教學過程中，結合創新教育授課方式激發學生學習興趣，不斷提高教師自身的教學實踐設計能力和學生的創新思維意識，增強學生對創新活動的理解和興趣。授課過程中要結合未來汽車新技術的發展需求，找到契合學生自身感興趣的創新主體，吸引學生主動參與到創新活動主體中去，進而在學習運用汽車構造知識實現創新實踐的鍛煉中提高學生的綜合實踐能力。

1 實踐研究內容

為更好融合創新教育與汽車構造課程的實踐研究，在汽車構造課程的授課過程中，要結合汽車結構知識聯系汽車新技術，找到契合學生感興趣的創新題目，讓學生利用汽車構造知識進行創新實踐活動，在學習中提高自身的專業實踐應用能力。因此，為吸引學生主動參與到創新課題中去，把汽車專業知識更好地融合到創新活動項目中，結合創新教育與汽車構造課程深度融合的實踐研究提出以下幾點內容。

1.1 創新教育融入汽車構造理論教學

在汽車構造課程的理論教學中，注重傳統汽車技術與新能源汽車技術的融合延伸。因多數新能源汽車技術是基于傳統汽車技術的升級演變，再結合控制理論技術實現汽車新技術的功能升級。例如基于機電一體化技術，傳統的機械操作系統被線控系統取代，實現了車輛線控底盤的集成控制，為無人駕駛汽車技術的實現奠定基礎。通過技術解析，把學生引入到新能源汽車技術的創新項目中，以提升學生的眼界和創新思維，最終致力于新能源汽車技術的快速發展。例如：指導學生完成車載定位系統和監控系統實現智能座艙域遠程救援功能等創新項目。在教學與創新的過程中極大地提升學生的創新思維和綜合實踐能力。

1.2 構建多維互動融合的實驗教學模式

由于汽車構造課程的實驗教學涉及的實驗設備很難在理論教學課堂同步呈現，因此，有必要在保障實驗教學內容的同時與理論教學緊密聯系起來。借助于多維互動融合的教學模式，建立學生之間、學生與小組之間、小組與老師之間的交流互動，提高學生在實驗教學過程中的主體作用。結合汽車實物結構，引導學生結合汽車構造課程學到的理論知識進行分析理解，對關鍵知識點做到真正意義上的融會貫通。同時，引導學生注重典型結構在新能源汽車技術中的功能延伸，做到舉一反三，鍛煉學生自身的創新實踐能力。例如：基于變速器行星齒輪的原理特性，引導學生對行星齒輪組合功能進行延伸講解，為以后的創新應用奠定理論基礎。

1.3 3D微模型在理論教學中的應用

理論教學過程中通過呈現汽車動畫結構與3D微模型相結合的教學模式，讓學生直觀感受動態的實物教學場景，由3D微模型對照其結構和工作原理，加深學生對課堂理論知識的理解和掌握。尤其是汽車底盤結構部分，結合3D微模型和新能源汽車技術的具體應用引導學生挖掘新的創新點，提升學生自身的創新思維能力，并把其應用到具體的創新活動項目中。例如：采用3D打印制造完成的變速器微模型，真實還原車用變速器的空間結構和工作原理，真正讓每個學生直觀理解感受車用變速器的原理再現。目前3D微模型主要基于變速箱和驅動橋模型的實現，通過3D技術完成行星齒輪的加工和購置高精度的軸承，實現變速箱行星齒輪組的組裝和運轉。

2 實踐研究方案

汽車構造課程與學生創新教育深度融合的實踐研究，主要是結合近年來新能源汽車技術的快速發展與應用，在授課過程通過具體講解傳統汽車技術和新技術的共性，基于“舊結構+新控制方法”“新結構+傳統控制方法”“新結構+新控制方法”等思路實現創新，提高學生對關鍵知識點的創新意識和創新思維能力。為融合創新教育與汽車構造的實踐研究需做到以下幾點。

2.1 傳統教學觀念的轉變

不再強調將學生的理論考試成績作為考核學生的唯一標準，注重在教學過程中“以創新促學，以創新促教”提升學生實踐能力，進而激發學生在汽車構造課程中的學習欲望，鼓勵學生結合汽車構造的專業知識，開展創新性活動項目。教學過程中注重結合汽車構造理論知識引導學生積極參與到“互聯網+”、挑戰杯等創新競賽活動中去。最終在不斷提高學生創新能力的過程中，促進學生對于專業知識進行潛移默化地學習。

2.2 以學生為主體設計教學過程

強化教學內容涉及的技術更迭，在教學過程中使學生“學中問、問中學”，根據汽車新技術需求利用誘導式方法引導學生大膽提出自己的疑問和創新想法。利用創新活動項目驅動，引導學生自主學習，探索汽車構造知識與創新主題的深度融合研究，在教與學的過程中極大地提升學生的創新思維和綜合實踐能力。例如：結合傳動系統中涉及的單向離合器結構，利用其正向轉動、反向鎖止的工作原理，指導學生設計完成了一種正反雙向連續踩踏驅動的自行車裝置，并完成專利申報和期刊論文發表等工作。

2.3 豐富課堂教學內容

在汽車構造課程的教學過程中，利用多維互動的教學模式，結合創新教育案例的驅動模式，結合行星齒輪在多擋位自動變速器中的組合應用以及寶馬公司主動式前輪轉向系統的應用等案例，帶動學生積極主動地參與到多維互動的教學模式中，助力學生對創新思維有一個全方位的認識和提升?；蚪Y合汽車構造中的一些系統結構演變，再輔以控制系統進而實現全新的功能。例如：多連桿機構在發動機可變氣門中的應用，通過多連桿機構實現氣門位移在不同工況下的氣門升程變化?？傊?，鼓勵學生積極參與發明創作，積極主動參與到創新活動項目中去。

2.4 增強實驗教學內容互動

結合汽車構造專業知識和學院購置的教學實驗設備，將汽車新技術應用作為創新活動學習對象，形成新的創新思維和創新項目，增強學生的學習興趣，更進一步激發學生參加科技創新活動的熱情。并在多維互動融合過程中，注重學生平時實踐環節練習，利用專利啟發模式，引導學生積極參與創新活動。結合以往專利授權案例（如ZL2016111440108，一種連續可變搖臂式氣門機構），給學生講解汽車構造專業知識點涉及的創新點和可行性分析，引導學生學習如何將創新設計融入專利設計思維中去，進而提升學生的創新思維能力，最終引導學生實現新能源汽車技術的思維創新和專利創新。例如：為滿足車輛實際行駛時的轉向操控輕便性和穩定性需求，通過控制行星齒輪組部件間的運動關系來實現不同的轉向傳動比需求，指導學生設計完成基于變速齒輪組的主動式轉向系統、專利申報和期刊論文發表。

3 實踐研究目標

通過創新教育與汽車構造課程深度融合的實踐研究，旨在提升學生汽車構造課程理論考試成績的同時，更好地激發學生的創新意識和創新思維能力，提升學生自身的學習興趣和實踐能力，為學生下一步的高質量就業打下堅實基礎。因此，通過創新教育與汽車構造課程融合實踐研究可以實現以下幾個預期目標。

3.1 提升學生創新意識和思維

汽車構造課程中3D微模型輔助的課堂教學，為學生提供了理論聯系實踐且生動的課堂環境，能夠讓學生真正地體會到學以致用的樂趣。尤其在汽車構造課程中結合3D微模型，利用多維互動融合的教學模式，極大地激發學生的學習興趣和創新意識。因此，下一步的教學實踐環節中會結合3D打印制造完成的自動變速器模型，課堂上同步呈現自動變速器的空間結構和工作原理，讓學生直觀體驗行星齒輪組的組合演變。

3.2 提升學生參與創新活動的綜合能力

在參與創新活動項目的同時，結合“以賽促學，以賽促教”的教學指導思想，旨在鍛煉學生的綜合實踐能力。同時在學習汽車構造課程的過程中，學生帶著新技術的應用問題注重了理論基礎知識的提升，其學習目的性更強，學習目標更為明確。

3.3 提高學生就業質量

通過汽車構造與創新教育深度融合的實踐研究，在培養學生將專業知識和創新思維應用到汽車新技術發展中的工程實踐能力中，為下一步的高質量就業打下堅實基礎。通過跟蹤調研多位往屆學生的就業情況，借助創新活動項目獲得的創新實踐經歷和相關專利證書，極大地提高了其在外校研究生入學復試或企業入職面試工作中的通過概率。

3.4 參與創新項目的學生人數增多

通過汽車構造課程內容與創新教育深度融合的實踐模式，有助于提升車輛專業學生對汽車構造知識的掌握，促進學生對汽車新技術應用的融合，提高學生對創新活動參與的積極性，最終促使更多學生積極主動地參與到各種相關的創新活動項目中去。比如近年參與“互聯網+”等創新競賽活動的學生人數均在增多。

3.5 提高學生汽車構造的綜合成績

新的汽車構造課程教學模式從根本上改變以往學生“填鴨式”的被動學習模式，讓學生從內心里以興趣為導向，以創新為動力，進行自主學習，分析問題能力得到質的提升。新的教學模式不但提升了學生的綜合實踐能力，還改掉了以往學生學習興趣不濃，積極性不高等問題。

4 實踐研究成果

雖然通過創新教育與汽車構造課程深度融合的實踐研究，指導學生取得了一些創新成果。但在創新教育研究過程中也存在一些難題，比如3D微模型在課堂上的呈現。雖然3D打印技術和智能化制造技術對于汽車結構部件制造加工來說已經成熟，但其教學成本較高，尤其加工精度直接影響經濟成本和模型運行精度問題。

總之，要把汽車構造理論知識融入創新項目的實現過程相對不易，通常需要通過理論教學和實驗教學來提升學生對汽車新技術的認知，根據汽車構造課程中的汽車底盤結構和電子控制技術，再結合學院實驗室現有的實驗平臺來引導學生參與到汽車新技術的創新項目中去。

過去的幾年時間里，在講解汽車構造課程的過程中，基于汽車底盤不同系統的功能結構完成多項創新課題，先后指導學生30余人參與大學生創新項目，并多次獲批遼寧省大學生創新項目；20余人參與“互聯網+”、挑戰杯等競賽活動；40余人參與專利申報和期刊論文發表，通過創新活動累計獲批專利或發表期刊論文10余項。其中基于省級大創項目“一種除冰霜智能雨刷裝置的結構設計及控制研究”和“一種正反雙向踩踏驅動自行車裝置的設計研究”等研究的設計方案申報了相關的國家發明專利，最終為專業發展和學生綜合實踐能力提升帶來質的飛躍。

5 結語

汽車構造課程與學生創新教育深度融合的實踐研究將以學生為主體的培養模式，在教與學的過程中極大地提升學生的創新思維和綜合實踐能力。教師和學生在“以創新促學，以創新促教”中均能提升實踐能力，為車輛工程專業的發展作出應盡的義務。創新教育為在校大學生提供了更好的實踐機會，把汽車構造課程與創新活動深度融合起來，將會給車輛構造課程的實踐教學帶來質的飛躍，讓學生的專業實踐能力得到綜合提升。

因此，為契合應用型本科院校人才培養理念，培養出社會急需的創新型人才，很有必要開展創新教育與汽車構造課程深度融合模式的實踐研究，將創新教育根植于汽車構造課程中，旨在從根本上引導學生積極參與創新活動，讓學生對汽車構造知識學以致用的認知深有體會。

[1] 張柳,閆羲昊, 侯俊劍,等.新工科視角下《汽車構造實驗》課程的探索與實踐[J].汽車實用技術,2021,46 (14):185-187.

[2] 孫輝,李浩東.新工科背景下汽車構造實驗課程教學改革與探索[J].汽車實用技術,2022,47(19):157-160.

[3] 郭展宏,王紅飆,李傳峰,等.新時代下《汽車構造》課程的教學與實踐[J].汽車實用技術,2022,47(13):127- 129.

[4] 王艷杰, 曹鳳萍,王慧文,等.創新創業教育與《汽車構造與性能使用》課程深度融合探究[J].內燃機與配件, 2021(10):251-252.

[5] 譚草, 葛文慶,李波.工程教育認證體系下的專創融合課程教學改革與實踐[J].教育教學論壇,2021(35): 65-68.

[6] 羅博.創新創業教育與《汽車構造》課程深度融合研究[J].時代汽車,2022(5):29-30.

Practive Research on Deep Integration of Innovative Education and Automobile Construction

QU Xiaozhen, TIAN Guohong, GUAN Liangliang, LI Gang, ZHENG Limin

( School of Automobile and Traffic Engineering, Liaoning University of Technology, Jinzhou 121001, China )

In order to adapt the rapid development needs of technology in modern society, the university pay more attention to students with innovative thinking and innovative ability. Based on the concept of talent cultivation in application-oriented undergraduate colleges, the practical teaching research of deep integration of innovative education and automobile construction course, aims to fundamentally improve student's practical and innovative ability. The practical research is proved that it can't only accelerate students' absorption and induction of professional knowledge of automobile construction, but also greatly improve students' learning interest and innovative practice ability in the process of teaching and learning.

Innovative education; Deep integration; Innovative practice

G640

A

1671-7988(2023)19-174-04

10.16638/j.cnki.1671-7988.2023.019.034

屈小貞（1980－），男，博士，講師，研究方向為車輛系統動力學及控制，E-mail:82707780@qq.com。

遼寧工業大學教改項目（xjg2022084）。