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按悬浮方式分,磁悬浮机构可分为排斥式和吸引式两种类型。排斥悬浮的优点是对应于负荷上下位置比较稳定,但为防止其侧向移动而需垂直导向;吸引悬浮的优点是左右位置比较稳定,但上下位置不能调整,左右位置需导向。按动力来源分,磁悬浮机构可分为电磁悬浮和永磁悬浮两种类型。电磁悬浮系统是通过控制电磁铁的电流来达到控制间隙、悬浮物体的目的。目前,磁悬浮产品的研制尚主要限于超导技术、电磁技术范畴,其在振动控制中亦主要用于主动隔振。随着超导技术的飞速发展,磁悬浮列车已步入实用化阶段,磁悬浮轴承在工业中获得了越来越广泛的应用。但因电磁悬浮系统需要较强的动力供给,控制系统较复杂,技术水平要求较高且价格昂贵,从而限制了其在工程中的应用。永磁悬浮系统是利用永磁体的磁感现象以及永磁体之间的斥力和引力来达到悬浮的目的。20世纪70年代以来,永磁材料的应用范围日益扩大。目前,永磁材料已进入第三代,并在磁性材料的研究上取得了重要突破。Nd-Fe-B系永磁材料被称为现代磁王,其潜在磁能积的理论值高达525.4KJ/m3,能推起相当于自身重量640倍的重物,而一般铁氧体也能推起相当于自重120倍的重物。由于永磁悬浮系统具有技术实施及维修保养水平要求不高、成本较低等优点,其在工程中的应用愈来愈广泛。
目前,成熟的磁悬浮系统在汽车工程中的应用较少,但磁悬浮技术在磁悬浮列车中的应用给我们带来了启示:既然采用磁场作为弹性介质的磁悬浮列车比采用钢板弹簧和螺旋弹簧的旧式列车有更好的减振性能,那么将磁悬浮技术应用于汽车也应当有类似的结果。因而,一些有识之士已开始探讨将磁悬浮技术应用于汽车工程中。本文综述和分析、探讨了磁悬浮技术在汽车工程中的应用,并展望了应用前景。
2磁悬浮技术在汽车主动悬架中的应用
通过改变电磁铁线圈中电流,不但可以改变电磁力的大小,而且可以改变电磁力的方向。因此,可基于电磁铁设计汽车主动悬架系统[1,2>。汽车磁悬浮主动悬架系统的工作原理框图如图2所示[1>,主动悬架系统的机械部分由工作缸筒、永磁体和铸钢体等组成。控制系统由电子元件、超声波传感器、控制器、功率放大器和线圈组成。由超声波传感器检测位移激振信号,该信号转换成电信号后经过控制器处理,来调整线圈电压的大小,使作用在铸钢体上的力发生变化,达到调整系统刚度和阻尼系数的目的。为了克服主动悬架系统中电磁力控制稳定性差和电磁悬浮刚度小等缺点,可采用弹簧和电磁力共同构成悬挂系统的刚度,仿真结果表明,由于电磁悬浮主动悬架系统的控制器参数可调,使得该系统具有很好的动力可调特性,其刚度和阻尼在线可调。但电磁悬浮技术在汽车主动悬架中的应用还有许多问题需要进一步研究,如系统参数优化,控制策略和算法,电磁悬浮系统的工程实现等。
3磁悬浮技术在汽车减振器中的应用
如采用由两块同极相对的高强度永久磁铁产生的磁场作为汽车减振器的弹性介质,两磁铁同极间的斥力随着两磁级间距离的减小而变大,因此具有良好的非线性刚度特性,而且可根据负载自动调整刚度及车身高度,可以很好地满足汽车行驶平顺性的要求。
一种磁悬浮汽车减振器的结构如图4所示[3>。此磁悬浮减振器的弹性力主要由上、下主磁铁29、18的N极间的排斥力产生。行程开关触点11通过连杆2与活塞柱1相连接,塑料套筒19、26和橡胶隔块32、33起限定聚磁磁铁16、31、34位置的作用,密封圈4起防尘、密封的作用。当活塞柱1相对压盖5向上运动时,弹簧7起缓冲的作用,当活塞柱1相对基筒6向下运动时,橡胶垫片17、20、30起缓冲的作用。固定片27与橡胶垫片17间的空腔内充有油液,导管15分别与套筒8及一储液罐(上部空腔内充有气体)相连。当该减振器被压缩时,套筒8内的油液通过导管15进入一储液罐,由于此时储液罐内的阻尼片可随油液上升,所以油液阻力很小。当该减振器被压缩后复原时,活塞柱1向上运动,储液罐内的气体压力较大,把油液下压,经阻尼片上的阻尼孔压回套筒8内,油液经阻尼片上的阻尼孔时发热,振动能量转化为热能。另外,通过控制电路液力左右移动活塞柱24,可运用聚磁原理调整减振器的刚度特性,并可改变减振器的长度,从而调整车高。
由以上可以看出,此磁悬浮减振器原理正确,具有很好的可行性,但其减振性能仍需做深入细致的仿真分析和实际试验验证。值得一提的是,通过上、下主磁铁间充有油液的方式缓冲振动一方面会增加减振器的加工技术要求(如密封技术),另一方面会使减振器发热,而温度对磁性材料的性能有一定的影响,如采用加装散热片散热,将使结构更趋复杂。如采用将此减振器与一阻尼器并联的工作方式,可能会具有更好的可行性。
为克服排斥型磁悬浮系统刚度大、难于控制的缺陷,可采用线性弹簧和非线性磁浮装置组合的方法设计汽车座椅[5>,使该座椅具有小变形时较“软”的线性特性,大变形时较“硬”的非线性特性。试验结果表明,该种座椅隔振性能良好,基本相当于半主动隔振系统,抗冲击性能良好,可克服常规座椅在大载荷下“撞底(bottoming)”的现象,同时该种座椅还具有行程小的优点。
5磁悬浮技术在救护车担架隔振中的应用
一种救护车磁悬浮担架的结构如图6所示[6>,该磁悬浮担架由支架、安装在支架下方及地板上方磁极相对的上磁体和下磁体、支架与地板之间的四边形连杆机构组成。在上述两块磁体的作用下,担架支架通过四边形连杆机构悬浮在地板上,从而可有效吸收担架支架的振动。
6.1磁屏蔽问题
磁场是否损坏人体健康、能否有效屏蔽是磁悬浮技术在汽车工程中应用最值得注意的主要问题之一。在现有磁悬浮技术在汽车工程中应用方面的文献中,对磁屏蔽问题都没有述及,但该问题已在磁悬浮列车中得到有效解决。根据日本的报告,磁悬浮系统形成的电磁回路所产生的磁场,仅相当于地磁,对人体丝毫不会产生危害。而德国的测量结果更明确:坐在他们的磁悬浮列车上所感受到的磁场影响,小于坐在4米远的地方看一台21英寸的黑白电视机。因此,根据磁悬浮列车的研究成果,磁屏蔽问题能够在汽车工程中应用的磁悬浮机构中得到有效解决。
6.2磁悬浮系统阻尼问题
在现有的磁悬浮机构中,有些系统采用磁悬浮与阻尼器并联使用的方式[2,3,5>,有些系统仅采用了磁悬浮方式,未加阻尼[1,6,7>。有的研究者认为,磁悬浮自身可产生阻尼,且阻尼因子d=0.23[7>,有的研究者认为,磁悬浮自身产生阻尼是因相位变化而引起的[5>。磁悬浮系统的阻尼是自身产生还是因导向机构的摩檫力造成,其产生阻尼的机理如何,尚需进一步研究。
6.3正负刚度不对称问题
磁悬浮系统正负刚度不对称,即向下压缩时的刚度大于向上运动时的刚度,从而造成了磁悬浮系统时域振动曲线的非对称性,这一问题在磁悬浮系统设计中值得注意。
1.明确实践教学的目标及任务。
汽车工程专业实践教学目标在于培养学生的“三种能力”,即基础理论学习及应用能力、工程综合实践能力和创新能力。因此,汽车工程专业实践教学应遵循理论和实践并重的原则,以基本原理、基本方法为基础,加强设计性、综合性和创新性实验,注重实践教学各个环节的交叉融合,并强调专业实际技能训练,充分运用现代信息技术和手段,实施开放式实践教学管理模式实现资源共享,全面提高学生的综合素质和工程实践能力。
2.整合优化实践教学内容。
针对汽车行业对专业人才的需求新特点,汽车工程专业实践教学应在继承传统内容的基础上创新,通过对原有实验课程的整合,实现实验教学内容体系的整体优化。按照基础性、综合设计性、创新研究性实验的“三层次”要求精选实验内容。例如,经论证后删除了原有的内容陈旧的验证性实验项目,其内容在汽车实习中完成,合并内容重复或类似的实验项目,减少验证性实验的比重,提高设计性试验项目的比重,增加并充实与工程结合的综合性设计性实验项目和内容,使基础性实验所占比例≤15.%;重新编写相应的实验教学大纲和实验指导书,将部分教师科研成果引入实验教学中,实施以科研促教学,增加了综合性、设计性和研究性创新型实验。同时进一步推广和完善了汽车构造类实验的教改成果,以现行的汽车工程实验体系为基础,根据交通、机械大类的汽车构造实验教学的需要,构建适合大交通学科的汽车工程实践教学内容体系,独立设置汽车构造实验、汽车发动机性能实验、汽车电器与电子实验等实验课,进行单独考核。
3.协调实践教学环节改进教学模式。
重视基础训练,从基础到综合、从设计到研究探索循序渐进,符合学生的认知规律。通过建立开放型的实验平台,为学生自主创新试验和教师科研创造了有利条件。做到了教学、科研、学科三位一体,实践教学与理论教学并重,两者分工联系,在教学内容上融合,在功能上互为补充,在时间安排上互相协调,合理衔接,实现了三个转变,即从单一的专业教育向全面素质教育的转变,从传授知识向培养知识迁移能力、创新能力的转变,从教师为中心向教师为主导,学生为主体的转变。
4.构建开放式教学平台提高利用效率。
实践教学平台是学生开展实验的物质条件,针对学生能力要求与培养层次目标,需配备多种实验平台。在加大实践教学平台及实验教学设备建设的同时,更重要的是构建开放式实践教学共享平台,提高教学实验设备利用效率。
二、实践教学体系的建设内容
根据实践教学的目标定位及建设思路,将汽车工程实践教学体系细分为如下页图1所示的包括三个教学层次、四大教学模块及三种教学模式。
1.教学定位的层次化。
根据能力培养的不同,将汽车工程实践教学分为三层次,即基础理论实验、综合设计实验、研究创新实验。基础理论实验通过专业基础实验、认知实验等教学环节让学生掌握基本知识、基本技能,夯实专业基础;综合设计性实验用于提高学生综合运用专业知识解决工程实践问题的能力;创新提高性实验主要面向优秀学生,着眼于培养学生综合能力和研究创新意识。
2.教学内容模块化。
根据我校汽车工程实践教学的目的定位,将现有教学内容进行整合,建立如下四个教学模块或平台。
①汽车基础实验模块,包括汽车构造实验、发动机性能实验、整车性能实验、汽车电子电器实验,此外还包括工科理论基础实验、机械类专业基础实验等。通过本模块的实验教学,让学生掌握汽车构造、汽车理论、汽车电子等基础知识应用能力。
②综合设计实验模块,包括汽车数字化设计实验、汽车CAE实验、汽车性能仿真实验、汽车电控系统设计实验等,其主要作用是让学生能够根据综合利用理论所学,通过包括汽车结构设计、汽车电子系统设计、汽车性能仿真分析等实验,培养自己的综合设计能力和分析解决问题能力。
③实践技能实训模块,包括汽车驾驶实习、发动机拆装实习、整车拆装实习、汽车维修实训等,以此培养学生的实际操作和动手能力。
④研究创新实验平台,根据我校实际特点,建立了包括大学生创新实践基地、汽车碰撞安全实验室、汽车安全仿真实验室、汽车零部件性能实验室等。这些是学生参加科技活动、获取科学研究方法的基地,重在培养学生的创新意识、实践能力。
3.教学模式开放化。
建立开放式实验教学平台,实现网上预约,形成以学生为主体的开放性、自主性、创新性的实践教学模式。实验内容和项目的开放,不但提高了实验设备的共享程度和使用率,给学生自主学习提供了良好的实践环境,同时也为学生拥有扎实、宽厚的专业理论基础提供了硬件保障。
三、结语
关键词:汽车工程;CFD技术;应用
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.135
1 汽车外流场分析
1.1 车身整体外部流龇治
近年来, 随着赛车行业的不断兴起,对于赛车的要求也越来越高。传统的赛车具有稳定性差、操作不灵活等缺陷。为了弥补这一缺陷,越来越多的设计师绞尽脑汁。其中,CFD技术可以对车身表面的压力场、速度场、气动力以及启动力矩进行准确计算,最终得出风阻系数的设计参数。目前,CFD技术已经广泛应用于汽车行业,以设计师SatyanChandra为例,此设计师应用CFD技术对车身外形的流场进行计算,降低了赛车在户外的空气阻力,提高了赛车运行过程中的稳定性。设计师高富东利用RNGK-ε湍流模型、流体体积法(VOF)和压力隐式算子分割(PISO)算法,对两栖车车体的相关数据进行分析,解决了传统两栖车在行进过程中误差不断加大的缺陷。王新宇等设计师则对流罩状态、驾驶室与货箱间距和侧防护板的风阻进行分析,研究降低其阻力的方法。实验结果表明:导流罩对降低带货箱的阻力有着不可代替的重要作用。
1.2 汽车局部流场分析
随着人民物质需求的不断增加,人们的安全意识与审美意识都在不断地提高。所以,对于汽车行业来说,汽车设计在保证安全的同时也必须保证外形以及细节的美观。传统汽车的整车外流场普遍具有噪声大、形式复杂的缺陷,而导致这些缺陷的主要原因在于:车轮、门把手的局部流场过大。因此,近年来设计师的主要改革方向都是针对于局部套件而进行的,人们也越来越希望局部套件对整车性能的影响力度最小化。相关研究人员利用Fluent软件分别研究了三种情况:第一,侧窗全连接后视镜基座模型;第二,侧窗半连接后视镜及做模型;第三 ,门外板连接后视镜基座模型;分析了三种情况对车身附近流场的影响情况。研究结果表明:门外板连接基座的造型加大了侧窗气流的流通性,同时转动的车轮又加大了车身下部的气流。当车轮转动时,会降低车身附近以及汽车侧面与地面的阻力数值。傅立敏通过研究影响汽车外流畅的因素时发现,车轮辐板的面积与孔数跟整车以及车轮的气动阻力有着一定的联系。
2 发动机内部流动分析
2.1 进排气过程分析
由于发动机进排系统内的气体流动具有复杂、变化性强以及分布不均的特点,所以,一般的方式无法准确地判断发动机的内部情况。但是利用CFD技术可以准确地模拟出发动机流道内的气体流动、速度以及湍动能的分布情况。根据研究,不难发现,由于空气滤清器在发动机内有着不可替代的重要作用,所以其质量的优劣程度也是影响发动机性能(例如:使用寿命、经济性)的主要因素之一。综上所述,相关研究人员利用CFD技术研究了空气滤清器的内部流场,具体分析了各种因素对空气滤清器的影响规律以及各因素之间的潜在联系。进气道也是影响发动机的重要因素之一,其合理性是混合气体形成、更换的重要环节,其中螺旋进气道的设计是整个气道设计的重难点。
研究人员对高升功率柴油机高压差螺旋进气道进行了CFD稳态分析,利用分析结果对一维非定常模型进行气门流通系数修正,根据修正的仿真模型进行改进设计的进气道具有良好的进气性能。研究人员利用CFD技术对排气系统中紧耦合催化转化器、二级催化转化器、主消声器和副消声器等部件进行数值计算,分析其流动特性,找出各部件排气背压的产生原因并改进结构,得到了很好的效果。
2.2 缸内分析
随着环保理念的深入人心,以及油费价格的不断上涨。促使出现了一些循环利用性较强,较为环保的新技术。例如:高压电控喷射、汽油直接喷射等。但是,新技术的产生也要求相关人员必须提高自身的专业素养,增强对发动机内部的工作流程以及细节内部的了解程度。但是,利用CFD技术能够将发动机的工作流程以及内部细节简单化,让每一个工作人员能够更加显而易见地明白与了解缸内物体的运动过程、燃油粒子的空间分布、燃烧过程的进展状况。
相关人员进行了以下三种研究:第一,对发动机内部常用的物理模型、计算方法以及网络生成技术进行分析,总结其各自的特点;第二,利用CFD技术对喷雾破碎模型的孔式喷嘴流动模型和基于表面波不稳定性理论的WAVE模型、KH-RT模型、HuhGosman模型和LISA模型进行深入分析;第三,对针阀偏心时各喷孔内部空穴的特性进行分析,其结果显示:影响喷孔出口流动分布的主要因素在于:入口处的低压回流区域。内燃机的燃烧过程具有一定的复杂性,相关研究数据表明:内燃机的燃烧模型、CFD技术、湍流特性以及化学特性之间存在着相辅相成的关系。
2.3 舱热管理分析
发动机舱的内部结构具有热环境复杂的特点,这就要求设计师必须注重这一特征,根据这一特征展开设计。若发动机舱的内部结构不合理就会出现冷却空气不流通、舱内温度过高的现象。相关研究人员根据Fluent软件模拟了发动机舱内气体流动的情况,结果显示:导致发动机舱过热的根本原因在于:冷却气体的回流。根据这一现象,相关研究人员建议利用增加阻风板的方式,降低舱内的温度,保证冷却空气的正常流动。研究人员还计算了舱内的空气流动数值以及传热数值,对不同大小风扇在舱内的不同情况进行分析,总结排气窗位置的不同,对舱内冷却效果的不同影响。
3 结语
汽车的设计与制造是一个系统性的工程,我国的汽车工业应当从基础制造能力出发通过不断积累提升自身的基础制造能力,同时运用先进的计算机技术可以对汽车进行前卫的设计,为汽车的生产提供理论基础,降低汽车后期的生产成本提升汽车的可靠性。
参考文献:
[1]董贵杨,谭华,杨自双,周春华,谭业发.CFD技术在汽车工程领域中的应用研究[J].机械工程与自动化,2014(03).
中国汽车工程学会于2003年10月14日~16日在北京昆仑饭店举行“中国汽车工程学会成立40周年庆祝大会暨2003中国汽车工程学术年会”。参加庆祝活动的有对汽车工业做出重要贡献的老一代专家、工作在科研生产一线的中青年科技工作者、大型企业集团、科研单位和大专院校的专家学者,以及三资企业、民营企业的代表,还有长年默默无闻、辛勤劳动的学会工作者,也有团体会员、个人会员、海外会员的代表共300多人。国家有关部委的领导、相关产业部门的领导、国内外各兄弟“学会”也派代表出席了会议。李岚清同志专门发来了贺信,周光召同志特别题写了贺词。
中国汽车工程学会1963年8月31日成立于长春,在期间,学会工作曾一度中断,在改革开放的80年代开始恢复正常工作,先后有、胡亮、张兴业同志担任一至五届学会理事长。中国汽车工程学会不断发展,形成了由学术交流、国际合作、科技展览、书刊出版、工程师继续教育、科普宣传等组成的核心业务,创办了一批在行业中有很高知度名的精品活动或项目,并且作为国际汽车工程师学会联合会的理事单位、国际太平洋地区汽车工程师会议的发起国之一,与世界各国汽车工程学会和知名汽车企业建立了广泛的友谊,在国内外汽车界的影响日益扩大。
进入21世纪,汽车学会将过去主要面向企业提供咨询服务转为面向政府、行业、企业提供全方位的服务。从而使汽车学会在行业中的作用正在被更多的政府部门和相关部门所认知。建立了汽车专家库,共聘请了汽车行业20多个领域里的179名学科带头人作为中国汽车工程学会的特聘专家,参与国家汽车工业科技发展战略方面有关课题的研究,以及汽车行业重大科研课题的研究和世界汽车技术发展跟踪等一系列涉及我国汽车工业科技发展方向等有关方面的研究,为推动我国汽车科技进步发挥了重要作用。近年来,学会的工作和在行业中的作用越来越受到政府有关部门的重视,凡是涉及到汽车行业发展的重大政策的制定,都有学会的有关专家参与,受政府和相关部门的委托参与产业发展重大问题的调研和论证工作有所增加。学会代表汽车科技界所提出的意见和建议国家有关部门非常重视,许多重要的观点得到采纳,使汽车工业的科技发展能够遵循一条适合中国汽车工业实际情况的技术路线。
要把汽车工业从汽车生产大国建成汽车工业的生产强国,科技发展是先导,中国汽车工程学会作为汽车行业科技工作者的组织在这一进程中是大有作为的。现代化的汽车工业是以电子化和信息化为根本途径,现代科技会越来越多地被应用于汽车生产的各个环节中。
汽车学会正在尝试开辟新的领域,充分利用学会的资源为行业的发展做更多的工作。今年汽车学会与国外合作,成立了世隆华汽车商务咨询有限责任公司,开办了学会的第一个网上刊物“汽车每日咨询”,用最快的时间为行业提供国际汽车动态。最近又与搜狐网合作,共同开办了“搜狐数字车展”,充分利用互联网的优势,用一种全新的形式展示中国汽车的发展水平,使广大的网络用户在最快的时间内了解汽车产品的最新信息,同时为企业搭建一个长期的产品展示平台。
关键词:应用性本科教育;汽车工程;实践教学;人才培养
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)16-0080-02
实践教学是高校本科教学工作的重要环节,是提高人才素质和培养创新能力的重要途径,承担着培养学生的创新意识、实践动手能力、综合分析和解决工程实践问题的能力的重任,是理论教学无法替代的。我国汽车工业的迅速发展使得对汽车类人才需求日益提高。在这种背景下,高等学校特别是应用型本科高校对汽车类专业人才培养正向着复合型人才和实践应用能力培养的趋势发展。根据调研,目前受企业欢迎的汽车工程毕业生具有如下特点:一是对汽车专业感兴趣,专业基础扎实。二是实践动手能力强。三是善于思考和解决新问题。这就要求高校培养的汽车工程专业学生不仅要掌握扎实的汽车专业知识,还要有较强的实践动手能力和一定创新思维能力。然而,目前汽车工程毕业生存在的最主要问题是动手能力较弱、解决工程实际问题能力较差。原因之一就是现有的实践教学体系存在较多需完善甚至需革新的地方。本文拟以长沙理工大学为例,针对汽车工程专业学生的学习特点对实践性教学做系统设计进行研究,以期提高汽车工程的实践教学水平,满足社会及企业对复合型实践性汽车工程专业人才的需求。
一、实践教学体系建设思路
1.明确实践教学的目标及任务。汽车工程专业实践教学目标在于培养学生的“三种能力”,即基础理论学习及应用能力、工程综合实践能力和创新能力。因此,汽车工程专业实践教学应遵循理论和实践并重的原则,以基本原理、基本方法为基础,加强设计性、综合性和创新性实验,注重实践教学各个环节的交叉融合,并强调专业实际技能训练,充分运用现代信息技术和手段,实施开放式实践教学管理模式实现资源共享,全面提高学生的综合素质和工程实践能力。
2.整合优化实践教学内容。针对汽车行业对专业人才的需求新特点,汽车工程专业实践教学应在继承传统内容的基础上创新,通过对原有实验课程的整合,实现实验教学内容体系的整体优化。按照基础性、综合设计性、创新研究性实验的“三层次”要求精选实验内容。例如,经论证后删除了原有的内容陈旧的验证性实验项目,其内容在汽车实习中完成,合并内容重复或类似的实验项目,减少验证性实验的比重,提高设计性试验项目的比重,增加并充实与工程结合的综合性设计性实验项目和内容,使基础性实验所占比例≤15.%;重新编写相应的实验教学大纲和实验指导书,将部分教师科研成果引入实验教学中,实施以科研促教学,增加了综合性、设计性和研究性创新型实验。同时进一步推广和完善了汽车构造类实验的教改成果,以现行的汽车工程实验体系为基础,根据交通、机械大类的汽车构造实验教学的需要,构建适合大交通学科的汽车工程实践教学内容体系,独立设置汽车构造实验、汽车发动机性能实验、汽车电器与电子实验等实验课,进行单独考核。
3.协调实践教学环节改进教学模式。重视基础训练,从基础到综合、从设计到研究探索循序渐进,符合学生的认知规律。通过建立开放型的实验平台,为学生自主创新试验和教师科研创造了有利条件。做到了教学、科研、学科三位一体,实践教学与理论教学并重,两者分工联系,在教学内容上融合,在功能上互为补充,在时间安排上互相协调,合理衔接,实现了三个转变,即从单一的专业教育向全面素质教育的转变,从传授知识向培养知识迁移能力、创新能力的转变,从教师为中心向教师为主导,学生为主体的转变。
4.构建开放式教学平台提高利用效率。实践教学平台是学生开展实验的物质条件,针对学生能力要求与培养层次目标,需配备多种实验平台。在加大实践教学平台及实验教学设备建设的同时,更重要的是构建开放式实践教学共享平台,提高教学实验设备利用效率。
二、实践教学体系的建设内容
根据实践教学的目标定位及建设思路,将汽车工程实践教学体系细分为如下页图1所示的包括三个教学层次、四大教学模块及三种教学模式。
1.教学定位的层次化。根据能力培养的不同,将汽车工程实践教学分为三层次,即基础理论实验、综合设计实验、研究创新实验。基础理论实验通过专业基础实验、认知实验等教学环节让学生掌握基本知识、基本技能,夯实专业基础;综合设计性实验用于提高学生综合运用专业知识解决工程实践问题的能力;创新提高性实验主要面向优秀学生,着眼于培养学生综合能力和研究创新意识。
2.教学内容模块化。根据我校汽车工程实践教学的目的定位,将现有教学内容进行整合,建立如下四个教学模块或平台。①汽车基础实验模块,包括汽车构造实验、发动机性能实验、整车性能实验、汽车电子电器实验,此外还包括工科理论基础实验、机械类专业基础实验等。通过本模块的实验教学,让学生掌握汽车构造、汽车理论、汽车电子等基础知识应用能力。②综合设计实验模块,包括汽车数字化设计实验、汽车CAE实验、汽车性能仿真实验、汽车电控系统设计实验等,其主要作用是让学生能够根据综合利用理论所学,通过包括汽车结构设计、汽车电子系统设计、汽车性能仿真分析等实验,培养自己的综合设计能力和分析解决问题能力。③实践技能实训模块,包括汽车驾驶实习、发动机拆装实习、整车拆装实习、汽车维修实训等,以此培养学生的实际操作和动手能力。④研究创新实验平台,根据我校实际特点,建立了包括大学生创新实践基地、汽车碰撞安全实验室、汽车安全仿真实验室、汽车零部件性能实验室等。这些是学生参加科技活动、获取科学研究方法的基地,重在培养学生的创新意识、实践能力。
3.教学模式开放化。建立开放式实验教学平台,实现网上预约,形成以学生为主体的开放性、自主性、创新性的实践教学模式。实验内容和项目的开放,不但提高了实验设备的共享程度和使用率,给学生自主学习提供了良好的实践环境,同时也为学生拥有扎实、宽厚的专业理论基础提供了硬件保障。
改革和完善实践教学体系必须以培养学生专业基础应用能力、实践动手能力、创新能力,提高学生的综合素质为目标。本文以长沙理工大学汽车工程实践教学体系为例,以“三种能力”培养为主线,从明确实践教学目标及定位、完善实践教学内容、构建开放式教学模式等方面,对应用型本科汽车工程实践教学体系开展了深入探讨。该体系目前在我校已经取得初步的成果,批准成立了汽车工程省级实践教学中心,对培养学生的基础理论学习及应用能力、工程综合实践能力和创新精神具有一定的参考意义。
参考文献:
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[3]谭金会,张易红.汽车服务工程专业教学体系及实践教学优化[J].重庆科技学院学报,2009,(5).
[4]刘树伟,郑利民,李刚,等.汽车服务工程实践教学体系研究[J].辽宁工业大学学报(社会科学版),2012,14(3):130-132.
[5]李定清,母小曼.应用本科实践教学体系研究[J].成都:西南财经大学出版社,2012.