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以3D增材制造项目为牵引的项目驱动式教学改革探讨

赵颖李云伍李明生邓兰香徐常塑

摘要：为了更好地提升教学效果、培养学生综合能力，文章基于汽车车身结构与设计课程内容与课程目标，提出了一种以3D增材制造项目为牵引的项目驱动式教学改革模式，该模式以“高阶性、创新性与挑战度”为要求，以3D增材制造项目为牵引，构造出具体的结构设计及优化理论与制造实践相结合的教学项目，构建了“设计-优化-制造-测试-应用”全过程的项目驱动教学内容体系。在教学课程实施过程中，学生可充分接触产业前沿，自主探究学习先进理论，并充分锻炼学生解决复杂问题的综合能力，培养出满足产业发展的高素质高能力工程人才全面提升学生能力。

关键词：汽车车身结构与设计3D增材制造技术项目驱动教学模式

当今世界工业技术发展日新月异，新一轮科技革命和产业变革正重构全球创新版图、重塑全球经济结构、掀起整个工业的迭代浪潮，谁能牢牢把握并引领技术革命、抢占下一轮工业变革的制高点，谁就将在未来的工业体系中把握话语权。工科专业人才将是新技术的缔造者、新业态的开拓者，工业界也对高等院校培养高素质、复合型、创新性专业人才寄予了较高的期望、提出了更高的要求。

目前高等工程教育与产业需求存在一定的脱节，尤其是工程领域，具体表现在于高校毕业生的能力无法适应产业的发展需求。技术的飞速发展促使产业需要的是高素质高能力工程人才。这一现象促使各高校都在思考和探索，如何培养适应产业需求的工程技术人才？在这些探索中，项目驱动式教学模式是提升学生全面能力的有效途径。但是，项目驱动式教学并不是简单的实践性教学，我们要培养适应产业发展的高素养高能力工程人才，需要深入推进具备高阶性、创新性与挑战度的教学改革来构建项目驱动式教学模式及其教学内容[1-2]。

在一系列基于OBE（OutcomeBasedEducation）理念的教学模式中，项目驱动式教学是一种新型教学模式，打破了传统教学中教师讲、学生听的授课模式，以建构主义为基础，通过项目驱动的方式，让学生成为课堂的主人，学生的学习效率明显提高，主动参与课堂的积极性不断提升[3]。项目驱动式教学重新定位了教与学的关系，将教学内容贯穿不同阶段和不同项目任务中，教师的教与学生的学都围绕项目及项目分解的任务展开，学生可以在实践中发现问题、分析问题、解决问题，学生的专业技能和能力素养得以培养。项目驱动教学可以打破仅仅是认知取向的知识运用，转向实践取向的知识运用，促进学生对知识的综合应用[4-5]。以知识的实践运用为目标的课程，培养了学生的认知能力、合作能力、创新能力和解决实际问题的能力，而不仅是知识的再现和学生认知能力的发展。

《汽车车身结构与设计》系统地讲述了现代汽车车身结构设计方法和理论，适用于车身工程专业和车辆工程专业本科高年级学生和研究生，也可供企业设计工程师参考。本书内容的学习可以使得学生了解车身开发的程序，学会分析车身结构，合理选择设计方案及有关参数，掌握车身总体布置及结构设计的基本方法和工作要点，学会综合运用前期所学基础课程和专业课程的知识，并通过设计训练，为从事汽车车身设计工作打下理论基础，而且引导学生了解进一步提高车身开发技术的方向。

经教学实践可得，授课过程中所存在的“从理念上偏重对理论科学知识的培养，而往往忽略对于工程实践能力的培养；在培养过程中重视专业知识的培养，忽略综合素质的养成。”等问题无法很好地传授汽车车身结构与设计这门课的教学需求，同时深奥的理论与方法使得学生自我学习驱动力不足，理解困难。基于此，本文立足于“高阶性、创新性与挑战度”建设标准，进行项目驱动式教学模式改革和教学内容构建是培养高素质高能力工程技术人才、提升人才培养质量的重要内容。

2《汽车车身结构与设计》特点分析

《汽车车身结构与设计》这门课程着重反映了现代先进车身的开发理论、方法、技术、手段和流程，主要是培养学生车身布置设计、基于刚度性能和动力学性能设计、车身性能（NVH、碰撞特性、疲劳寿命）分析、车身闭合件设计、解决白车身设计中相关的制造工艺和材料问题等方面的综合能力，重点体现以CAE分析技术来驱动车身性能设计。随着智能网联汽车、智能座舱、飞行汽车等新概念和前沿技术的不断涌现，针对车身结构的新型结构-材料-性能-工艺-测试-应用全过程一体化设计的理念和基础理论变得更复杂，兼具高阶性、创新性和挑战度的课程内容建设变得刻不容缓，其中，高阶性要求知识、能力和素质有机融合，培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维；创新性要求课程内容反映前沿性和时代性，教学形式呈现先进性和互动性，学习结果具有探究性和个性化；挑战度要求课程有一定难度，教与学双方都应对课程有适当的投入度。

3传统教学模式困境

目前，传统的教学过程仅限于理论讲授，学生仅为被动接受者，教学过程缺乏对学生独立思考和创