任務驅動法在《工程車輛設計》教學中的探索與實踐

劉昊，劉新華，郝敬賓，楊海峰，趙啦啦

（中國礦業大學 機電工程學院，江蘇 徐州）

一 引言

社會經濟的發展，對各式各樣工程車輛的需求量快速提升，同時對其運輸效率、可靠性能、經濟性能的要求越來越高。目前，我國汽車工業進入一個飛躍發展的新時期與重要階段，培養具有較好理論基礎、較強工程實踐能力和創新意識的汽車工程師是我國汽車工業的迫切需求?！豆こ誊囕v設計》課程的任務是使學生掌握發動機工作原理與總體構造、工程車輛總體設計和布置和主要性能參數計算，了解箱式車輛、罐式車輛、專用自卸車輛、起重舉升車輛等專用車輛的基本結構與設計，目的在于讓學生進一步了解國內外車輛發動機、底盤、工作裝置的設計原理及技術的發展趨勢，并通過教學與實驗等方式培養學生分析問題和解決問題的能力，掌握車輛及工程機械的內燃機動力選擇依據[1]。

二 課程現狀及面臨的問題

《工程車輛設計》課程教學內容涉及機械類多門專業課程，包括機械原理、機械設計、工程材料及成型技術、電工電子學、工程熱力學、理論力學、材料力學等等，是一門專業性和綜合性較強的專業課程。我?！豆こ誊囕v設計》教學內容主要包含三個模塊：發動機原理、車輛底盤設計和工作裝置設計。隨著通識教育改革的進行，在“寬口徑專業教育”的思想指導下，《工程車輛設計》課程被逐漸縮減到32學時。目前，《工程車輛設計》教學主要采用多媒體手段的課堂講授法與實驗教學相結合的教學方法。教學方法的落后和手段的單一，不僅影響學生對知識的接受，還在一定程度上影響學生專業能力的培養。另一方面，在傳統的課堂中老師的講授占據了絕大部分的課時，學生獲取知識的反饋較少，老師和學生彼此之間對于知識的理解不同，也使老師很難掌握學生實際對知識的掌握程度，不能及時調整教學方案，導致學生學習的積極性降低。目前，《工程車輛設計》的教學現狀與面臨的挑戰主要有：

1.在較少的總學時條件下，保證課程教學質量是授課教師面臨的一個重要難題[2]。這就需要對工程車輛設計課程的教學大綱、教學方式和教學手段等進行精心的思考和設計，授課時有所取舍，突出重點難點。

2.教學方法單一。目前，大部分情況下《工程車輛設計》的授課采用的仍然是“老師按部就班講述，學生消極被動聽課”的教學方式，這種教學方式忽略的學生在學習過程中的能動性，很難使知識內化，對學生獨立思考、創新動手的能力提高也非常有限。而且，工程車輛設計課程“內容多，難記憶，涉及面廣，重點難掌握”，單方面的教師為主導的講授方式很容易導致學生的記憶疲勞，產生厭倦心理，降低了學習效率[3]。

3.汽車技術的日新月異，知識體系也在不斷更新變化。受限于教材更新速度，工程車輛設計課程的教學內容中存在過時的觀點、思想和知識。比如，目前教材汽油機供給系仍以化油器作為主要教學內容，而目前大部分汽車已采用電控噴射技術。對于目前反映現代發動機發展趨勢的缸內直噴、可變配氣正時技術、高壓共軌電噴柴油機等內容，反而在教學內容中得不到體現。陳舊的知識體系和教學內容不僅影響學生對這個知識領域內最新知識的掌握，也會導致學生對本課程的教學內容失去興趣。

我國高等教育處于專才教育向通才教育轉變、由知識灌輸向素質培養模式轉變、由技能培養向自主創新能力轉變的時期[4]。在大量縮減專業方向課時數的條件下，如何安排課程教學是我們教育工作者迫切需要認真思考的問題，也是對專業方向課程教學的挑戰。

三 課程內容建設及教學原則

為解決目前《工程車輛設計》課程教學中存在的問題，在《工程車輛設計》課程教學中引入任務驅動教學方法。以汽車發動機這一機械工程產品為例，根據學以致用的思路，讓學生在專業選修課中靈活應用《機械原理》《機械設計》《液壓傳動》等機械類專業基礎課程的知識，以達到激發興趣、促進自主學習的目的。具體內容如圖1所示。

(一) 教學內容的精簡與更新

針對目前教學內容存繁復、知識點過時等問題，對教學內容進行合理化精簡。精簡原則為保留基本原理方法，以工程車輛的性能以及各系統功用為主線，強調體現《機械原理》《機械設計》《電工技術與電子技術》等機械大類專業基礎課程知識點，為任務驅動教學法的實施提供素材。建立工程車輛技術與專業基礎知識的相關性，以便于引導學生學以致用；補充發動機學科最新發展內容，如缸內直噴技術、可變配氣正時技術等，并將最新的高水平研究成果轉為優質教學資源，力爭使學生掌握的知識和技術處于學科發展前沿。對于更新的教學內容，建設多媒體教學資源，設計發動機拆裝實驗，促進學生內化本課程知識。

(二) 任務驅動教學方法探索

任務驅動教學方法是一種根據建構主義教學理論而建立的探究式、啟發式教學方法。顧名思義，任務驅動教學法是由“任務”為核心來驅動教學活動的實施。由老師設計“任務”，通過“任務”激發學生的主動性，使其在老師的指導下由淺入深、由表及里、由簡至繁地剖析“任務”的內核，并主動利用所學知識完成“任務”。在這一過程中，學生經歷了知識的“學-思-用”，達到了知識內化，并培養了學生分析、解決問題的能力。同時，任務的完成構成了學生對學習過程的正反饋，進一步提高了學生主動學習的意愿[5]。以《工程車輛設計》課程為背景，總結凝練教學內容與相關知識點，提煉任務，從而設計任務驅動教學方法的具體實施方案。根據任務驅動教學方法，實施任務引入、任務提出、任務研究、方案交流、任務實施、任務交流、任務評價、課業總結的教學過程。在任務研究至任務交流階段，引導學生自主收集資料，反思任務解決的整個流程，達到內化知識，提升能力的目的。

(三) 課程考核的改革與評價

課程考核是整個教學過程的重要環節，也是保障學生學習的基本手段和評價教學質量的關鍵依據。良好的考核方法既要能夠反映出學生對基本知識和基礎理論的掌握，也要能夠反映出學生分析、解決相關問題的能力和創新意識，同時良好的考核方法也具備保障學風建設、促進教學質量提升的功能。以培養應用型人才為指導思想，將任務驅動教學法中學生分組任務實施引入考核機制，考查學生在任務實施的整個實踐過程中的表現，促進理論教學與實踐教學相結合。

四 課程內容建設實施方案

(一) 教學內容的精簡與更新

針對《工程車輛設計》各知識模塊對教學內容的精簡與更新，在教學中凝練貫穿主線，摒棄臃腫陳舊內容，更新學生更感興趣、更為關心的發動機新技術，并探索將高水平研究成果轉化為優質教學資源。以課程中發動機原理模塊為例，主要精簡與更新教學內容如表1所示。

(二) 任務驅動教學方法探索

（1）任務設計

任務設計是任務驅動教學方法實施的關鍵。所設計的“任務”必須兼具趣味性和新穎性，與所授知識點緊密結合，以優秀的任務設計保障后續教學過程的順利實施。以發動機原理的教學模塊為例，擬從以下幾個知識模塊中選出2～3個設計任務：

①總體構造：發動機拆裝實驗；

②配氣機構：可變配氣正時機構的原理與結構設計；

③汽油機供給系統：缸內直噴、電控噴射技術現狀與發展趨勢；

④柴油機供給系統：高壓共軌噴射技術原理及結構特點；

⑤增壓系統：現代汽車發動機增壓系統應用現狀及發展趨勢；

⑥有害排放物控制系統：汽車發展與環境保護。

（2）任務驅動教學過程

在任務設計的基礎上，精心設計任務驅動教學過程。講授教學是任務驅動教學過程的基礎，任務實施與講授教學相輔相成。以任務提出提高講授教學過程中的目的性，增強學生的注意力與興趣點，通過講授形式對任務實施所必需的教授學生基本概念、新理論知識，回顧專業基礎知識，并補充未學知識。

如圖2所示，老師在任務提出后，進一步引導學生進行任務研究，布置主要閱讀、自學教材和資料，安排分組討論，形成各組討論意見，最后集體統一進行方案交流，各組展開爭論，形成任務報告，并在各組內自評與各組之間互評。教師在任務實施、方案交流過程對學生討論進行引導，充分發揮學生學習的自主性。

圖2 任務驅動教學過程實施

（3）任務驅動教學實踐

由于學時限制，在相關章節基本原理和基本概念采用講授法完成，在此基礎上布置2～4個學時進行任務研究與實施的教學實踐。其中發動機總體構造部分的發動機拆裝實驗在實驗課時中完成，其余任務以分組形式，在課堂布置任務并進行任務研究與引導，學生在課下完成任務實施形成方案，并在隨后課堂上安排各組學生展示本組任務實施方案，實現各組間方案交流。教師在課堂對方案進行點評和總結。

(三) 課程考核的改革與評價

課程考核主要由期末考試成績、實驗成績和平時成績三個方面構成。其中平時成績模塊缺乏相應的考察依據，往往憑學生出勤情況確定，會導致學生“人在心不在”、盲目應付點名、學習積極性下降等不良現象。采用任務驅動教學方法后，將各小組任務與方案完成實施質量納入到平時成績的考核依據中，將有效改善這些現象。任務實施與方案等的考核應從知識點掌握、道德自律、學習態度、團隊分工合作、組內自評等方面綜合考量。目前課程考核命題也囿于書本、墨守成規，某些知識點甚至存在陳舊過時等問題，為此更新課程考核命題，使其在合理公平公正的條件反映出學生的學習情況，并側重反映任務驅動教學方法的實施的效果。

五 結語

《工程車輛設計》課程教學內容建設和教學方法改革是目前汽車工業的飛躍發展的必然需求。針對《工程車輛設計》課程學時減少、教學方式單一、教學內容陳舊等問題，探討了教學內容的精簡與更新，將高水平研究成果轉化為優質教學資源的途徑；從《工程車輛設計》知識模塊中凝練出設計任務，探索與實踐了任務驅動的教學方法，引導學生學以致用。