融合多媒体与信息技术的汽车设计课程考核方式探索与实践

高晋　杨秀建

［摘 要］汽车设计课程具有理论知识较专业、实践性强、对学生的综合能力要求高等特点，单一、传统的考核方式难以对学生的学习效果进行全方位评价。因此，需要在传统考核基础上增加新的考核内容，并形成新的考核评价方式。文章通过融合多媒体与信息技术的方式，对汽车设计课程考核方式进行探索，加大过程性考核和设计能力考核比重，并重新分配学生成绩比重，使学生成绩构成多元化，让学生不仅对理论知识掌握得更加牢固，也能更好地提升综合设计能力。实践表明，融合多媒体与信息技术的课程考核方式能督促学生课前、课后对汽车设计知识的学习，延伸了课堂学习的时间和空间，激发了学生的学习兴趣，起到了良好的效果。

［关键词］汽车设计课程；考核方式；多媒体；信息技术

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2023）07-0017-04

近年来，高等教育改革已全面展开，并取得了一定成绩。高等院校要深化教学改革，克服教学中存在的弊端，就要更新教育教学观念，优化教育教学工作。在优化教育教学工作的进程中，相对滞后的是考核制度和考核方法的改革。课程考核作为检验学生科学知识掌握程度、综合能力水平、实际技能水平的一种手段，具有特别重要的作用。通过课程考核，学生不仅能加深对课本理论知识的掌握，也能达到理论知识与思维开拓相互结合的目的，使学生的学习积极性得到更好的激发，让学生能充分参与到整个课程教学流程中。随着教育教学改革的不断深入，信息技术、多媒体技术与教学的深度融合，专业结构的调整，教学内容和课程体系的更新，新的人才培养模式的确立，传统的考试内容、方式方法已难以适应新形势下人才培养的需要，改革现有课程考核体系势在必行。

汽车设计课程为车辆工程专业的专业核心课[1]。该课程主要向学生讲解汽车总体设计和汽车底盘主要总成设计的一般设计思路和基本设计方法[2]。为了更好地培养汽车方面的人才，同時响应学校及社会的号召，本文对汽车设计课程传统考核方式进行了改革探索。汽车设计课程的专业性较强，部分学生在接受专业理论知识时难免会感到有一些乏味。而通过课程改革，能充分发挥学生的积极性、主观能动性，增强师生、生生之间的互动，这无疑对整体课程的教学、对学生能力的进一步培养起到积极的作用，也对教师的教学工作有很大的帮助。目前，关于课程考核方式改革的相关研究主要有：从增加考试多样性的角度出发，提出一些课程考核方式改革的思路[3]；对考试改革进行实践[4]；研究课程考核方式改革与课程建设的关系，确保教学质量[5]；通过对理论与实践教学方式改革进行探讨，增加实践性教学和启发性教学环节，提升学生的实践能力[6]；提出汽车设计模块化教学的思路和方案[7]；基于OBE理念分析汽车设计课程教学改革，以制订教学大纲、教学目标，注重持续改进，并基于案例提高学生的学习兴趣[8]；建立课程资源共享及学习平台，将学习空间由课堂延伸到课外[9]；通过科研创新和现阶段对学生设计技能的需求，对汽车设计课程教学进行模式探索[10]；对如何将CATIA、ADAMS等软件引入汽车设计课程教学进行研究[11]。

上述文献对汽车设计课程的教学和改革进行了大量研究，但还未引入多媒体和信息相融合的手段来进行相关课程的考核实践。本文从融合多媒体与信息技术的方式出发，对汽车设计课程考核改革进行了研究，借助多媒体技术、信息技术并结合汽车动力学虚拟仿真软件ADAMS，对该课程的知识进行适度拓展，让每一个学生充分参与到课程各个环节中，实现了课堂授课、线上线下互动、仿真实例相结合的教学效果，达到了学习资源共享的目的，同时使学生的综合能力得到了更好的锻炼。

一、课程考核评价面临的挑战性

汽车设计课程所涉及的复杂和先进的设计知识对学生来讲具有一定的挑战性，只靠课本中传统的设计方法不足以使学生全面而深刻地掌握汽车设计的先进设计理论和思想，学生必须在课后通过查阅大量的文献来进行充实。另外，本门课程的专业性很强，而且很大程度上依托于机械方面的专业知识，同时涉及力学、数学计算等方面的知识，所以学生需要对相关领域的知识进行学习才能吃透本课程的精髓。汽车本身就是一个复杂的系统，又因为学生平时对汽车零部件接触不多，所以学生在学习这门课程的时候需具备较好的想象力和思考力。此外，学生在使用相应的辅助设计软件时也有一定的困难，需要探索解决诸多问题。综上所述，汽车设计要求学生具备解决复杂工程问题的能力。如学生需要具备完成汽车底盘各总成及零部件的结构方案分析、主要参数设计计算、进行零部件刚强度校核等综合能力，这对学生的学习提出了很高的要求，也对教师的教学方法和课程的考核方式提出了较大挑战。

以往的汽车设计课程考核成绩基本由期末考试成绩决定，这种单一的考核方式显然不适应汽车设计课程的教学要求。因此，强化过程考核，降低期末成绩考核的占比，改变期末考试检验学习效果的决定性作用，多维、立体地考核评价学生的学习情况和设计能力十分必要。从教学评价的角度来讲，本课程须从多个角度进行评价，如对学生的知识掌握情况进行评价，以及时了解学生的学习情况；对学生的设计能力进行评价，判断学生是否通过本课程的学习真正具备了应有的设计能力；对学生的课外知识掌握程度进行评价，考查学生是否能够主动地去查找文献增加自己的知识储备以及探索更多新的知识；对学生使用现代软件工具的能力进行评价，考查学生是否能够借助现代辅助工具来更加高效地完成一个设计任务。

二、课程考核改革整体目标

汽车设计课程要求学生通过汽车各总成结构方案设计环节的学习，理解汽车设计要遵循的法规；汽车设计要进行市场调研，使学生理解汽车设计与社会、环境的关系，汽车设计必须符合国家的相关法规。

汽车设计课程要求学生掌握汽车整车及其各大总成系统应当满足的基本设计要求，主要结构方案与性能分析、评价，主要零部件参数的确定原则、设计计算，主要零部件的载荷确定和刚强度校核等知识，为本专业方向学生的毕业设计及毕业后从事汽车设计等工作打下稳固的专业基础。

汽车设计课程设定了5个基本的教学目标：一是掌握汽车底盘各总成结构方案分类、分析；二是掌握汽车底盘各总成设计应当满足的基本要求，能够判断设计方案是否可行；三是掌握汽车设计过程中涉及的零部件主要参数的确定原则、设计计算、载荷确定、刚强度校核等知识；四是具备对汽车底盘主要总成系统及其零部件进行结构分析、计算、设计的能力，培养学生的逻辑思维、判断和归纳能力；五是具备使用专业软件进行车辆性能模拟的能力，使学生具备借助文献对设计问题进行分析，获得有效结论的能力。

课程考核方式改革的总体思路为考核围绕教学目标进行，将考核贯穿于整个课程教学过程中，使考核真正成为手段而不是目的；考核应该从各个角度多维度来进行，而不仅是一份试卷；考核应该为汽车设计的教学目标服务，促进教学质量的提高。课程考核方式改革的基本思路为：首先，加大过程考核在最终成绩中的比重，增加除试卷考试之外的其他考核方式，使学生改变考核就是闭卷笔试的传统观念，认识到考试只是督促学习、检验学习情况的手段。其次，考核不仅是知识的考核更是能力的检验，从仅对学生知识掌握情况的考核转变为对学生逻辑思维能力、判断和归纳能力、分析和解决问题能力、独立思考能力等综合素质的考核。最后，通过加强学生考核结果的反馈，适时调整教学重点和教学方式，提高教学质量。

三、丰富与考核方式相适应的教学内容

本课程系统全面地讲解汽车设计的基础知识，包括汽车底盘各总成及零部件的结构方案分析、主要参数设计计算、零部件刚强度校核等汽车设计知识。更深入地向学生讲述各个汽车零部件的更新和发展历程。同时，通过生动的例子提升学生的学习兴趣，使学生对汽车零部件有一个完整的认识。

本课程主要向学生教授汽车设计方面的方法和理论，还包含了工程力学、汽车构造、机械设计以及工程材料等多个学科的知识。因此，让学生了解汽车设计未来的发展趋势，不能只是死板地教授学生课本上的理论知识，还应结合课外的前沿研究和技术进行讲授，采用科研反哺教学的方式让学生了解汽车设计未来的发展趋势，同时提升学生的实际汽车设计能力。

本课程在教授学生理论知识的同时也向学生教授汽车辅助设计软件的使用方法，即教师在注重培养学生的理论知识的同时，也要注重学生的实际动手操作能力，多角度全方位地对学生的能力进行培养和提升。整个教学过程会安排对设计软件ADAMS/CAR的学习，在教授学生使用软件的过程中，让学生从最基本的建立汽车动力学模型到汽车的悬架、整车等性能仿真的了解逐步加深，让学生深入理解汽车设计与汽车性能的关系。教师在讲解基本的操作过程之后，布置相应的课后上机任务，让学生充分利用课余时间去思考、去实践，通过自己亲自动手来提高实践能力。

四、多媒体和信息技术的融合

传统教学中，教师要了解学生的出勤情况时，需要点名并做记录，耗费时间较长。而利用手机终端的信息技术并结合多媒体技术，可快速统计学生的出勤情况。如，教师可通过信息技术在手机终端设定签到手势，并通过多媒体技术投影到教室前台，学生看到签到手势后，通过信息技术在手机终端实现签到，再通过多媒体技术投影到教室前台，教师就能快速、清楚地了解学生的出勤情况了。

教学方式上，为了能将汽车设计知识更加生动地呈现给学生，本课程利用多媒体技术为学生进行讲解，比如将汽车的零部件立体图和零部件工作动画呈现给学生，使学生能更容易理解相应的知识。

课内与课外相结合，学生除了学习课上的知识，课外还须通过查阅最新的研究成果来提升自己的知识储备。本课程不只是单纯的灌输式教学，而是坚定以学生为中心的理念，因材施教，一方面从学生的角度探寻学生需要什么，另一方面从社会对工程设计人才的要求考虑，结合教师的科研工作，教授给学生最需要的知识，培养学生的综合能力。课堂上不应只是教师在讲，在课内与课外，学生都可以通过手机终端提出问题并积极参与讨论，从而更好地开拓思维，牢固掌握所学知识。

在整个上课的过程中，学生有任何疑问都可以提出并进行讨论，还可以在课堂上与其他同学交流自己所知道的知识，整个课堂是开放的。在每次课堂中教师会随机通过手机终端对学生进行提问，以考查和了解學生对本次课的知识掌握情况，保证学生的知识链不断裂。

传统教学中，学生做完测验，要在教师批阅之后才能获知测验成绩。而使用融合多媒体和信息技术的测验方法，学生做完测验后，教师与学生即可收到测验结果反馈，方便教师多维度地了解学情。

五、课程考核评价的方式

本课程的教学评价包括以下几个方面：

首先，对学生设计知识掌握程度进行评价。本课程会采取期末考试、随堂小测验、课堂提问、问卷调查等方式及时获取学生的学习情况。其次，对学生的设计能力进行评价。本课程教师会随机选取一个汽车的零部件或者总成，通过作业的方式给出必要的参数后，让学生进行设计思考，在此过程中学生需要解决采用何种形式的零部件结构方案、各个部件的参数如何确定、刚度强度是否满足要求等问题，若学生能够独立解决这些问题，说明学生已经具备了相应的设计能力。再次，对学生的课外知识掌握程度进行评价。选取一些复杂工程问题让学生解决，这些问题用课堂上和课本上的知识不足以解决，若学生能够使用课堂以外的知识和手段，比如了解前沿知识、查找文献，则说明学生对课外知识有一定程度的了解。最后，对学生使用软件工具的能力进行评价。教师给学生布置上机作业，然后检查学生的完成情况。学生在使用软件的过程中会有操作时间记录，若学生在合理的时间范围内完成作业，说明学生的软件工具使用能力良好。总之，课程考核的方式不再仅限于期中、期末考试，而是分为多个阶段的多样化考核，课程考核方式包括平时课堂表现、课堂小测验、课后作业、课外上机作业、期末考试等。

（一）课堂表现考核采取与慕课资源相结合的考核方式

课堂表现评价主要根据学生是否能够积极主动完成信息终端布置的任务点学习，上课回答问题是否能明确地阐述自己的观点和想法，是否能较好地与其他同学合作、交流并共同解决问题，以及是否按时上课等来对学生进行全面的考核。

本课程在电脑或手机终端建立了汽车设计课程慕课资源，学生提前通过在电脑或手机终端学习汽车设计各章节的任务点知识，在课堂上通过手机终端完成作答。学生的每次作答都将记录在云端且可回溯，教师可以实时统计学生的作答情况，并有针对性地对学生作答过程中暴露出来的问题进行讲解。学生的任务点学习时长、学习进度情况等将以积分形式计入学生的课堂学习表现成绩。慕课资源拓展了课堂学习的时间和空间，加强了师生线下线上互动、资料分享交流。

（二）课堂小测验主要考核学生对教学重点内容的掌握程度

课堂小测验用手机终端进行，教师随机从试题库抽取试题给学生作答，并规定作答时间，学生必须在规定的时间内完成作答。由于手机终端的课堂小测验不定时且具有随机性，该考核方式有利于提高学生上课时的学习注意力。统计情况可通过多媒体投影到教室前台，让学生及时了解作答情况。

（三）课后作业考核学生对所学汽车设计知识的理解、掌握和运用情况

通过课后作业对学生的知识掌握情况进行评价，及时了解学生的学习情况；对学生的设计能力进行评价，判断学生是否通过本课程的学习而真正具备了应有的设计能力；对学生的课外知识掌握程度进行评价，考查学生是否能够主动去查找文献增加自己的知识储备以及探索更多新的知识。

课后作业按A+、A、B+、B、C+、C、D+、D来评定分数，A+记为95分，A记为90分，B+记为85分，B记为80分，C+记为75分，C记为70分，D+记为65分，D记为60分。多次作业取平均分。

（四）课外上机作业考核学生运用现代工具解决汽车设计问题的能力

汽车设计课程主要考核学生利用ADAMS汽车多体动力学软件，对汽车的悬架、转向系等进行仿真分析的能力。该考核方式中ADAMS软件可记录上机时间和签名，具有无法抄袭的特点，学生课后必须本人完成上机作业。

上机作业包括悬架性能分析和整车性能分析。悬架性能分析主要是悬架K特性和悬架C特性分析。悬架K特性是由悬架的几何运动引起的车轮定位参数的变化特性。悬架的K特性分析包括同向跳动工况、反向跳动工况分析。悬架C特性是指由悬架的衬套变形引起的车轮定位参数的变化特性。悬架的C特性分析包括同向侧向力、反向侧向力、纵向力、同向回正力矩、反向回正力矩工况下的仿真分析。整车性能仿真主要包括定半径稳态回转、方向盘角阶跃输入、方向盘斜坡输入、单移线、整车制动性等仿真实验。通过对仿真案例的学习，学生能认识到汽车设计课程的学习并不是简单抽象的概念和理论学习，而是一个可操作的实际具体的设计过程。上机作业是设计理论知识与实际设计过程的结合，能够很好地锻炼学生的设计能力，激发学生的学习兴趣。

（五）期末考试采用闭卷笔试形式

期末考试考查学生对汽车设计的理解、掌握和综合运用情况。期末考试分为判断题、选择题、填空题、简答题和分析计算题，题型多样化，多维度考核学生对汽车设计基本概念、设计思路、设计方法等的理解和掌握程度，培养学生的创新意识。

六、课程考核成绩的评定方法

表1为各考核环节所占的权重和对各教学目标的支撑情况。学生的综合成绩[G]用公式（1）计算。

[G=αiAi，1～5]                                                          （1）

其中，[Ai]為各考核环节，αi为各考核环节所占的比重。

七、课程考核创新点

首先，考核形式多样化、过程化。利用融合多媒体和信息技术的教学手段，增加教学过程中的考核方式，如课堂任务点学习。

其次，随机考核，及时获知考核结果。教师随机通过手机终端在课堂上发布测验题，学生也通过手机终端作答。学生作答完成后，其与教师都能及时获知答题结果。这一方面可提高学生的注意力、参与度和积极性，另一方面能使教师及时对测验结果进行分析，从而有针对性地调整教学方案，并加强与学生的互动。

最后，课外上机作业考核学生运用现代工具解决汽车设计问题的能力。课后上机作业要求利用ADAMS等汽车动力学软件，对汽车的悬架、转向系等进行仿真设计。上机作业有时间记录和签名，使学生无法抄袭。

八、结论

本文根据考核改革目标和课程教学目标，通过融合多媒体与信息技术的考核方法，使汽车设计课程的考核方式多样化、过程化，对学生的软件设计能力等有了可量化的考核方式。通过慕课资源的学习和上机作业，延伸了课堂学习的时间和空间，实现了学生知识和能力的双提升。本文的汽车设计课程考核方式具有一定的实际应用价值，可供车辆工程专业的其他课程考核参考。考核方式改革是对原有传统的考试方式的变革，而传统考试方式也具备答案标准化、评分标准化等特点，不宜彻底抛弃。因此，在保留传统考试方式优点的同时，如何发挥融合多媒体与信息技术的考核方式的优点，设计出更加合理的考核方式，还需要不断探索和实践。

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［责任编辑：刘凤华］