《汽車?yán)碚摗方虒W(xué)改革探索與實(shí)踐

徐中明 張志飛 賀巖松 褚志剛 舒紅

【摘要】汽車?yán)碚撌擒囕v工程專業(yè)的必修專業(yè)課，是汽車動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)。汽車動(dòng)力學(xué)發(fā)展日新月異，汽車?yán)碚撜n程對(duì)車輛工程學(xué)生的基本素質(zhì)培養(yǎng)非常重要。因此，必須把汽車動(dòng)力學(xué)的最新技術(shù)與成果加入汽車?yán)碚摻虒W(xué)中，從而加課程建設(shè)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式，完善教學(xué)資源。針對(duì)該課程，進(jìn)行了5年的教學(xué)改革探索與實(shí)踐，通過(guò)優(yōu)化課程的教學(xué)內(nèi)容、實(shí)施混合式多樣化的教學(xué)方法等方面的改革探索，激發(fā)學(xué)生深入思考、探索問(wèn)題的積極性，提高了汽車?yán)碚撜n程的教學(xué)水平和教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】汽車?yán)碚?教學(xué)改革;實(shí)踐

一、汽車?yán)碚撜n程教學(xué)現(xiàn)狀與改革需求分析

汽車?yán)碚撌擒囕v工程本科專業(yè)汽車方向的必修專業(yè)課，是汽車動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)，分析與汽車動(dòng)力學(xué)有關(guān)的汽車各主要使用性能，包括汽車動(dòng)力性、汽車燃料經(jīng)濟(jì)性、汽車制動(dòng)性、汽車操縱穩(wěn)定性、汽車行駛平順性及汽車通過(guò)性。課程目標(biāo)是讓學(xué)生掌握汽車使用性能基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，提升學(xué)生的分析能力、評(píng)價(jià)能力和基本素養(yǎng)。知識(shí)貢獻(xiàn)：掌握汽車使用性能的評(píng)價(jià)、分析、預(yù)測(cè)與試驗(yàn)的基本知識(shí);能力貢獻(xiàn)：分析能力、評(píng)價(jià)能力、試驗(yàn)動(dòng)手能力;素質(zhì)貢獻(xiàn)：汽車基本知識(shí)素養(yǎng)、獨(dú)立分析問(wèn)題素質(zhì)。

國(guó)外的車輛工程學(xué)科在大學(xué)本科生中汽車?yán)碚撌瞧浔匦拚n程，一般稱為汽車動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)，如美國(guó)密西根大學(xué)安貝爾分校機(jī)械系就開(kāi)設(shè)有“The Fundamental of Vehicle Dynamics”，加拿大的大學(xué)里機(jī)械系開(kāi)設(shè)有“The Theory of Ground Vehicle”，英國(guó)Leeds大學(xué)、德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)等歐洲學(xué)校也開(kāi)設(shè)有“Vehicle Dynamics”，日本東京大學(xué)、東京工業(yè)大學(xué)等高校也開(kāi)設(shè)有日語(yǔ)叫做“自動(dòng)車工學(xué)”的課程，課程內(nèi)容體系與國(guó)內(nèi)基本相同。

國(guó)內(nèi)高校車輛工程專業(yè)汽車?yán)碚摯蠖嘧鳛楸匦拚n程開(kāi)出，學(xué)時(shí)大多為48學(xué)時(shí)（3學(xué)分），重點(diǎn)大多放在基本知識(shí)（前4章）：動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性章節(jié)，5、6章操縱穩(wěn)定性、平順性只做簡(jiǎn)單介紹，甚至有個(gè)別高校這2章不講。教學(xué)方式均采用多媒體課堂教學(xué)方式，輔助研討和試驗(yàn)環(huán)節(jié)。國(guó)內(nèi)基本上以灌輸知識(shí)為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式，為改變現(xiàn)狀，我們采用模塊化教學(xué)方式，進(jìn)行了探究式教學(xué)方式改革探索。

二、課程改革的目標(biāo)與教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

經(jīng)過(guò)充分調(diào)研與研討，我們課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)將“汽車?yán)碚摗闭n程改革的目標(biāo)確定為：

（1）創(chuàng)新汽車?yán)碚摰慕虒W(xué)觀念、教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)評(píng)價(jià);

（2）以學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)提升為核心，改進(jìn)課程體系、內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排;

（3）促進(jìn)“汽車?yán)碚摗本氛n程建設(shè)。

教學(xué)團(tuán)隊(duì)由5位教師組成，均有工學(xué)博士學(xué)位，有4人有海外留學(xué)經(jīng)歷，有4人有汽車摩托車企業(yè)博士后或汽車企業(yè)掛職經(jīng)歷，從事汽車動(dòng)力學(xué)方向研究且有豐富的工程經(jīng)驗(yàn)。密切結(jié)合各位教師的研究方向分配講授章節(jié)內(nèi)容，5位教師分工協(xié)作完成5個(gè)模塊的教學(xué)，5個(gè)模塊及學(xué)時(shí)分配如下：

（1）第一模塊：緒論、第一章 汽車的動(dòng)力性，8學(xué)時(shí);

（2）第二模塊：第二章 汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性、第三章 汽車動(dòng)力裝置參數(shù)的選定，8學(xué)時(shí);

（3）第三模塊：第四章 汽車的制動(dòng)性，8學(xué)時(shí);

（4）第四模塊：第五章 汽車的操縱穩(wěn)定性，12學(xué)時(shí);

（5）第五模塊：第六章 汽車的平順性，12學(xué)時(shí)。

每一模塊的主講教師的研究方向密切結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)與科研密切結(jié)合，極大的豐富了教學(xué)案例，使汽車?yán)碚摼o密結(jié)合了工程實(shí)際又緊跟學(xué)科前沿。

三、課程混合式教學(xué)探索與實(shí)踐

通過(guò)深入調(diào)研國(guó)內(nèi)外汽車?yán)碚搶I(yè)課程教學(xué)模式、方式、內(nèi)容安排等，改變了教師的教學(xué)觀念，變輸送知識(shí)為輸送能力。逐步改變灌輸式教學(xué)方式，推行探究式教學(xué)（微課和翻轉(zhuǎn)課堂等），引領(lǐng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的知識(shí)和能力。探索以“教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的教學(xué)方法;在車輛工程本科實(shí)驗(yàn)班中進(jìn)行了5年混合式教學(xué)探索實(shí)踐。

1.精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化學(xué)時(shí)安排

結(jié)合汽車動(dòng)力學(xué)研究最新成果，根據(jù)車輛工程專業(yè)培養(yǎng)的知識(shí)、能力、素質(zhì)要求，修改完成了新的課程教學(xué)大綱;然后完善和優(yōu)化課程教案、教學(xué)周歷、課程PPT等。對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)組織等進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，選擇部分知識(shí)點(diǎn)或工程案例進(jìn)行課題研究，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)歷和過(guò)程體驗(yàn)，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性;教學(xué)安排明確講述內(nèi)容和知識(shí)重點(diǎn)。

2.學(xué)生人人有課題

每一教學(xué)模塊，給出8個(gè)左右的課題或者自選課題，總計(jì)40個(gè)左右課題，每位同學(xué)至少有一個(gè)課題，同學(xué)輪流匯報(bào)對(duì)課題的研究成果，課題密切結(jié)合課程知識(shí)點(diǎn)和工程實(shí)際，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握更加深刻。以第一章汽車的動(dòng)力性為例，給出了如下8個(gè)小課題：

（1）汽車的滾動(dòng)阻力分析（硬路面上、沙漠松軟路面上）;

（2）純電動(dòng)汽車動(dòng)力性計(jì)算方法;

（3）輪胎半徑對(duì)汽車的加速性能和爬坡性能的影響分析;

（4）汽車滾動(dòng)阻力系數(shù) f 和空氣阻力系數(shù)CD道路試驗(yàn)測(cè)試方法探討;

（5）SUV側(cè)翻事故技術(shù)分析;

（6）溫州豐田漢蘭達(dá)爬坡門事件技術(shù)分析;

（7）豐田RAV4打滑門事件技術(shù)分析;

（8）適時(shí)四驅(qū)、全時(shí)四驅(qū)動(dòng)力性異同分析。

這些課題密切結(jié)合課程知識(shí)點(diǎn)，又密切聯(lián)系工程實(shí)際，激發(fā)了學(xué)生探索學(xué)習(xí)的欲望，給學(xué)生以探索的空間， 同學(xué)們通過(guò)查閱資料，學(xué)習(xí)理解知識(shí)點(diǎn)后，可以以任意自己喜歡的方式匯報(bào)對(duì)課題的理解和見(jiàn)解，如小視頻、PPT匯報(bào)等，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力、溝通表達(dá)能力。

3.加強(qiáng)課程實(shí)踐教學(xué)的完善

將MATLAB等軟件引入到汽車?yán)碚撜n程學(xué)習(xí)中，第1、2、5模塊均要求學(xué)生用MATLAB編程完成計(jì)算分析的大作業(yè)，學(xué)生可以通過(guò)計(jì)算分析不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和使用參數(shù)對(duì)汽車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、平順性的影響，進(jìn)一步增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)了學(xué)生深入思考、探索問(wèn)題的積極性。

汽車?yán)碚撛囼?yàn)教學(xué)集中安排在汽車綜合實(shí)驗(yàn)課程開(kāi)出，其中有8學(xué)時(shí)汽車試驗(yàn)法規(guī)介紹、汽車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性基本實(shí)驗(yàn)，因受試驗(yàn)場(chǎng)地限制和安全性考慮，目前實(shí)驗(yàn)實(shí)在室內(nèi)轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)上開(kāi)出。

四、結(jié)束語(yǔ)

從2013年開(kāi)始在實(shí)驗(yàn)班實(shí)施汽車?yán)碚撜n程教學(xué)改革探索與實(shí)踐，通過(guò)以上教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化、教學(xué)方法和手段的探索，提高了教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生更好的掌握汽車?yán)碚撋婕暗闹R(shí)點(diǎn)，為從事汽車設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和試驗(yàn)研究打下良好的基礎(chǔ)。

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