从实际出发探索关于《汽车理论》教学改革的方法

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　　摘要：作为一名一线教师，对《汽车理论》教学工作有切身的实践经验。本文先对该门课程的框架进行了剖析解读，分析课程的精髓以及培养目标，从而确定课程改革的方向。然后就目前教学模式，找出其存在的问题并进行分析研究，从而制订出一系列的具体的教学改革方案，如优化实践和理论学习课时、使用CarSim与Matlab软件进行仿真实验、开放实验室和优化改革课程考核体制。通过教学实践验证，各种改革措施均可以有效提高学生学习效率和对知识的掌握程度。
　　关键词：汽车理论;教学模式改革;课程考核体制
　　中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）19-0124-03
　　 《汽车理论》是车辆工程类的专业必修课，是学生们第一次系统的了解汽车行驶性能知识的专业课程，也是对学生学过的《发动机构造》《汽车构造》的升华，更加注重对汽车整体性能的研究，使学生建立起从功能实现到性能评价的汽车设计完整体系，以便后续相关专业课程的学习。该课程极大地依赖于力学和高等数学，并通过各类理论推导、实验，软件模拟来研究汽车的行驶性能（汽车动力性、燃油经济性、动力装置参数的选定、制动性、操纵稳定性、平顺性以及通过性）[1]。通过对具体型号汽车的分析，介绍现代汽车领域的模拟设计方法以及先进的加工工艺让学生对汽车的设计有了初步的了解，并在课堂中向学生传达现代汽车主流的设计理念，增加学生对汽车的兴趣，让他们可以紧跟当下汽车设计潮流，为以后从事汽车领域的相关工作打下坚实的基础。但是，由于《汽车理论》主要为理论知识，对学生来说较为枯燥。尽管《汽车理论》在车辆工程专业培养目标体系里具有重要位置，但是在实际教学中效果却不尽如人意[2]。
　　一、汽车理论体系的建立
　　由于汽车所涉及的问题众多以及当代人们对汽车性能的高要求，在汽车设计过程中需要用到各类交叉学科的知识，因此《汽车理论》也是一门综合性、复杂性的课程，学习具有一定的难度，因此对学习者提出了更高的要求，同时也对教师关于课程安排、讲解方式提出了更加严格的要求，若要学习好这门课程，需要教师和学生之间更加紧密的配合。
　　《汽车理论》这门课程主要研究在有外力特性作用于汽车上时，通过汽车动力方程的建立，分析汽车的各项动力学性能，主要包括：燃油经济性、操纵稳定性以及通过性等[1]。该课程在每个章节中针对各项相关性能分别介绍其评价指标及评价方法，同时对相关性能的试验方法作了简要介绍，通过建立动力学方程，分析汽车及部件的结构形式与动力学参数对性能的影响机制。
　　二、课程学习所需知识
　　由于本课程主要研究的是汽车的动力学问题，因此力学知识在学习过程中的重要性不言而喻，例如通过动力学方程研究汽车动力性问题，只有在掌握丰富的力学理论的前提下才可以理解并且根据需求列举方程。涉及到动力问题必定要对动力源有充足的理论知识，而现阶段汽车主要以内燃机作为动力源，因此需要学生对内燃机的各种性能指标、原理以及测试方法有足够的知识储备;但根据目前汽车的发展前景分析，新能源必将是汽车的未来，新能源是新兴技术，学生的培养计划中无此类相关课程，因此教师需要准备额外的知识去帮助同学们了解前沿技术，与时俱进。同时，我们也需要对汽车其他部件有充分的认识，如减速器、转向系、悬架结构、制动系统等，这些结构深刻影响着汽车的各项性能。
　　三、传统的教学模式及其不足之处
　　目前主要采用理论知识讲授与实验相结合的方式，而这种教学方式尤以理论教学为主，主要是通过教师将这些理论知识通过课堂讲授的方式传递给学生，学生对课堂所学知识只是一味地接受，再由于该课程的课时较少以及讲授内容量较多，学生们在课堂上没有时间去进行更深层次的思考，因此对所学的内容没有更深刻的理解，學生对所学知识掌握不扎实，不能很好地应用所学知识解决实际问题。总结并归纳传统教学模式中存在的不足之处，主要体现在以下两个方面。
　　（一）目前主要是理论教学，这种教学方式主要特点是公式理论多，且比较抽象乏味，主要由教师主导，学生们不容易理解，因此也就无法提高学习的积极性，处于一种被动学习的状态，对知识的理解也很浅薄，不够深刻，无法在实际情况中应用。同时这种方式不论对于教师还是学生来说，效率都比较低，无法满足本课程大容量的要求，不仅费时费力，还收效甚微。同时由于缺乏实验场地及实验仪器，目前本课程的实验安排比较少，而本课程主要涉及很多以乘坐者感受实验为基础的教学内容，如汽车的平顺性。因此这些应该有实验来完成的教学内容只能在教室内完成，需要通过实验学到的内容仅仅靠教师的描述是无法完全想象出来的，这就导致学生对汽车的这些特性认识不够深刻，从而也就无法适应本课程的学习。
　　（二）目前的考核方式也更倾向于理论知识的考核，这与本课程的定位不相符。例如我校这门课程对学生的成绩评价包括期末卷面成绩和平时成绩两部分，其中平时成绩由课后习题的完成情况与课堂出勤率共同来决定，最后学生平时成绩与期末考试成绩按3∶7的比例来计算总成绩，实现对学生的综合评价。由此来看，这种评价体系无法对学生的综合掌握情况进行评价。本课程明显是实验与理论学习双重作用的课程，应该在有理论学习考核的基础上增加对学生综合能力的考查，例如增加课程设计，让学生可以利用所学知识解决现实问题以便学生建立汽车知识的理论体系，这不仅让学生对所学的知识有了更好的掌握与理解，还能对其进行灵活运用，将书本里的文字融入自己的思维。
　　四、改革方案
　　（一）优化实践和理论学习课时
　　将实践课时比例提高，尽管这样会减少理论学习课时，但是目前这种大课堂教学，学生与教师都没有办法发挥自己最大的主观能动性，理论学习课时的减少对学生的学习影响不大。此外学生也有了一定的知识积累，且现在网络资源很丰富，学生可以充分利用网络资源对课程的理论内容进行学习，学生完全有能力可以在课下独立完成对公式、理论知识的学习，因此教师可以将一些简单的理论知识划分给学生自己学习，学生也可以充分利用大学充裕的课外时间去完成学习，既丰富了大学课外生活，也提高课堂效率。而教师一方面对课程内的一些比较复杂的问题进行讲解答疑，并且举一些比较有特色的实例，让学生将所学内容与实践结合起来，另一方面针对目前汽车领域的新动向、新技术、新理念进行讲解，扩展学生的视野，让学生对新技术和新理念保持敏感性，紧跟汽车领域新动向。实践课程较之理论课程更为有趣，学生也就更易投入进去，课上的效率也就随之提高。 　　（二）使用CarSim与Matlab软件进行仿真实验
　　CarSim软件的功能非常强大，其可以实现车辆动力学的仿真，还包含各种观察实验结果所需的工具。另外，其具有简单友好的操作界面，可满足学生在第一次使用时就能够操作完成建模仿真的步骤;同时其数据库中包含现有大部分车型的数据模型，另外可以对车型进行自定义仿真，还可实现与其他常用相关软件之间的相互调用。学生通过利用CarSim软件可选择具体车型、设计自定义特定工况进行仿真验证，使用Matlab编程计算汽车的各项性能，绘制不同车型不同性能的特性曲线，并分析各种输入对汽车性能的影响。这样就可以在一定程度上缓解由于经费或者其他各种因素，造成的部分高校的汽车实验室实验场地比较有限，导致实验学时较少的不利影响，带动学生学习的积极性与创造性。
　　（三）開放实验室
　　作为一个以实验为基础的课程，实验室对课程学习来说至关重要。教师可以与学校学院协商，免费向学生提供实验室资源，为大家提供良好的实验条件。课程实验教学要求学生通过台架及道路试验，掌握汽车性能的测量方法，了解被试车辆的性能[3]。可以增加学生的学习积极性，让他们在实践中学习，这样可以加深他们对知识的认知程度，与此同时充分发挥学生的创造力，鼓励他们进行科学创新，积极探索新的设计或对原有设计进行改进优化，在学习的同时创造新的价值，对于工科学生来说实验是获取知识的重要途径，实验室的意义与图书馆相当，对于车辆工程的学生来说这种作用尤甚。这样不仅拓宽了学生在车辆方面的知识面，还赋予了学生独立思考、设计的机会，一举两得。
　　（四）优化改革课程考核体制
　　考核方式在一定程度上影响着学生学习的侧重点，本课程理论与实践都很重要，因此需要一套两者兼顾的考核方式。期末的考核应分为两部分，第一部分主要是理论学习的比例，占总比例的60%，而这其中期末考试占60%，课后作业20%，课后基于CarSim与Matlab的软件仿真实验的练习成果占20%;第二部分是普通房实验（实验室可以提供的实验）平时占20%;第三部分主要是教师给学生一个特定车型在一定的工况下利用基于CarSim与Matlab的软件仿真模拟实验，占总考核的20%。考核方式将重点考察理论学习改为理论知识与实验内容一同考察，提高了动手实验的地位，让学生们明白实践与动手能力的重要性，也能让学生多多亲自动手体验这门课程所包含的内容，方便学生更好地学习与理解。
　　五、结论
　　《汽车理论》这门课程正是为了解决车主最关心的汽车性能的问题[4]，因此对于学生在今后的就业工作中具有重要意义。理论课程改革是通过优化实验与理论课的比例以及学习的方法来增加学生的学习效率以及增强课程的作用;使用基于CarSim软件与Matlab/Simulink软件的仿真实验来完成一些由于普通实验室所不具备的实验，增加学生实验经历，丰富学习的乐趣和对知识的认知程度;开放实验室与改革考核措施，从而改变学生学习的侧重点，提高学生的学习兴趣与创造力。以上各种改革措施主要均可以有效提高学生学习效率及对知识的掌握程度。
　　参考文献：
　　[1]余志生.汽车理论：第五版[M].北京：机械工业出版社，2012：26.
　　[2]赵冉.汽车理论课程教学改革的探索[J].大学教育.2017，（10）：63-65.
　　[3]霍炜，刘大维，严天一，陈焕明.基于“课堂、网络、实践三位一体”的“汽车理论”教学模式研究[J].科教导刊，2015，（34）：135-137.
　　[4]邹喜红，石晓辉.学以致用为目的的汽车理论教学内容组织及思考[J].科教导刊（中旬刊），2014，（4）：68-70.
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