從實際出發探索關于《汽車理論》教學改革的方法
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摘要：作為一名一線教師，對《汽車理論》教學工作有切身的實踐經驗。本文先對該門課程的框架進行了剖析解讀，分析課程的精髓以及培養目標，從而確定課程改革的方向。然后就目前教學模式，找出其存在的問題并進行分析研究，從而制訂出一系列的具體的教學改革方案，如優化實踐和理論學習課時、使用CarSim與Matlab軟件進行仿真實驗、開放實驗室和優化改革課程考核體制。通過教學實踐驗證，各種改革措施均可以有效提高學生學習效率和對知識的掌握程度。
關鍵詞：汽車理論;教學模式改革;課程考核體制
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）19-0124-03
《汽車理論》是車輛工程類的專業必修課，是學生們第一次系統的了解汽車行駛性能知識的專業課程，也是對學生學過的《發動機構造》《汽車構造》的升華，更加注重對汽車整體性能的研究，使學生建立起從功能實現到性能評價的汽車設計完整體系，以便后續相關專業課程的學習。該課程極大地依賴于力學和高等數學，并通過各類理論推導、實驗，軟件模擬來研究汽車的行駛性能（汽車動力性、燃油經濟性、動力裝置參數的選定、制動性、操縱穩定性、平順性以及通過性）[1]。通過對具體型號汽車的分析，介紹現代汽車領域的模擬設計方法以及先進的加工工藝讓學生對汽車的設計有了初步的了解，并在課堂中向學生傳達現代汽車主流的設計理念，增加學生對汽車的興趣，讓他們可以緊跟當下汽車設計潮流，為以后從事汽車領域的相關工作打下堅實的基礎。但是，由于《汽車理論》主要為理論知識，對學生來說較為枯燥。盡管《汽車理論》在車輛工程專業培養目標體系里具有重要位置，但是在實際教學中效果卻不盡如人意[2]。
一、汽車理論體系的建立
由于汽車所涉及的問題眾多以及當代人們對汽車性能的高要求，在汽車設計過程中需要用到各類交叉學科的知識，因此《汽車理論》也是一門綜合性、復雜性的課程，學習具有一定的難度，因此對學習者提出了更高的要求，同時也對教師關于課程安排、講解方式提出了更加嚴格的要求，若要學習好這門課程，需要教師和學生之間更加緊密的配合。
《汽車理論》這門課程主要研究在有外力特性作用于汽車上時，通過汽車動力方程的建立，分析汽車的各項動力學性能，主要包括：燃油經濟性、操縱穩定性以及通過性等[1]。該課程在每個章節中針對各項相關性能分別介紹其評價指標及評價方法，同時對相關性能的試驗方法作了簡要介紹，通過建立動力學方程，分析汽車及部件的結構形式與動力學參數對性能的影響機制。
二、課程學習所需知識
由于本課程主要研究的是汽車的動力學問題，因此力學知識在學習過程中的重要性不言而喻，例如通過動力學方程研究汽車動力性問題，只有在掌握豐富的力學理論的前提下才可以理解并且根據需求列舉方程。涉及到動力問題必定要對動力源有充足的理論知識，而現階段汽車主要以內燃機作為動力源，因此需要學生對內燃機的各種性能指標、原理以及測試方法有足夠的知識儲備;但根據目前汽車的發展前景分析，新能源必將是汽車的未來，新能源是新興技術，學生的培養計劃中無此類相關課程，因此教師需要準備額外的知識去幫助同學們了解前沿技術，與時俱進。同時，我們也需要對汽車其他部件有充分的認識，如減速器、轉向系、懸架結構、制動系統等，這些結構深刻影響著汽車的各項性能。
三、傳統的教學模式及其不足之處
目前主要采用理論知識講授與實驗相結合的方式，而這種教學方式尤以理論教學為主，主要是通過教師將這些理論知識通過課堂講授的方式傳遞給學生，學生對課堂所學知識只是一味地接受，再由于該課程的課時較少以及講授內容量較多，學生們在課堂上沒有時間去進行更深層次的思考，因此對所學的內容沒有更深刻的理解，學生對所學知識掌握不扎實，不能很好地應用所學知識解決實際問題?？偨Y并歸納傳統教學模式中存在的不足之處，主要體現在以下兩個方面。
?。ㄒ唬┠壳爸饕抢碚摻虒W，這種教學方式主要特點是公式理論多，且比較抽象乏味，主要由教師主導，學生們不容易理解，因此也就無法提高學習的積極性，處于一種被動學習的狀態，對知識的理解也很淺薄，不夠深刻，無法在實際情況中應用。同時這種方式不論對于教師還是學生來說，效率都比較低，無法滿足本課程大容量的要求，不僅費時費力，還收效甚微。同時由于缺乏實驗場地及實驗儀器，目前本課程的實驗安排比較少，而本課程主要涉及很多以乘坐者感受實驗為基礎的教學內容，如汽車的平順性。因此這些應該有實驗來完成的教學內容只能在教室內完成，需要通過實驗學到的內容僅僅靠教師的描述是無法完全想象出來的，這就導致學生對汽車的這些特性認識不夠深刻，從而也就無法適應本課程的學習。
?。ǘ┠壳暗目己朔绞揭哺鼉A向于理論知識的考核，這與本課程的定位不相符。例如我校這門課程對學生的成績評價包括期末卷面成績和平時成績兩部分，其中平時成績由課后習題的完成情況與課堂出勤率共同來決定，最后學生平時成績與期末考試成績按3∶7的比例來計算總成績，實現對學生的綜合評價。由此來看，這種評價體系無法對學生的綜合掌握情況進行評價。本課程明顯是實驗與理論學習雙重作用的課程，應該在有理論學習考核的基礎上增加對學生綜合能力的考查，例如增加課程設計，讓學生可以利用所學知識解決現實問題以便學生建立汽車知識的理論體系，這不僅讓學生對所學的知識有了更好的掌握與理解，還能對其進行靈活運用，將書本里的文字融入自己的思維。
四、改革方案
?。ㄒ唬﹥灮瘜嵺`和理論學習課時
將實踐課時比例提高，盡管這樣會減少理論學習課時，但是目前這種大課堂教學，學生與教師都沒有辦法發揮自己最大的主觀能動性，理論學習課時的減少對學生的學習影響不大。此外學生也有了一定的知識積累，且現在網絡資源很豐富，學生可以充分利用網絡資源對課程的理論內容進行學習，學生完全有能力可以在課下獨立完成對公式、理論知識的學習，因此教師可以將一些簡單的理論知識劃分給學生自己學習，學生也可以充分利用大學充裕的課外時間去完成學習，既豐富了大學課外生活，也提高課堂效率。而教師一方面對課程內的一些比較復雜的問題進行講解答疑，并且舉一些比較有特色的實例，讓學生將所學內容與實踐結合起來，另一方面針對目前汽車領域的新動向、新技術、新理念進行講解，擴展學生的視野，讓學生對新技術和新理念保持敏感性，緊跟汽車領域新動向。實踐課程較之理論課程更為有趣，學生也就更易投入進去，課上的效率也就隨之提高。 ?。ǘ┦褂肅arSim與Matlab軟件進行仿真實驗
CarSim軟件的功能非常強大，其可以實現車輛動力學的仿真，還包含各種觀察實驗結果所需的工具。另外，其具有簡單友好的操作界面，可滿足學生在第一次使用時就能夠操作完成建模仿真的步驟;同時其數據庫中包含現有大部分車型的數據模型，另外可以對車型進行自定義仿真，還可實現與其他常用相關軟件之間的相互調用。學生通過利用CarSim軟件可選擇具體車型、設計自定義特定工況進行仿真驗證，使用Matlab編程計算汽車的各項性能，繪制不同車型不同性能的特性曲線，并分析各種輸入對汽車性能的影響。這樣就可以在一定程度上緩解由于經費或者其他各種因素，造成的部分高校的汽車實驗室實驗場地比較有限，導致實驗學時較少的不利影響，帶動學生學習的積極性與創造性。
?。ㄈ╅_放實驗室
作為一個以實驗為基礎的課程，實驗室對課程學習來說至關重要。教師可以與學校學院協商，免費向學生提供實驗室資源，為大家提供良好的實驗條件。課程實驗教學要求學生通過臺架及道路試驗，掌握汽車性能的測量方法，了解被試車輛的性能[3]?？梢栽黾訉W生的學習積極性，讓他們在實踐中學習，這樣可以加深他們對知識的認知程度，與此同時充分發揮學生的創造力，鼓勵他們進行科學創新，積極探索新的設計或對原有設計進行改進優化，在學習的同時創造新的價值，對于工科學生來說實驗是獲取知識的重要途徑，實驗室的意義與圖書館相當，對于車輛工程的學生來說這種作用尤甚。這樣不僅拓寬了學生在車輛方面的知識面，還賦予了學生獨立思考、設計的機會，一舉兩得。
?。ㄋ模﹥灮母镎n程考核體制
考核方式在一定程度上影響著學生學習的側重點，本課程理論與實踐都很重要，因此需要一套兩者兼顧的考核方式。期末的考核應分為兩部分，第一部分主要是理論學習的比例，占總比例的60%，而這其中期末考試占60%，課后作業20%，課后基于CarSim與Matlab的軟件仿真實驗的練習成果占20%;第二部分是普通房實驗（實驗室可以提供的實驗）平時占20%;第三部分主要是教師給學生一個特定車型在一定的工況下利用基于CarSim與Matlab的軟件仿真模擬實驗，占總考核的20%?？己朔绞綄⒅攸c考察理論學習改為理論知識與實驗內容一同考察，提高了動手實驗的地位，讓學生們明白實踐與動手能力的重要性，也能讓學生多多親自動手體驗這門課程所包含的內容，方便學生更好地學習與理解。
五、結論
《汽車理論》這門課程正是為了解決車主最關心的汽車性能的問題[4]，因此對于學生在今后的就業工作中具有重要意義。理論課程改革是通過優化實驗與理論課的比例以及學習的方法來增加學生的學習效率以及增強課程的作用;使用基于CarSim軟件與Matlab/Simulink軟件的仿真實驗來完成一些由于普通實驗室所不具備的實驗，增加學生實驗經歷，豐富學習的樂趣和對知識的認知程度;開放實驗室與改革考核措施，從而改變學生學習的側重點，提高學生的學習興趣與創造力。以上各種改革措施主要均可以有效提高學生學習效率及對知識的掌握程度。
參考文獻：
[1]余志生.汽車理論：第五版[M].北京：機械工業出版社，2012：26.
[2]趙冉.汽車理論課程教學改革的探索[J].大學教育.2017，（10）：63-65.
[3]霍煒，劉大維，嚴天一，陳煥明.基于“課堂、網絡、實踐三位一體”的“汽車理論”教學模式研究[J].科教導刊，2015，（34）：135-137.
[4]鄒喜紅，石曉輝.學以致用為目的的汽車理論教學內容組織及思考[J].科教導刊（中旬刊），2014，（4）：68-70.
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