科研與教學(xué)相結(jié)合在“汽車?yán)碚摗苯虒W(xué)中的應(yīng)用

霍煒　劉大維　嚴(yán)天一　王鳳印

摘 要 為了適應(yīng)社會對創(chuàng)新型人才的需求和現(xiàn)代教育的培養(yǎng)目標(biāo)，提出將科研融入到“汽車?yán)碚摗苯虒W(xué)中。教學(xué)和科研相結(jié)合，可豐富教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。以科研促教學(xué)，同時可以提高教師的教學(xué)水平，該教學(xué)方法的應(yīng)用和推廣對培養(yǎng)創(chuàng)新型人才可起到促進作用。

關(guān)鍵詞 汽車?yán)碚?科研 教學(xué)

中圖分類號：G424 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.08.039

Abstract According to the features of the course Vehicle Dynamics with theory， complex contents and difficulty， trinity teaching mode of classroom， online and practice was proposed. During the teaching， the classroom teaching， online teaching and practice teachings were combined and promote each other， which not only could help students to grasp theoretical knowledge， stimulate learning interests， broaden vision and expand knowledge， but also could help students improve their application ability from the knowledge and strengthen practical innovation ability. The application and popularization of the teaching mode can promote the training of the talents with high quality and innovation ability.

Key words Vehicle Dynamics； scientific research； teaching

在汽車工業(yè)的迅速發(fā)展的今天，社會對具有創(chuàng)新能力的車輛專業(yè)人才的需求不斷增大，同時社會對我國高校人才的培養(yǎng)也提出了更高層次的要求，我國高校車輛工程專業(yè)的教育正面臨著嚴(yán)峻的考驗。目前車輛工程專業(yè)培養(yǎng)的人才普遍存在實踐能力差，缺乏創(chuàng)新意識和獨立解決問題的能力等問題。①“汽車?yán)碚摗笔擒囕v工程專業(yè)的一門核心課程，該課程理論性強、抽象難懂，教師普遍反映該課程教學(xué)難度大，學(xué)生理解困難等。②③④傳統(tǒng)的“汽車?yán)碚摗苯虒W(xué)模式存在如下問題：（1）教學(xué)內(nèi)容局限于教材，知識更新不及時，學(xué)生很少機會了解汽車產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)，對本行業(yè)的發(fā)展前沿不了解；（2）課程理論性強，學(xué)習(xí)過程枯燥乏味；（3）理論教學(xué)和實踐相脫節(jié)，學(xué)生不能獨立解決實際問題，缺乏創(chuàng)新意識。為了適應(yīng)社會對車輛工程創(chuàng)新型人才的需求，為了解決“汽車?yán)碚摗闭n程傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題，本文提出將科研和教學(xué)相結(jié)合，以科研促教學(xué)，豐富理論課堂的教學(xué)內(nèi)容，開闊學(xué)生的視野，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新能力，提高教學(xué)質(zhì)量。同時，教學(xué)與科研相結(jié)合，還可以強化教師自身的基礎(chǔ)理論知識，提高教師的教學(xué)水平。⑤

1 科研融入課堂教學(xué)，豐富教學(xué)內(nèi)容

“汽車?yán)碚摗闭n程主要講述與汽車動力學(xué)相關(guān)的使用性能，分析汽車結(jié)構(gòu)形式與結(jié)構(gòu)參數(shù)與汽車性能之間的關(guān)系，從而分析影響汽車性能的主要因素，為汽車設(shè)計提供理論依據(jù)。⑥在傳統(tǒng)的教學(xué)中，教學(xué)內(nèi)容只局限于教材，學(xué)生積極性也受到了限制，如果在教學(xué)中，將汽車行業(yè)最新的技術(shù)和科研成果融入到課程的課堂教學(xué)中，及時對教學(xué)內(nèi)容擴充，豐富教學(xué)內(nèi)容，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也可拓寬學(xué)生知識廣度。

（1）明確課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)?！捌?yán)碚摗苯滩闹腥鄙倬w論章節(jié)，如果教學(xué)一開始就講述課程主要內(nèi)容，學(xué)生會對本課程認(rèn)識膚淺，對本課程的學(xué)習(xí)目的不明確，在學(xué)習(xí)過程中就不容易抓住重點。因此在教學(xué)開始前對國內(nèi)外的研究成果介紹給同學(xué)，如把汽車動力參數(shù)匹配和汽車性能分析的科研動態(tài)介紹給同學(xué)，讓同學(xué)們對本課程的學(xué)習(xí)目的和意義有更深入的理解，這樣在以后的學(xué)習(xí)中就更有目的性，更容易抓住學(xué)習(xí)的重點。

（2）拓寬同學(xué)們的知識廣度。教材所涉及的內(nèi)容畢竟是有限的，在理論教學(xué)中可以通過講解案例的方式將科研成果融入課堂教學(xué)，對教學(xué)內(nèi)容進行補充，例如在講述汽車性能分析時教材重點對傳統(tǒng)的內(nèi)燃機汽車的性能進行講述，對電動汽車的性能分析只是涉及到很少一點內(nèi)容。近年來電動汽車的發(fā)展迅速，國內(nèi)外已取得大量的科研成果。講課時可結(jié)合各種電動汽車性能的分析計算，使同學(xué)們在掌握內(nèi)燃機汽車動力性分析的基礎(chǔ)上了解電動汽車參數(shù)匹配與性能分析的方法，如蓄電池、電動機的匹配設(shè)計等。還可以向同學(xué)們介紹常用的汽車性能分析軟件，如Advisor， Cruise 等。這些知識的拓展對同學(xué)們畢業(yè)后順利走進汽車企業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。

講課過程中可以選擇學(xué)生感興趣的內(nèi)容展開討論，讓同學(xué)們加深對汽車行業(yè)的認(rèn)識和理解。也可以鼓勵同學(xué)走上講臺，介紹與本課程相關(guān)的新技術(shù)和科研動向，互通有無，可激發(fā)學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)水平。

2 科研促進教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力

（1）研究性學(xué)習(xí)，增強對理論知識的理解?！捌?yán)碚摗闭n程理論抽象，研究性學(xué)習(xí)可幫助同學(xué)們深入理解汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)和使用性能之間的關(guān)系。在教學(xué)中引入MATLAB軟件，可以加強學(xué)生對汽車性能的理解，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。如利用MATLAB軟件根據(jù)汽車的基本參數(shù)編程描繪各種動力特性曲線（加速度曲線、驅(qū)動力曲線、功率平衡圖、動力因數(shù)曲線等），并求解汽車的最高車速等動力性參數(shù)等，如圖1所示，同時可以通過改變汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)（汽車的總質(zhì)量、變速器傳動比、主減速器傳動比等）得到不同的結(jié)果來進一步地分析汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)對汽車性能的影響規(guī)律。

（2）引導(dǎo)學(xué)生參與科研，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。目前高校教師所從事的科研工作代表著行業(yè)的最新技術(shù)的發(fā)展情況，在大多數(shù)院校只有研究生才有機會協(xié)助老師開展相關(guān)研究。我國車輛工程專業(yè)“汽車?yán)碚摗钡慕虒W(xué)大多把重點放在了汽車性能的理論計算分析等基礎(chǔ)理論知識的傳授上，而缺乏創(chuàng)新能力培養(yǎng)。學(xué)生學(xué)完課程后即使成績優(yōu)良，也不能解決實際問題，不能開展汽車的設(shè)計等工作。如果在教學(xué)過程中將科研成果與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來，讓學(xué)生參與到科研中來，可引導(dǎo)學(xué)生提前接觸汽車的設(shè)計及研究工作，拓展同學(xué)們的視野，激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣。

如筆者在教學(xué)中將最新的科研課題“負(fù)載隔離式純電驅(qū)動汽車”融入教學(xué)中。負(fù)載隔離式純電驅(qū)動汽車動力系統(tǒng)是一種新型的動力系統(tǒng)，如圖2所示。動力系統(tǒng)中采用兩組儲能電池組交替進行充放電，電池組可避免過充、過放，可增加電池組的使用壽命，發(fā)動機和負(fù)載隔離，始終工作在最經(jīng)濟工況點。

鼓勵學(xué)生利用MATLAB 中的SIMULINK建立整車模型，并進行整車性能仿真分析，研究發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)可大大降低整車的燃油消耗。學(xué)生通過參與本課題，可以進一步了解電動汽車發(fā)展的最新動態(tài)與發(fā)展趨勢，對電動汽車的結(jié)構(gòu)原理有個更深入的認(rèn)識，掌握汽車動力參數(shù)匹配的方法，了解發(fā)動機的負(fù)荷特性、蓄電池的充放電特性等。通過對整車模型的建立，讓學(xué)生掌握汽車性能分析的主要軟件及性能分析的方法。

學(xué)生在科研的過程中綜合運用所學(xué)“汽車?yán)碚摗敝R的能力得到鍛煉，另一方面，學(xué)生參與科研活動，可使他們有機會接觸汽車領(lǐng)域的最新技術(shù)，了解汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢，進一步激發(fā)學(xué)習(xí)和研究的興趣，拓寬同學(xué)們的知識面，鍛煉解決實際問題的能力。⑦

3 教學(xué)科研相結(jié)合，提高教師的教學(xué)水平

“汽車?yán)碚摗笔且婚T理論性較強的課程，教師在教學(xué)過程中如果只是局限于教材，照本宣科，只是空講理論知識，同學(xué)們會厭倦，教學(xué)效果肯定不好。因此教師只掌握本課程的理論知識是不夠的，還應(yīng)該及時了解本學(xué)科的最新科研動態(tài)，提高自己的知識水平。因此需要老師在講課過程中將本課程與實際中的應(yīng)用結(jié)合起來，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如在講課過程中針對汽車企業(yè)中的實際車型進行分析，給他們講授如何根據(jù)汽車的性能指標(biāo)對汽車動力裝置參數(shù)的匹配設(shè)計，如何分析整車的性能，同學(xué)們對這些實際應(yīng)用非常感興趣，這讓他們了解到學(xué)習(xí)本課程的重要性。因此這就需要教師積極和企業(yè)合作，在合作中不僅可提高教師的科研能力，還可以將科研成果帶進課堂，提高教師的教學(xué)水平。

汽車技術(shù)更新很快，教師也需要不斷地充實自己，否則就會被社會所淘汰。科研活動可以促使教師掌握汽車的新技術(shù)，將科研成果融入“汽車?yán)碚摗钡慕虒W(xué)，豐富教學(xué)內(nèi)容，從而帶動本課程的教學(xué)改革和課程建設(shè)。同時，教師通過科研活動可提高自己的理論知識水平，提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量。⑧

4 總結(jié)

為了適應(yīng)社會對創(chuàng)新型車輛工程人才的需求和現(xiàn)代教育的培養(yǎng)目標(biāo)，將科研理論和成果融入到“汽車?yán)碚摗苯虒W(xué)中，豐富教學(xué)內(nèi)容，完善課程體系建設(shè)，在課堂上開展研究性教學(xué)和學(xué)習(xí)，可使枯燥的理論教學(xué)變得形象、生動，同時也可鍛煉和提高學(xué)生研究和解決實際問題的能力。鼓勵學(xué)生參與科研活動，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以科研促教學(xué)，同時可以提高教師的教學(xué)水平。

青島大學(xué)特色名校建設(shè)項目（07081310），青島大學(xué)精品課程建設(shè)項目

注釋

① 龍志軍，訾琨，朱濤.應(yīng)用型車輛工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的研究[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2010（11）：134-136.

② 吳延霞.研究性教學(xué)在《汽車?yán)碚摗方虒W(xué)中的應(yīng)用[J].新西部，2012（10）：226-227.

③ 張志剛，石曉輝.《汽車?yán)碚揑I》理論聯(lián)系實際一體化教學(xué)模式下考核體系探索[J].教育教學(xué)論壇，2014（28）：254-255.

④ 包凡彪.《汽車?yán)碚摗氛n程實踐教學(xué)改革研究[J].價值工程，2011：227-229.

⑤ 段慶茹，闞連寶，生艷梅.科研與教學(xué)相融合提高人才培養(yǎng)質(zhì)量[J].長春教育學(xué)院學(xué)報，2013.29（8）：114-115.

⑥ 余志生.汽車?yán)碚揫M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.

⑦ 張仲華，鎖要紅.淺談科研教學(xué)互利關(guān)系[J].科技視界，2015（10）：47+69.

⑧ 胡澍，席守民，馬靈筠，等.以科研促教學(xué)探索基礎(chǔ)與創(chuàng)新相結(jié)合的教學(xué)模式[J].西北醫(yī)學(xué)教育，2013.21（4）：669-671.