研究生車輛動力學課程教學改革探討

魏超+++劉輝（通訊作者）

【摘要】車輛動力學是車輛專業(yè)研究生的一門重要基礎課程。面對學科交叉、工程與教學結合等新的挑戰(zhàn)，以及適應汽車理論技術的快速發(fā)展，本文圍繞培養(yǎng)研究生核心專業(yè)能力為目標，對車輛動力學研究生課程的教學內容、教學方法以及考核評價方式等幾個方面進行了改革探討。

【關鍵詞】車輛動力學 ?研究生培養(yǎng) ?教學改革

【中圖分類號】G642.0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標識碼】A ? ? ?【文章編號】2095-3089（2016）11-0025-02

一、研究生教學改革的緊迫性

隨著社會快速發(fā)展，我國在經濟、科學研究等方面在全球所占地位快速提高，世界500強企業(yè)中的400多家和100多個研發(fā)中心已在中國安家落戶。因此，產生了大量對高學歷人才的需求。研究生作為高學歷人才的主體，成為高科技企業(yè)和研究機構主要吸引的人才力量。高校對研究生的培養(yǎng)能否滿足快速增長的人才需求成為亟待解決的問題。

在國家層面，為了快速提高我國的科技水平，滿足對研究型人才的迫切需求，建設了一批“985”、“211”大學，并不斷增加科研投入。在學校層面，不斷增加研究生招生比例，重視科研能力培養(yǎng)。近年來，提出了建設研究型大學的目標，以應對高學歷人才短缺的挑戰(zhàn)。

對學生而言，企業(yè)和社會對畢業(yè)生的能力要求越來越高，增長的就業(yè)壓力使學生更加注重所學知識解決實際問題的能力。

在大多數高校，研究生課程學時普遍較短，且研究生承擔了很多科研工作，投入課堂學習的時間和精力與本科階段相比大量減少。與本科不同，研究生培養(yǎng)更加注重利用相應資源解決專業(yè)問題的能力，需要在短時間內迅速提高專業(yè)素養(yǎng)，如何使學生快速完成這樣的轉變成為研究生教學的一大挑戰(zhàn)。近年來，多學科交叉融合成為重要趨勢，單一學科知識難以滿足當今復合型人才的需求。就車輛工程學科來說，現代車輛技術越來越多的和控制理論、環(huán)境感知等信息技術學科聯系起來，同時，在車輛工程專業(yè)的研究生群體中，有大量的自動化控制、數學、力學以及信息技術學科出身的學生。如何在很短的時間內，通過課堂教學幫助研究生完成多學科的交叉逐漸成為研究生教學面臨的又一挑戰(zhàn)。

二、車輛動力學教學面臨的問題

車輛動力學作為車輛工程專業(yè)研究生一門重要課程，旨在幫助學生學習掌握車輛的直駛加速性、制動性、操縱穩(wěn)定性以及平順性四大類問題。通過本課程的教學除了使學生掌握相關車輛理論與技術，更重要的是使學生學會如何用相對簡化的理論公式以及數學、力學模型來處理較為復雜的工程實際問題。這門課程實踐性強，涉及知識面廣，對培養(yǎng)車輛類專業(yè)學生分析和處理工程實際問題的能力，有著重要的作用。

由于這門學科學習內容較多，教師在較短學時內難以面面俱到。而且內容涉及理論力學、復變函數、機械振動等學科，學生學習起來很容易覺得困難、枯燥。但是，這些內容是車輛專業(yè)學生進行汽車設計與性能分析的基礎，改變傳統(tǒng)的教學模式提高課堂教學質量顯得非常重要。

1. 教學觀念革新不足

首先，課程教學觀念對教學起著指導和統(tǒng)率作用，教學觀念的變革需要適應學科現狀的不斷發(fā)展。傳統(tǒng)的教學觀念，強調知識的系統(tǒng)性和完整性，而對于車輛動力學這門課程來說，在五十多個學時內完成五大內容的講授本身而言就是很大的挑戰(zhàn)。為了在有限學時完成教學任務，教師不得不加快講授速度，對部分內容點到為止。對學生而言，課程內容多而繁雜，造成學習困難、枯燥，并且學習興趣不高。同時，傳統(tǒng)教學觀念對學生能力培養(yǎng)關注不夠。和課程教學內容只是基本理論知識的講授，缺乏結合具體問題實際進行教學，忽視了車輛理論對于科研和工程問題的指導作用。例如，在講解輪胎模型時，如果只講授輪胎模型公式的推導，學生即使掌握了公式，但并不了解哪些假設和簡化條件適合怎樣的情況，無法將其與具體問題聯系起來。學生能力局限于完成習題和應試，對具體問題在理論上的認識不足，造成學生本來學習過相關知識，但面臨具體問題時往往還是一頭霧水。傳統(tǒng)教學觀念造成的重理論輕實踐、重研究輕設計、重精深輕綜合和重灌輸輕自學的現象，已經與學生學習訴求和企業(yè)的人才需求不相適應。

2. 教學方法缺乏創(chuàng)新

傳統(tǒng)的課程教學方法缺乏創(chuàng)新，一成不變。教學方法仍以單向灌輸為主，學生只能被動地參與，課堂氣氛不活躍，學生的學習興趣不高。對學生來說，車輛動力學這門課程專業(yè)性很強，學起來困難、枯燥，灌輸式的講授方式也使得學生參與度不高，嚴重影響了教學效果。例如，在講授平順性方面的內容時，涉及到很多復變函數方面的內容，公式繁瑣復雜，直接放到PPT上進行推導講解，很多學生在過程中跟不上教師的節(jié)奏，干脆低頭玩手機或者發(fā)呆走神。更加重要的是，在課堂上無法引起學生的學習欲望，造成學生在課下不愿主動投入學習精力學習課程內容，使得課堂教學得不到溫故和深入理解，給本就繁重的教學增加了更多的困難。

3. 課程考核評價方法單一

課程評價體系將期末一次性“閉卷”書面考試視為評價學生能力的唯一標準，缺乏知識應用和實踐能力的考核和對學生課程學習過程中的考核。 單一的考核方式鼓勵了學生重視習題，對于利用課堂教學知識解決具體問題則往往忽略。就車輛動力學學科來說，由于知識點多，公式多，在最終試卷上對知識點掌握情況和公式理解的考核難以面面俱到，對具體工程實際問題也缺乏深入考核的條件，就造成了試卷考核泛而不深，難以全面反映學生學習情況。而且，這種考核方式鼓勵了學生通過簡單記憶課堂講義和習題進行應試，對內容缺乏深入理解。往往是考試能拿到不錯的成績，但是考完后一股腦還給老師。因此，課程評價體系變革是課程教學改革的關鍵一環(huán)。

三、車輛動力學教學改革思路

1. 革新教學觀念

教學觀念改變是課程教學改革的基礎。從簡單要求學生掌握完整知識體系，轉變?yōu)橐耘囵B(yǎng)學生核心專業(yè)能力為目標，是車輛動力學研究生教學改革的關鍵第一步。當今社會要求的工程技術人才將不再是在一個比較狹窄的學科專業(yè)范圍內掌握一種專門技術，而是基礎扎實，知識面寬、具有較強的學習能力和對信息綜合分析能力的人才。掌握完整的專業(yè)知識體系是研究生教學的基本要求，但是僅做到這點無法適應當今的人才需求和學科發(fā)展。例如，在車輛設計過程中，經常將復雜的工程問題加以簡化來進行處理，這樣就會造成設計數據的近似性，設計結果不唯一且不存在標準答案。面臨這樣的請款，需要培養(yǎng)學生在解決實際問題時的工程意識。

對教師而言，圍繞新的教學目標，在教與學的關系上，要改變過去以教師為主體，一切圍繞教師轉，教師教什么，學生學什么的被動學習的狀況，樹立學生是教學活動的主體，更加重視學生獨立學習能力和開拓創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。教師要樹立新的教學觀念，在教學實踐中，主動、自覺探索更先進的模式和方法。

2. 重塑教學內容

在這樣的教學觀念下，教學內容從之前要求大而全的知識體系，轉變?yōu)閲@具體問題，進行相關知識的學習與技能培養(yǎng)。問題導向的學習有助于激發(fā)學生的學習興趣，充分調動了學習積極性，使學生主動投入更多的學習精力。同時，學生在解決問題的過程中完成知識點的學習，對相關知識認識更加具體、深刻，真正做到了所學即所用，遇到具體問題能夠聯系理論知識。例如在汽車動力性能的學習中，給出具體參數，讓學生按照一定評價指標比較這幾款車型的動力性能，學生在這一過程中能夠真實體會到各個參數所反映的性能特點。對相關知識點做到深入理解和掌握，并且學會使用MATLAB等輔助工具。這樣的教學內容安排不僅做到了知識體系的構件，而且對提高學生解決專業(yè)問題能力大有幫助，提高了學習效果。在操縱穩(wěn)定性學習中，提出如何評價車輛的轉向性能的問題，再沿著這個問題引出轉向半徑、橫擺角速度、穩(wěn)定性因數等參數，繼而引出通過二自由度模型來計算這些參數。這樣的問題導向過程對學生的吸引力大大增加，而且對這一問題解決過程的來龍去脈能夠深入理解?？傊?，在車輛動力學研究生教學中，以問題導向進行的教學內容安排能夠激發(fā)學生學習興趣，提高課堂參與度，對知識點理解更加深入，大大提高教學效果。

3. 豐富教學手段

在教學方法上，要改變以往講授為主、學生被動接受的方式，增加課堂師生互動與交流，鼓勵探索式的學習，改變以往課堂枯燥、沉悶的教學氛圍，將學生吸引到課堂中來，增強學生參與感。教學方法的改革是既重視知識傳授又重視能力培養(yǎng)，首先是獲取新知識能力的培養(yǎng)，也就是授人以魚不如授人以漁的道理。這就要求教師由“教會”學生的教學方式向引導學生自己“學會”，從而達到學生“會學”的教學方式轉變，培養(yǎng)學生自主學習的能力。在課堂教學上要注意培養(yǎng)學生提出問題和解決問題的能力，除了必須改變以“課堂傳授、滿堂灌”等特征的教學方法外，還應注意在授課過程中啟發(fā)學生去積極主動思維，調動學生學習的主動性和引導學生學習，而不是被動地接受灌輸。要求在闡述問題時有明確的目的，使學生知道學習這一內容是要去解決什么問題，如何去解決問題。在課堂教學中，教師應當起到關鍵的引導作用，引導學生提出問題、解決問題，幫助學生思考，而不是直接告訴學生答案。例如，在講授汽車變速器時，引導學生思考幾大類變速器的發(fā)展歷程，啟發(fā)學生分析各類變速器的性能特點，繼而深入到原理與計算。讓學生帶著問題由淺入深，讓學生真正地參與進來，對教學內容充滿興趣并愿意投入學習精力，這樣往往能使教學效果事半功倍。

4. 完善考核評價體系

學生成績評價是課程教學的最后一環(huán)，但也是十分關鍵的一環(huán)。課程考核是測試學生的知識與能力的基本手段，它具有導向功能、反饋功能、評價功能等多種功能，是教

學過程中的重要一環(huán)。恰當的考核方式能夠引導學生選擇科學的學習方法，使其達到理想的效果，實現預定的培養(yǎng)目標。 如果評價方式不恰當、不全面，學生就難以配合教師完成教學，也會使前面的一切努力大打折扣。成績需要反應學生的核心專業(yè)能力，而不是簡單的知識點記憶，傳統(tǒng)的一張試卷的評價方式已難以滿足這種要求。因此，急需建立多元化、綜合化的評價方式。在車輛動力學課程中，一張試卷對知識點的涵蓋和能力綜合考核顯得捉襟見肘，因此需要適當縮小期末試卷成績所占的比例，增加課堂教學中的問題探討、交流學習等活動在最終成績中的比例。在課程教學中，教師設計探索式的課程作業(yè)和開放式的問題討論，并把這些內容納入考核范圍，鼓勵學生融入課堂教學，積極參加課堂教學活動，并且在課下也能夠進行積極思考。例如要求學生在教學內容范圍內自選一項車輛性能，對某一款車型進行計算分析，給出分析報告。這樣的考核形式能夠充分反應出學生對所學知識的理解程度和解決專業(yè)問題能力，從而保證了課程教學內容達到應有的效果。

四、結語

高學歷人才的培養(yǎng)已然成為重要的挑戰(zhàn)，培養(yǎng)具有核心專業(yè)能力、多信息綜合分析能力、快速學習與分析解決問題能力的高水平研究生是高校和教師的重要目標。人才培養(yǎng)是一個系統(tǒng)的工程，圍繞這一目標，在整個教學活動中，我們要通過不斷改革與探索，以適應時代要求的不斷提高和學科水平的快速發(fā)展。車輛動力學作為車輛專業(yè)研究生重要的課程之一，改革已勢在必行。